RU17244U1

RU17244U1 - DYNAMIC BRAKING DEVICE FOR THREE-PHASE ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR

Info

Publication number: RU17244U1
Application number: RU2000126626/20U
Authority: RU
Inventors: А.В. Клабуков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-торговая фирма "Вятстанкинвест"
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2001-03-20

Description

УСТРОЙСТВО ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯDYNAMIC BRAKING DEVICE

ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯTHREE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для динамического торможения трехфазного асинхронного электродвигателя в различных электроприводах.The utility model relates to electrical engineering and can be used for dynamic braking of a three-phase asynchronous electric motor in various electric drives.

Наиболее предпочтительное и актуальное применение устройство может найти в деревообрабатывающем оборудовании в связи с введением в действие ГОСТ 12.2.0260-93, согласно п. З.Е.4 которого движение рабочего органа деревообрабатывающих станков должно быть остановлено в течение 6 секунд после выключения электродвигателя.The device can find the most preferred and actual application in woodworking equipment in connection with the enactment of GOST 12.2.0260-93, according to Clause Z.E.4 which the movement of the working body of woodworking machines should be stopped within 6 seconds after turning off the electric motor.

Известно устройство торможения электродвигателя постоянным током (Япония, заявка № 56-29470, публикация 1981.08.07. № 7-737). Оно содержит контактор, кнопки пуска и останова,высокоомный трансформатор, включенное между фазами сети переменного тока реле/ управляющее таймером цепи управления блокировки и цепью контактора через электронную схему управления. Схема такого устройства является достаточно сложной, громоздкой и с большим потреблением тока.A device for braking an electric motor with direct current (Japan, application No. 56-29470, publication 1981.08.07. No. 7-737). It contains a contactor, start and stop buttons, a high-resistance transformer connected between the phases of the AC mains relay / controlling the timer of the interlock control circuit and the contactor circuit via an electronic control circuit. The circuit of such a device is rather complicated, bulky and with a large current consumption.

Известен способ и система торможения асинхронным электродвигателем ( США, Патент №о4612490, публикация 86,09,16 т. 1070 №7), обмотки которого соединены с трехфазной сетью. Сущность заключается в том, что постоянное напряжение торможения подают в два цикла с отставанием второго от первого на 5% от ПОЛНОГО периода напряжения сети, при этом обратная полярность напряжения включается в первом цикле. Устройство является также достаточно сложным и не может полностью исключить возникновение динамических ударов.A known method and system for braking with an induction motor (USA, Patent No. 4612490, publication 86.09.16 t. 1070 No. 7), the windings of which are connected to a three-phase network. The essence is that a constant braking voltage is applied in two cycles with the second behind the first one by 5% from the FULL period of the mains voltage, while the reverse polarity of the voltage is turned on in the first cycle. The device is also quite complex and cannot completely exclude the occurrence of dynamic shocks.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является Устройство для динамического торможения трехфазного асинхронного электродвигателя ( А.С. № 1780138 по заявке № 4838516/07 от 12.06.90). Оно содержит контактор с замкнутыми и разомкнутыми контактами, включенными в цепь источника питания и статорной обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя.The closest in technical essence to the claimed object is a device for dynamic braking of a three-phase asynchronous electric motor (AS No. 1780138 by application No. 4838516/07 from 12.06.90). It contains a contactor with closed and open contacts included in the circuit of the power source and the stator winding of a three-phase asynchronous motor.

ЭДС вращения электродвигателя создает появление тока на резисторе и падение на нем напряжения, часть которого через дополнительный резистор поступает на управляющий вход ключа и через стабилитрон, который при этом пробивается, подается на электроды тиристоров. Нижнее значение наряжения пробоя стабилитрона соответствует моменту торможения.При замыкании ключа образуется два контура динамического торможения.The EMF of rotation of the electric motor creates the appearance of current on the resistor and a voltage drop across it, part of which is fed to the control input of the key through an additional resistor and, through this zener diode, which breaks through, is fed to the thyristor electrodes. The lower value of the Zener breakdown breakdown value corresponds to the time of braking. When the key is closed, two dynamic braking circuits are formed.

Недостаток прототипа заключается в том, что в нем отсутствует реле времени, которое обеспечивает четкий временной интервал динамического торможения. &яесте с тем, предусмотренное электросхемой двухконтурное динамическое торможение не может, обеспечить линейную его зависимость и скачкообразные пиковые нагрузки по току приводят к динамическим ударам, которые передаются всей кинематической цепи от электродвигателя до рабочего инструмента. Вследствие этого возникает вероятность поломки станков, которая имеет место ввиде срыва шпонок, болтов иThe disadvantage of the prototype is that it lacks a time relay, which provides a clear time interval for dynamic braking. In addition, the dual-circuit dynamic braking provided by the electric circuit cannot provide its linear dependence and spasmodic peak current loads lead to dynamic shocks that are transmitted to the entire kinematic circuit from the electric motor to the working tool. As a result of this, there is a likelihood of breakdown of machine tools, which takes place in the form of breakdown of dowels, bolts and

Кроме того, применение в устройстве стабилитрона ограничивает возможность использования устройства для различных скоростей электродвигателей ввиду необходимости индивидуального подбора и замены стабилитронов в каждом конкретном случае изменения скорости.In addition, the use of a zener diode in the device limits the possibility of using the device for different speeds of electric motors due to the need for individual selection and replacement of zener diodes in each case, the change in speed.

Целью полезной модели является обеспечение заданного фиксированного временного интервала торможения электродвигателя с одновременным повышением надежности за счет получения равномерного момента торможения электродвигателя.The purpose of the utility model is to provide a given fixed time interval for braking the motor with a simultaneous increase in reliability by obtaining a uniform braking torque of the motor.

Поставленная цель достигается за счет того, что. в устройстве динамического -торможения трехфазного асинхронного электродвигателя, включающем силовой контактор с размыкающим и замыкающими силовыми контактами, включенными в цепь между источником питания и статорной обмоткой электродвигателя, тиристор, включенный между одной .Фазой источника питания и схемой управления, ключ управления, выполненный на двух транзисторах, регулируемый резистор одним выводом подключенный к ключу управления, а вторым выводом к выходу диода, вход которого подключен к источнику питания, конденсатор, подключенный одним выводом к переменному резистору, а вторым к ключуThe goal is achieved due to the fact that. in a device for dynamic braking of a three-phase asynchronous electric motor, including a power contactor with opening and closing power contacts included in the circuit between the power source and the stator winding of the electric motor, a thyristor connected between one phase of the power source and the control circuit, a control key made on two transistors , an adjustable resistor connected to the control key with one pin, and a capacitor connected to the output of the diode, the input of which is connected to a power source connected by one output to a variable resistor, and by the second to a key

- г управления, согласно полезной модели в него введено реле времени, вход которого подключен к обмотке силового контактора, а выход через замкнутые контакты силового контактора подключен к обмотке силового контактора,подключающего своими контактами катод и анод диода к одной из фаз источника питания и ко втрому выводу обмотки электродвигателя, причем регулируемый резистор одним выводом соединен с катодом диода через резис- тор с фазой источника питания, а другой вывод соединен с на«г копительным конденсатором, второй вывод которого через контакты силового контактора подключен к обмотке электродвигателя.- d control, according to the utility model, a time relay is inserted into it, the input of which is connected to the winding of the power contactor, and the output through the closed contacts of the power contactor is connected to the winding of the power contactor, which connects the cathode and anode of the diode to one of the phases of the power source and to the second the output of the motor winding, and the adjustable resistor is connected to the diode cathode through a resistor with the phase of the power source, and the other output is connected to a storage capacitor, the second output of which is black Without contacts, the power contactor is connected to the motor winding.

Вместе с тем, реле времени выполнено в электронном исполнении .At the same time, the time relay is made in electronic design.

Кроме того, устройство выполнено с возможностью динамического торможения двухскоростного электродвигателя.In addition, the device is configured to dynamically brake a two-speed electric motor.

Для динамического торможения двухскоростного электродвигателя в него введен дополнительный регулируемый резистор, включенный параллельно первому регулируемому резистору.For dynamic braking of a two-speed electric motor, an additional adjustable resistor is introduced into it, connected in parallel with the first adjustable resistor.

Целесообразно чтобы устройство было выполнено ввиде единого блока совместно с реле времени и размещено в герметичном корпусе из диэлектрического материала, например, фенопласта, а его герметичность была обеспечена заливкой компаундом, например герметиком.It is advisable that the device was made in the form of a single unit together with a time relay and placed in a sealed enclosure made of dielectric material, for example, phenolic, and its tightness was ensured by filling with a compound, such as sealant.

Сущность полезной модели поясняется приведенной электросхемой устройста.The essence of the utility model is illustrated by the electrical circuit of the device.

Устройство динамического торможения трехфазного асинхронного электродвигателя содержит электродвигатель 1, статорные обмотки которого через замыкающие контакты 2.1 , 2.2, 2.3 силового контактора 2 соединены с тремя фазами источника питания. К двум фазам В и С источника питания подключен трансформатор 3 вторичного электропитания, ко вторичнйй обмотке которого через кнопку стоп 4, кнопку пуск 5 с блокирующими контактами 2.4 и размыкающими контактами 6.3 контактора б, подключается обмотка силового контактора 2 и вход реле времени 7. К выходу реле времени 7 через размыкающие контакты 2.5 подключена обмотка контактора б. Фаза С источника питания подключена к аноду тиристора 8 и выводу резистора 9, второй вывод которого подключен к аноду диода 10.The device for dynamic braking of a three-phase asynchronous electric motor contains an electric motor 1, the stator windings of which are connected to the three phases of the power source through the make contacts 2.1, 2.2, 2.3 of the power contactor 2. A secondary power transformer 3 is connected to the two phases B and C of the power source, to the secondary winding of which via the stop button 4, start button 5 with blocking contacts 2.4 and opening contacts 6.3 of contactor b, the winding of the power contactor 2 and the input of the time relay 7 are connected. To the output time relay 7 through NC contacts 2.5 connected contactor coil b. Phase C of the power source is connected to the anode of the thyristor 8 and the output of the resistor 9, the second output of which is connected to the anode of the diode 10.

- 3 К катоду диода 10 подключен один вывод резистора 11 и подвижной контакт переключателя 12. К контакту 12.1 подключен один вывод регулируемого резистора 13, а к контакту 12.2 под ключен регулируемый резистор 13. Переключение контактов позволяет производить подключение одного или другого регулируемых резисторов и, таком образом настраивать тормозные моменты первой или второй скорости электродвигателя.Второй и третий выводы регулируемых резисторов 13 и 13 соединены вместе и подключены к эммиттору транзистора 14 и одному выводу конг- 3 One terminal of resistor 11 and a movable contact of switch 12 are connected to the cathode of diode 10. One terminal of adjustable resistor 13 is connected to terminal 12.1, and adjustable resistor 13 is connected to terminal 12.2. Switching the contacts allows connecting one or the other adjustable resistors and, therefore, to adjust the braking moments of the first or second speed of the electric motor. The second and third terminals of the adjustable resistors 13 and 13 are connected together and connected to the emitter of the transistor 14 and one terminal of the cong

денсатора 15.Capacitor 15.

База транзистора 14 соединена с коллектором транзистораThe base of the transistor 14 is connected to the collector of the transistor

16 и вторым выводом резистора 11 и одним выводом резистора 17, Коллектор транзистора 14 соединен с базой транзистора 16 и, таким образом оба транзистора выполняют функцию ключа.Эмиттер транзистора 16 соединен с одним внводом резистора 18 и управляющим электродом тиристора 8, второй вывод конденсатора 15 соединен со вторыми выводами резисторов 17 и 18. катодами тиристора 8 и диода 19 и замыкающим контактом 6.1. Анод диода 19 соединен с одной из обмоток электродвигателя 1 и размыкающим контактом 6.2. Диод 19 защищает тиристор 8 от отрицательных бросков напряжения.16 and the second terminal of the resistor 11 and one terminal of the resistor 17, the Collector of the transistor 14 is connected to the base of the transistor 16 and, thus, both transistors act as a key. The emitter of the transistor 16 is connected to one input of the resistor 18 and the control electrode of the thyristor 8, the second terminal of the capacitor 15 is connected with the second conclusions of the resistors 17 and 18. The cathodes of the thyristor 8 and the diode 19 and the make contact 6.1. The anode of the diode 19 is connected to one of the windings of the motor 1 and the opening contact 6.2. The diode 19 protects the thyristor 8 from negative surges.

Работа устройства происходит следующим образом.The operation of the device is as follows.

При нажатии на кнопку пуск 5 питающее напряжение от трансформатора 3 через кнопку стоп 4 и замкнутый контакт 6.3 подается на обмотку контактора 2 и происходит подключение электродвигателя 1 через размыкающие контакты 2.1, 2.2 и 2.3 к фазам источника питания. Электродвигатель 1 приходит во вращение, при этом кнопка 5 блокируется замыкающим контактом 2.4, а размыкашц1Й контакт 2.5 отключает обмотку контактора 6 от выхода реле времени 7.When you press the start button 5, the supply voltage from the transformer 3 through the stop button 4 and the closed contact 6.3 is applied to the coil of the contactor 2 and the motor 1 is connected through the disconnecting contacts 2.1, 2.2 and 2.3 to the phases of the power source. The electric motor 1 comes into rotation, while the button 5 is blocked by the closing contact 2.4, and the open contact 2.5 disconnects the winding of the contactor 6 from the output of the time relay 7.

Для перевода электродвигателя из рабочего режима в тормоэной нажимается кнопка стоп 4.При этом обесточивается обмотка контактора 2 и электродвигатель через размыкающиеся контакты 2.1, 2.2, 2.3 отключается от фаз источника питания, блокирующие контакты 2.4 размыкаются, а контакты 2.5 замыкаются На вход реле времени подается сигнал отсчета времени. С выхода реле времени 7 через замыкающие контакты 2.5 на контактор 6 подается напряжение, контактор срабатывает и ламыкает контакты 6.1 и 6.2, включ 1Я схему устройства торможения.To switch the electric motor from operating mode, stop button 4 is pressed in braking mode. In this case, the coil of contactor 2 is de-energized and the electric motor is disconnected from the phases of the power source through disconnected contacts 2.1, 2.2, 2.3, the blocking contacts 2.4 are opened, and contacts 2.5 are closed. A signal is sent to the input of the time relay countdown time. From the output of the time relay 7, voltage is applied to the contactor 6 through the closing contacts 2.5, the contactor is activated and contacts 6.1 and 6.2 open, including the 1st circuit of the braking device.

При этом с фазы С источника питания поступает переменное напряжение на анод тиристора 8 и анод диода 10. Диод 10 вып19 рямляет переменное напряжение, которое поступает на коллектор транзистора 16 и базу транзистора 14. Кроме того, с катода диода 10 выпрямленное напряжение заряжает конденсатор 15 через регулируемый резистор 13 или 13, которыми уменьшают или увеличивают ток торможения первой или второй скоростей электродвигателя. Напряжениена конденсаторе 15 нарастает до величины необходимой для открытия транзисторного ключа ( транзисторы 14 и 16), после чего конденсатор через ключ разряжается на резистор 18, что вызывает открытие тиристора 8. Тиристор 8 открываясь на каждой полуволне питающего напряжения пропускает ток торможения через обмотку электродвигателя, обеспечивая его останов.In this case, an alternating voltage is supplied from the phase C of the power source to the anode of the thyristor 8 and the anode of the diode 10. The diode 10 directs the alternating voltage that is supplied to the collector of the transistor 16 and the base of the transistor 14. In addition, the rectified voltage charges the capacitor 15 through the cathode of the diode 10 adjustable resistor 13 or 13, which reduce or increase the braking current of the first or second motor speeds. The voltage of the capacitor 15 rises to the value necessary to open the transistor switch (transistors 14 and 16), after which the capacitor discharges through the switch to the resistor 18, which causes the thyristor 8. to open. The thyristor 8, opening at each half-wave of the supply voltage, passes the braking current through the motor winding, providing his stop.

По сравнению с прототипом заявляемый объект обеспечивает гарантийный останов электродвигателя в установленный интервнл времени .Кроме того, устройство может использоваться для одно и двухскоростных электродвигателей, при этом зависимость тормозного момента приближается к линейной, что исключает возникновение тормозных пиковых моментов и поломок станков (срыв ШПОНОК;болтов и пр.).Compared with the prototype, the claimed object provides a guaranteed shutdown of the electric motor at a set time interval. In addition, the device can be used for one and two-speed electric motors, while the dependence of the braking torque is close to linear, which eliminates the occurrence of braking peak moments and breakdowns of the machines (failure of SHPONOK; bolts etc.).

Устройство прошло испытания на установчной партии и показало хорошие результаты и высокую надежность его работы.The device was tested on an installation batch and showed good results and high reliability of its operation.

Устройство может быть использована в деревообрабатывающем оборудовании и в других электроприводах.The device can be used in woodworking equipment and in other electric drives.

- 5 - - 5 -

Claims

1. A device for dynamic braking of a three-phase asynchronous electric motor, including a power contactor with opening and three closing power contacts connected to the circuit between the power source and the stator winding of the electric motor, a thyristor connected between one phase of the power source and the control circuit, a control key made on two transistors adjustable resistor, connected to the control key with one pin, and a diode to the output of the diode, the input of which is connected to a power source, a capacitor, connected one output to a variable resistor, and the second to a control key, characterized in that a time relay is inserted into it, the input of which is connected to the winding of the power contactor, and the output through closed contacts of the power contactor is connected to the winding of the power contactor, which connects the cathode and the anode of the diode to one of the phases of the power source and to the second terminal of the motor winding, and the adjustable resistor is connected to the cathode of the diode through a resistor with the phase of the power source and the other terminal is connected to kopitelnym capacitor, the second terminal of which is through the power contacts of the contactor is connected to the motor windings.

2. The device according to p. 1, characterized in that the time relay is made in electronic design.

3. The device according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of dynamic braking of a two-speed electric motor.

4. The device according to claims 1 and 2, characterized in that for the dynamic braking of the two-speed electric motor, an additional adjustable resistor is inserted in it, connected in parallel with the first adjustable resistor.

5. The device according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a single unit together with a time relay and placed in a sealed enclosure made of a dielectric material, for example, a phenolic plastic.

6. The device according to claim 5, characterized in that its tightness is ensured by filling with a compound, for example, sealant.