RU2055443C1

RU2055443C1 - Three-phase induction motor starting gear

Info

Publication number: RU2055443C1
Application number: RU92015025A
Authority: RU
Inventors: Рудольф Иванович Кондрашов
Original assignee: Рудольф Иванович Кондрашов
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: electromechanical presses. SUBSTANCE: three-phase induction motor starting gear is provided with CYCLE button 15, time relay 13, solenoid 18, pilot lamp 17 for process monitoring. Electric motor is switched on upon arrival of control pulses through start button 7, time relay 5, step-down transformer 9, rectifier bridge 10, light-emitting elements 11, and photoresistors 12, these pulses being applied to control electrodes of thyristor pairs of switch 2 connected in parallel opposition. During starting period, metered supply of motor 4 is ensured and its no-load operation is impossible. EFFECT: power saving in process without disturbing the process. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве бесконтактного электропривода на электромеханических прессах и прессовом производстве. The present invention relates to electrical engineering and can be used as a non-contact electric drive on electromechanical presses and press production.

Известны аналогичные устройства, применяемые в области электротехники для ограничения холостой работы электрических преобразователей. Эти устройства предназначены для экономии электроэнергии и принцип их работы заключается в автоматическом отключении преобразователей при холостой работе и автоматическом включении при подключении нагрузки. Known similar devices used in the field of electrical engineering to limit the idle operation of electrical converters. These devices are designed to save energy and the principle of their work is to automatically turn off the converters during idle operation and automatically turn on when the load is connected.

Однако из-за конструктивных особенностей эти устройства не могут быть использованы в качестве электропривода на электромеханических прессах. However, due to the design features, these devices cannot be used as an electric drive on electromechanical presses.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению можно отнести устройство для пуска трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащее коммутатор включения преобразователя, реле управления коммутатором, понижающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети, а вторичная к выпрямительному мосту. В этом устройстве коммутатор выполнен в виде пофазно включенных встречно-параллельно-силовых вентиль- тиристорных пар с диодной развязкой в цепи управления силового тиристора. Герконный контакт, подключенный к управляющему электроду тиристора, менее надежен в эксплуатации из-за подгорания или замыкания контактов, что может вызвать аварийную обстановку электродвигателя и его ведомого механизма. Closest to the proposed invention can be attributed a device for starting a three-phase asynchronous electric motor, comprising a switch for turning on the converter, a switch control relay, a step-down transformer, the primary winding of which is connected to the network, and the secondary to the rectifier bridge. In this device, the switch is made in the form of phase-in-parallel counter-parallel-power fan-thyristor pairs with diode isolation in the control circuit of the power thyristor. The reed switch contact connected to the thyristor control electrode is less reliable in operation due to burning or shorting of contacts, which can cause an emergency situation of the electric motor and its driven mechanism.

Прямое включение силового вентиля на обмотку электродвигателя при запертом тиристоре не обеспечивает безопасность поражения электрическим током как обслуживающего персонала, так и случайных лиц. Постоянное присутствие фазы в обмотке статора электродвигателя при неработающем электродвигателе создает ложное впечатление об отсутствии напряжения. В случае нарушения заземления и пробоя изоляции обмотки и подводящих проводов все металлические предметы могут оказаться под напряжением, а наличие заземления, случайного повреждения обмотки и попадание воды вызывает утечку или прохождение тока через обмотку при неработающем электродвигателе вызывает нагрев и возгорание электродвигателя. Низкая надежность в эксплуатации коммутатора и конструктивная особенность в его управлении не позволяет его применение в качестве устройства для пуска асинхронного электродвигателя пресса. Direct connection of the power valve to the motor winding with the thyristor locked does not ensure the safety of electric shock both for service personnel and for random persons. The constant presence of phase in the stator winding of the electric motor when the electric motor is inactive creates a false impression of the absence of voltage. In the event of a grounding fault and breakdown of the insulation of the winding and lead wires, all metal objects can be energized, and the presence of grounding, accidental damage to the winding and water ingress causes leakage or the passage of current through the winding when the motor is idle causes heating and ignition of the electric motor. The low reliability of the operation of the switch and the design feature in its management does not allow its use as a device for starting an asynchronous press motor.

Целью предлагаемого изобретения является экономия электрической энергии в прессовом производстве, без нарушения технологического процесса посредством специального устройства, с более надежным в эксплуатации и более электробезопасным тиристорным коммутатором. The aim of the invention is to save electrical energy in the press production, without disrupting the process through a special device, with a more reliable in operation and more electrical thyristor switch.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием бесконтактной системы управления тиристорным коммутатором, осуществляемым посредством элементов оптоэлектронных приборов, светоизлучателей и фоторезисторов, а использование двух пофазно-встречно-параллельно включенных тиристоров обеспечивает надежную и более электробезопасную эксплуатацию коммутатора. Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device is characterized by the presence of a non-contact thyristor switch control system, implemented by elements of optoelectronic devices, light emitters and photoresistors, and the use of two phase-opposed-parallel-connected thyristors provides reliable and more electrical safety operation of the switch. Thus, the proposed device meets the criteria of the invention of "novelty."

Кроме того, устройство для пуска трехфазного асинхронного электродвигателя, обеспечивающее бесконтактное циклическое включение электродвигателя пресса, не влияет на технологический процесс и является устройством, позволяющим использовать энерционные силы маховика пресса с целью экономии электрической энергии и улучшения косинуса "фи" в энергосистеме. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". In addition, the device for starting a three-phase asynchronous electric motor, which provides non-contact cyclic activation of the press motor, does not affect the technological process and is a device that allows the use of the energy forces of the press flywheel in order to save electric energy and improve the cosine phi in the power system. This allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

Поставленная цель достигается тем, что циклическое включение электродвигателя пресса осуществляется устройством, содержащим тиристорный коммутатор, управляемый посредством элементов оптоэлектронных приборов, фоторезисторов и светоизлучателей, подключенных последовательно к концам четырехплечего выпрямителя, включенного во вторичную обмотку понижающего трансформатора, управляемого по первичной обмотке посредством кнопок "Пуск" и контактов двух электропневматических реле времени. Контрольная лампочка, включенная через резистор, контролирует запуск электродвигателя и его работу в момент циклического включения. Соленоид при нажатии кнопки "Цикл" приводит механизм пресса в рабочее состояние. Тепловое реле размыкающим контактом контролирует перегрузку электродвигателя. This goal is achieved in that the cyclic activation of the press motor is carried out by a device containing a thyristor switch controlled by elements of optoelectronic devices, photoresistors and light emitters connected in series to the ends of a four-arm rectifier connected to the secondary winding of a step-down transformer controlled by the primary button via the Start button and contacts of two electro-pneumatic timers. The control lamp, switched on through the resistor, controls the start of the electric motor and its operation at the time of cyclic inclusion. When the “Cycle” button is pressed, the solenoid brings the press mechanism to working condition. A thermal relay with an NC contact controls motor overload.

На чертеже показана принципиальная схема устройства для пуска трехфазного электродвигателя. The drawing shows a schematic diagram of a device for starting a three-phase electric motor.

Устройство содержит автоматический выключатель 1, тиристорный коммутатор 2, выходом подключенный через тепловое реле 3 в статорную обмотку электродвигателя 4, катушку реле времени 5, подключенную через размыкающий контакт 6 теплового реле 3 и контакт кнопки "Пуск" 7 к фазе С, замыкающий контакт 8 с выдержкой времени на размыкание, включенный в первичную обмотку понижающего трансформатора 9, выпрямительный мостик 10, подключенный к вторичной обмотке трансформатора, оптоэлектронные приборы, содержащие три светоизлучателя 11, подключенные последовательно к выпрямителю, и три фоторезистора 12, подключенные к управляющим электродам тиристорных пар, катушку реле времени 13, включенную через размыкающий контакт 14 с выдержкой времени на замыкание, кнопку "Цикл" 15, замыкающий контакт 16 с выдержкой времени на размыкание и на размыкающий контакт 6 теплового реле 3, сигнальную лампу 17 с последовательно включенным токоограничивающим резистором, катушку соленоида 18, осуществляющую включение механизма пресса при нажатии кнопки "Цикл". The device contains a circuit breaker 1, a thyristor switch 2, connected via a thermal relay 3 to the stator winding of an electric motor 4, a time relay coil 5 connected through a normally open contact 6 of the thermal relay 3 and a contact of the “Start” button 7 to phase C, making contact 8 s the time delay for opening, included in the primary winding of the step-down transformer 9, a rectifier bridge 10 connected to the secondary winding of the transformer, optoelectronic devices containing three light emitters 11, connected last It is necessary to the rectifier, and three photoresistors 12 connected to the control electrodes of the thyristor pairs, a time relay coil 13 connected through the opening contact 14 with a delay time for closing, the button "Cycle" 15, the closing contact 16 with a delay time for opening and a breaking contact 6 of the thermal relay 3, a signal lamp 17 with a current-limiting resistor connected in series, a solenoid coil 18, which activates the press mechanism when the "Cycle" button is pressed.

Устройство работает следующим образом. Включается автоматический выключатель 1, на вход тиристорного коммутатора 2 подается напряжение. Нажатием кнопки "Пуск" 7 от фазы С через размыкающий контакт 6, контакты кнопки "Пуск" 7, катушку реле времени 5 нуль течет ток. Включается реле времени 5, которое своим размыкающим контактом 14 блокирует включение катушки соленоида 16, а замыкающим контактом 8 включает катушку реле времени 13 и первичную обмотку понижающего трансформатора 9, а также сигнальную лампу 17. Включенное реле времени 13 своим замыкающим контактом 16 подготавливает кнопку 15 "Цикл" к работе, а включенная первичная обмотка трансформатора 9 трансформирует пониженное напряжение во вторичной обмотке, к которой подключен четырехплечий выпрямительный мостик 1, питающий три последовательно включенных светоизлучателя 11, подающих световые импульсы на фоторезисторы 12, подключенные к управляющим электродам тиристорных пар коммутатора 27. Под действием световых импульсов фоторезисторы 12 уменьшают свое сопротивление и тиристорные пары открываются, через них течет ток и начинает работать электродвигатель 4. В зависимости от мощности электродвигателя 4 устанавливается время запуска посредством реле времени 5. По истечении времени запуска размыкается контакт 8 и замыкается контакт 14, при этом открывается первичная обмотка трансформатора 9 и гаснет сигнальная лампа 17, информируя рабочего о готовности пресса к работе. The device operates as follows. The circuit breaker 1 is turned on, voltage is applied to the input of the thyristor switch 2. By pressing the "Start" button 7 from phase C through the opening contact 6, the contacts of the "Start" button 7, the coil of the timer 5 zero current flows. The time relay 5 is turned on, which by its opening contact 14 blocks the inclusion of the solenoid coil 16, and by the closing contact 8 it turns on the coil of the time relay 13 and the primary winding of the step-down transformer 9, as well as the signal lamp 17. The switched on timer 13 with its closing contact 16 prepares the button 15 " The cycle "to work, and the included primary winding of the transformer 9 transforms the reduced voltage in the secondary winding, to which a four-arm rectifier bridge 1 is connected, which feeds three series-connected a light emitter 11 supplying light pulses to the photoresistors 12 connected to the control electrodes of the thyristor pairs of the switch 27. Under the influence of light pulses, the photoconductors 12 reduce their resistance and the thyristor pairs open, current flows through them and the electric motor 4 starts to work. Depending on the power of the electric motor 4, it is installed start time by means of a timer 5. After the start time has elapsed, contact 8 opens and contact 14 closes, while the primary winding of the transformer 9 opens and the signal lamp 17 goes out, informing the worker about the readiness of the press to work.

Отключенный электродвигатель 4 вместе с маховиком по инерции продолжает вращаться. Замкнувшийся контакт 14 подготовил катушку реле времени 13 к подпитке через собственный замкнутый контакт 16 и кнопку "Цикл" 15. Роль реле времени 13 состоит в контролировании вращения отключенного электродвигателя 4 до минимума его энергционной способности произвести цикл в работе, поэтому время устанавливается в зависимости от энерционности маховика, максимальное время отключения кнопки "Цикл" 15 посредством замыкающего контакта 16 с выдержкой времени на размыкание от фазы С. В процессе работы кнопка "Цикл" 15 постоянно подпитывает катушку реле времени 13, что не дает ему возможности разомкнуть контакт 16, а также включает катушку соленоида 18 и первичную обмотку трансформатора 9, циклически выдающего импульс через выпрямительный мостик 10, светоизлучатели 11 на фоторезисторы 12, открывающие пары коммутатора 2, постоянно подпитывающего электродвигатель 4. Циклически включающаяся сигнальная лампа 17 информирует рабочего о том, что электродвигатель 4 подпитывается. При значительном перерыве в работе реле времени 13 отключается и размыкает контакт 16. Нажатие кнопки "Цикл" 15 не приводит к успеху. Потребуется вновь произвести запуск электродвигателя 4 посредством пусковой кнопки 7 и реле времени 5. The disconnected motor 4, together with the flywheel, continues to rotate by inertia. Closed contact 14 prepared the coil of the timer 13 to be fed through its own closed contact 16 and the "Cycle" button 15. The role of the timer 13 is to control the rotation of the disconnected motor 4 to a minimum of its energy ability to cycle in operation, so the time is set depending on the energy flywheel, the maximum turn-off time of the “Cycle” button 15 by means of the make contact 16 with the time delay for opening from phase C. During operation, the “Cycle” button 15 constantly energizes the coil at time 13, which does not allow it to open contact 16, and also includes a solenoid coil 18 and the primary winding of a transformer 9, cyclically issuing a pulse through a rectifier bridge 10, light emitters 11 to the photoresistors 12, opening the pairs of the switch 2, constantly energizing the electric motor 4. Cyclically the switching on signal lamp 17 informs the worker that the electric motor 4 is being energized. With a significant interruption in operation, the time relay 13 is turned off and opens the contact 16. Pressing the button "Cycle" 15 does not lead to success. You will need to restart the motor 4 using the start button 7 and the time relay 5.

Циклическое включение электродвигателя через коммутатор позволяет значительно экономить электроэнергию за счет исключения работы электродвигателя на холостом ходу, используя энерционные силы маховика и не влияя при этом на технологический процесс изготовления деталей, а также на работу электродвигателя и самого устройства. The cyclic inclusion of the electric motor through the switch allows significant energy savings due to the exclusion of the electric motor idling, using the energy of the flywheel and without affecting the manufacturing process of parts, as well as the operation of the electric motor and the device itself.

Есть варианты использования электронных реле времени как в запуске, так и в работе электродвигателя, но это значительно усложняет схему, но увеличивает при этом надежность в работе особенно реле 13, а также снижает энергоемкость элементов управления устройства. There are options for using electronic time relays both at start-up and in the operation of the electric motor, but this greatly complicates the circuit, but at the same time increases reliability in operation, especially relay 13, and also reduces the energy consumption of the control elements of the device.

Claims

DEVICE FOR STARTING A THREE-PHASE ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR, containing a three-phase switch, designed to turn on the phases of the stator winding and made in the form of counter-parallel connected thyristor and valve, step-down transformer, one terminal of the primary winding of which is connected to the terminal for connecting to zero the power source, the secondary a transformer is connected to the input terminals of a four-arm bridge rectifier, characterized in that thermal relays with thermal elements are introduced into it intended for switching on the phases of the stator winding with an opening contact, the first time relay with a coil and one closing contact and one opening contact with a delay time for switching on, a second timer with a coil and a closing contact with a delay time for opening, a solenoid coil, buttons “Start” and “Cycle” controls, a resistor, a signal lamp, three optocouplers with a light emitter and a photoresistor each, and the valves in the three-phase switch are made in the form of thyristors, there are pairs of pairs between the control electrodes Along the connected thyristors of the switch, optocoupler photoresistors are switched on, respectively, the light emitters of all three optocouplers are connected in series with each other and connected to the output terminals of a four-arm bridge rectifier, the primary winding of a step-down transformer is shunted by a series-connected resistor and a signal lamp, one terminal of the opening contact of the thermal relay is equipped with a clamp for connecting to one from the phases of the power source, the other terminal of the normally closed contact of the thermal relay is connected to one m terminals of the Start button, the make contact of the second time relay and the first make contact of the first time relay, the other output of which is connected to the other output of the primary winding of the step-down transformer and to one output of the coil of the second time relay and the second make contact of the first time relay, the other output of the second the opening contact of the first time relay is connected to one output of the solenoid coil and the "Cycle" button, the other output of which is connected to the other output of the closing contact of the second time relay, the other The “Start” button is connected to one terminal of the coil of the first time relay, the other terminals of the coils of the first and second time relays and the solenoid are connected to a terminal for connecting the power source to zero.