RU221498U1 - Device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network - Google Patents

Device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network Download PDF

Info

Publication number
RU221498U1
RU221498U1 RU2023123418U RU2023123418U RU221498U1 RU 221498 U1 RU221498 U1 RU 221498U1 RU 2023123418 U RU2023123418 U RU 2023123418U RU 2023123418 U RU2023123418 U RU 2023123418U RU 221498 U1 RU221498 U1 RU 221498U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
transistor
cathode
network
drain
Prior art date
Application number
RU2023123418U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Данил Валерьевич Дорохов
Сергей Юрьевич Еремочкин
Original Assignee
Данил Валерьевич Дорохов
Filing date
Publication date
Application filed by Данил Валерьевич Дорохов filed Critical Данил Валерьевич Дорохов
Application granted granted Critical
Publication of RU221498U1 publication Critical patent/RU221498U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к пусковым устройствам, ведомым однофазной сетью переменного тока, и может быть использована в электроприводах переменного тока для пуска от однофазной сети однофазных двухобмоточных асинхронных двигателей, не требующих регулирования скорости вращения. Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности и энергоэффективности путем уменьшения энергопотребления устройства бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети. Устройство содержит две пары полупроводниковых ключей, питающиеся от сети однофазного переменного тока, предназначенные для подключения к нагрузке, представляющей собой статорные обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. В качестве каждого из полупроводниковых ключей использованы два транзистора и два диода. В первом полупроводниковом ключе первой пары сток первого транзистора соединен с катодом первого диода и с фазой однофазной сети переменного тока, сток второго транзистора соединен с катодом второго диода и с концом первой обмотки статора, истоки первого и второго транзисторов объединены и соединены с анодами первого и второго диодов. Во втором полупроводниковом ключе первой пары сток третьего транзистора соединен с катодом третьего диода и с нулем однофазной сети переменного тока, сток четвертого транзистора соединен с катодом четвертого диода и с концом первой обмотки статора, истоки третьего и четвертого транзисторов объединены и соединены с анодами третьего и четвертого диодов. В третьем полупроводниковом ключе второй пары сток пятого транзистора соединен с катодом пятого диода и с фазой однофазной сети переменного тока, сток шестого транзистора соединен с катодом шестого диода и с началом первой обмотки статора, истоки пятого и шестого транзисторов объединены и соединены с анодами пятого и шестого диодов. В четвертом полупроводниковом ключе второй пары сток седьмого транзистора соединен с катодом седьмого диода и с нулем однофазной сети переменного тока, сток восьмого транзистора соединен с катодом восьмого диода и с началом первой обмотки статора, истоки седьмого и восьмого транзисторов объединены и соединены с анодами седьмого и восьмого диодов. Начало второй обмотки статора подключено к фазе питающей сети, конец второй обмотки статора подключен к нулю питающей сети. Обеспечивается возможность осуществления как пуска, работы, так и реверса двигателя, более высокие показатели надежности и энергоэффективности. 5 ил. The utility model relates to starting devices driven by a single-phase AC network, and can be used in AC electric drives to start single-phase two-winding asynchronous motors that do not require rotation speed control from a single-phase network. The technical result of the utility model is to increase reliability and energy efficiency by reducing the energy consumption of a device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network. The device contains two pairs of semiconductor switches, powered by a single-phase alternating current network, intended for connection to a load, which is the stator windings of a single-phase two-winding asynchronous electric motor. Two transistors and two diodes are used as each of the semiconductor switches. In the first semiconductor switch of the first pair, the drain of the first transistor is connected to the cathode of the first diode and to the phase of a single-phase AC network, the drain of the second transistor is connected to the cathode of the second diode and to the end of the first stator winding, the sources of the first and second transistors are combined and connected to the anodes of the first and second diodes. In the second semiconductor switch of the first pair, the drain of the third transistor is connected to the cathode of the third diode and to the zero of a single-phase AC network, the drain of the fourth transistor is connected to the cathode of the fourth diode and to the end of the first stator winding, the sources of the third and fourth transistors are combined and connected to the anodes of the third and fourth diodes. In the third semiconductor switch of the second pair, the drain of the fifth transistor is connected to the cathode of the fifth diode and to the phase of a single-phase alternating current network, the drain of the sixth transistor is connected to the cathode of the sixth diode and to the beginning of the first stator winding, the sources of the fifth and sixth transistors are combined and connected to the anodes of the fifth and sixth diodes. In the fourth semiconductor switch of the second pair, the drain of the seventh transistor is connected to the cathode of the seventh diode and to the zero of a single-phase AC network, the drain of the eighth transistor is connected to the cathode of the eighth diode and to the beginning of the first stator winding, the sources of the seventh and eighth transistors are combined and connected to the anodes of the seventh and eighth diodes. The beginning of the second stator winding is connected to the supply line phase, the end of the second stator winding is connected to the supply line neutral. It provides the ability to both start, operate and reverse the engine, providing higher reliability and energy efficiency. 5 ill.

Description

Полезная модель относится к пусковым устройствам, ведомым однофазной сетью переменного тока, и может быть использована в электроприводах переменного тока для пуска от однофазной сети однофазных двухобмоточных асинхронных двигателей, не требующих регулирования скорости вращения.The utility model relates to starting devices driven by a single-phase AC network, and can be used in AC electric drives to start single-phase two-winding asynchronous motors that do not require rotation speed control from a single-phase network.

Известно устройство запуска однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя от однофазной сети с использованием конденсаторного сдвига в статорной цепи, осуществляющее питание от однофазной сети асинхронного двигателя, в котором для получения вращающегося поля статора одна обмотка двигателя подключена к однофазной сети через конденсаторы, а другая обмотка - напрямую к сети (Копылов И.П. Электрические машины. Учебник для вузов / И.П. Копылов. - М.: Высшая школа, 2006. - С. 343, рис. 3.96).A device is known for starting a single-phase two-winding asynchronous motor from a single-phase network using a capacitor shift in the stator circuit, providing power from a single-phase network of an asynchronous motor, in which, to obtain a rotating stator field, one winding of the motor is connected to a single-phase network through capacitors, and the other winding is connected directly to the network (Kopylov I.P. Electrical machines. Textbook for universities / I.P. Kopylov. - M.: Higher School, 2006. - P. 343, Fig. 3.96).

Недостатками описанного устройства запуска однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя от однофазной сети с использованием конденсаторного сдвига в статорной цепи являются низкая надежность и повышенные габариты вследствие необходимости использования бумажных конденсаторов большой емкости, отсутствие возможности осуществления реверса двигателя, так как для этого необходимы конструктивные изменения.The disadvantages of the described device for starting a single-phase two-winding asynchronous motor from a single-phase network using capacitor shift in the stator circuit are low reliability and increased dimensions due to the need to use high-capacity paper capacitors, and the inability to reverse the motor, since this requires design changes.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является реверсивное бесконденсаторное устройство пуска однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, содержащее две пары полупроводниковых ключей, в качестве которых использованы транзисторы, а также две обмотки статора. При этом в первой паре полупроводниковых ключей объединенные коллекторы первого и второго транзистора подключены к началу первой обмотки статора, эмиттер первого транзистора подключен к фазе питающей сети, эмиттер второго транзистора подключен к нулю питающей сети, во второй паре полупроводниковых ключей объединенные коллекторы третьего и четвертого транзистора подключены к концу первой обмотки статора, эмиттер третьего транзистора подключен к фазе питающей сети, эмиттер четвертого транзистора подключен к нулю питающей сети, начало второй обмотки статора подключено к фазе питающей сети, а конец второй обмотки статора подключен к нулю питающей сети (патент RU №157687, МПК Н02Р 1/42 (2006.01), Н02Р 27/04 (2006.01), дата публикации 10.12.2015 г.).The closest to the proposed utility model in terms of technical essence and achieved result (prototype) is a reversible capacitorless starting device for a single-phase two-winding asynchronous motor, containing two pairs of semiconductor switches, which are used as transistors, as well as two stator windings. In this case, in the first pair of semiconductor switches, the combined collectors of the first and second transistor are connected to the beginning of the first stator winding, the emitter of the first transistor is connected to the phase of the supply network, the emitter of the second transistor is connected to the zero of the supply network, in the second pair of semiconductor switches, the combined collectors of the third and fourth transistor are connected to the end of the first stator winding, the emitter of the third transistor is connected to the supply network phase, the emitter of the fourth transistor is connected to the supply network zero, the beginning of the second stator winding is connected to the supply network phase, and the end of the second stator winding is connected to the supply network zero (RU patent No. 157687, IPC N02R 1/42 (2006.01), N02R 27/04 (2006.01), publication date 12/10/2015).

Недостатками данного реверсивного бесконденсаторного устройства пуска однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя являются низкая надежность вследствие повышенного нагрева по причине потребления управляющего тока в ключевом режиме из-за работы биполярных транзисторов на переменном токе, а также повышенное потребление энергии вследствие использования биполярных транзисторов, которым необходим ток управления для поддержания транзисторов во включенном состоянии.The disadvantages of this reversible capacitorless starting device for a single-phase two-winding asynchronous motor are low reliability due to increased heating due to the consumption of control current in the switching mode due to the operation of bipolar transistors on alternating current, as well as increased energy consumption due to the use of bipolar transistors, which require control current to maintain transistors in the on state.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, заключается в повышении надежности и энергоэффективности путем уменьшения энергопотребления устройства бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the utility model, is to increase reliability and energy efficiency by reducing the energy consumption of a device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что в устройстве бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети, содержащем две пары полупроводниковых ключей, первую и вторую обмотки статора, причем начало второй обмотки статора подключено к фазе питающей сети, конец второй обмотки статора подключен к нулю питающей сети, первые выходы первого полупроводникового ключа первой пары и третьего полупроводникового ключа второй пары подсоединены к фазе питающей сети, первые выходы второго полупроводникового ключа первой пары и четвертого полупроводникового ключа второй пары подсоединены к нулю питающей сети, объединенные вторые выходы первого и второго полупроводниковых ключей первой пары подключены к концу первой обмотки статора, а объединенные вторые выходы третьего и четвертого полупроводниковых ключей второй пары подключены к началу первой обмотки статора, согласно полезной модели, в качестве каждого из полупроводниковых ключей использованы два транзистора и два диода, при этом, в первом полупроводниковом ключе сток первого транзистора соединен с катодом первого диода и с фазой однофазной сети переменного тока, сток второго транзистора соединен с катодом второго диода и с концом первой обмотки статора, истоки первого и второго транзисторов объединены и соединены с анодами первого и второго диодов, во втором полупроводниковом ключе сток третьего транзистора соединен с катодом третьего диода и с нулем однофазной сети переменного тока, сток четвертого транзистора соединен с катодом четвертого диода и с концом первой обмотки статора, истоки третьего и четвертого транзисторов объединены и соединены с анодами третьего и четвертого диодов, в третьем полупроводниковом ключе сток пятого транзистора соединен с катодом пятого диода и с фазой однофазной сети переменного тока, сток шестого транзистора соединен с катодом шестого диода и с началом первой обмотки статора, истоки пятого и шестого транзисторов объединены и соединены с анодами пятого и шестого диодов, в четвертом полупроводниковом ключе сток седьмого транзистора соединен с катодом седьмого диода и с нулем однофазной сети переменного тока, сток восьмого транзистора соединен с катодом восьмого диода и с началом первой обмотки статора, истоки седьмого и восьмого транзисторов объединены и соединены с анодами седьмого и восьмого диодов.The solution to this technical problem is achieved by the fact that in a device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network, containing two pairs of semiconductor switches, the first and second stator windings, the beginning of the second stator winding is connected to the supply line phase, the end of the second stator winding is connected to zero supply network, the first outputs of the first semiconductor switch of the first pair and the third semiconductor switch of the second pair are connected to the phase of the supply network, the first outputs of the second semiconductor switch of the first pair and the fourth semiconductor switch of the second pair are connected to the zero of the supply network, the combined second outputs of the first and second semiconductor switches of the first pairs are connected to the end of the first stator winding, and the combined second outputs of the third and fourth semiconductor switches of the second pair are connected to the beginning of the first stator winding, according to the utility model, two transistors and two diodes are used as each of the semiconductor switches, while in the first semiconductor switch the drain of the first transistor is connected to the cathode of the first diode and to the phase of a single-phase alternating current network, the drain of the second transistor is connected to the cathode of the second diode and to the end of the first stator winding, the sources of the first and second transistors are combined and connected to the anodes of the first and second diodes, in the second semiconductor switch the drain of the third transistor is connected to the cathode of the third diode and to the zero of a single-phase AC network, the drain of the fourth transistor is connected to the cathode of the fourth diode and to the end of the first stator winding, the sources of the third and fourth transistors are combined and connected to the anodes of the third and fourth diodes, in the third semiconductor switch the drain of the fifth transistor is connected to the cathode of the fifth diode and to the phase of a single-phase AC network, the drain of the sixth transistor is connected to the cathode of the sixth diode and to the beginning of the first stator winding, the sources of the fifth and sixth transistors are combined and connected to the anodes of the fifth and sixth diodes, in the fourth semiconductor switch the drain of the seventh transistor is connected to the cathode of the seventh diode and to the zero of a single-phase alternating current network, the drain of the eighth transistor is connected to the cathode of the eighth diode and to the beginning of the first stator winding, the sources of the seventh and eighth transistors are combined and connected to the anodes of the seventh and eighth diodes.

В качестве транзисторов могут быть использованы IGBT или MOSFET транзисторы.IGBT or MOSFET transistors can be used as transistors.

Повышение надежности и энергоэффективности устройства бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети обусловлено использованием в каждом полупроводниковом ключе транзисторов, которые управляются потенциалом, а не током, при отсутствии необходимости учета полярности напряжения, проходящего через транзисторы.Increasing the reliability and energy efficiency of a device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network is due to the use of transistors in each semiconductor switch that are controlled by potential rather than current, without the need to take into account the polarity of the voltage passing through the transistors.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети; на фиг.2 показана векторная диаграмма кругового вращающегося поля статора двигателя, состоящего из четырех фиксированных положений вектора магнитной индукции поля статора, при вращении по часовой стрелке; на фиг. 3 показано протекание тока по статорным обмоткам в разные моменты времени, а также пофазное изменение магнитного потока в статорных обмотках в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг. 2; на фиг.4 показана векторная диаграмма кругового вращающегося поля статора двигателя, состоящего из четырех фиксированных положений вектора магнитной индукции поля статора, при вращении против часовой стрелки; на фиг. 5 показано протекание тока по статорным обмоткам в разные моменты времени, а также пофазное изменение магнитного потока в статорных обмотках в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг. 4.The proposed utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a schematic electrical diagram of a device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network; Fig. 2 shows a vector diagram of the circular rotating field of the stator of the engine, consisting of four fixed positions of the magnetic induction vector of the stator field, when rotating clockwise; in fig. Figure 3 shows the flow of current through the stator windings at different times, as well as the phase-by-phase change in the magnetic flux in the stator windings in accordance with the vector diagram shown in Fig. 2; Fig. 4 shows a vector diagram of the circular rotating field of the stator of the engine, consisting of four fixed positions of the magnetic induction vector of the stator field, when rotating counterclockwise; in fig. Figure 5 shows the flow of current through the stator windings at different times, as well as the phase-by-phase change in the magnetic flux in the stator windings in accordance with the vector diagram shown in Fig. 4.

Кроме того, на чертеже используются следующие обозначения:In addition, the following symbols are used in the drawing:

Ф - фаза;F - phase;

0 - ноль;0 - zero;

L1, L2 - обмотки статора электродвигателя;L1, L2 - stator windings of the electric motor;

VT1 - VT8 - транзисторы;VT1 - VT8 - transistors;

I, II, III, IV - последовательные фиксированные положения вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора асинхронного двигателя;I, II, III, IV - successive fixed positions of the magnetic flux vector of the circular rotating field of the stator of an asynchronous motor;

Uсети - напряжение питающей сети;Umains - supply voltage;

дугообразные линии со стрелкой - направления вращения магнитного поля статора;arcuate lines with an arrow - the direction of rotation of the stator magnetic field;

t1, t2…t4 - моменты времени коммутации транзисторов;t1, t2…t4 - moments of switching time of transistors;

и - исток;and - source;

с - сток;s - drain;

а - анод;a - anode;

к - катод;k - cathode;

прямые линии со стрелками - направления вектора магнитной индукции кругового вращающегося поля статора двигателя.straight lines with arrows - directions of the magnetic induction vector of the circular rotating field of the engine stator.

Устройство бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети содержит две пары полупроводниковых ключей, питающиеся от сети однофазного переменного тока, предназначенные для подключения к нагрузке, представляющей собой статорные обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. В качестве каждого из полупроводниковых ключей использованы два транзистора и два диода. В первом полупроводниковом ключе 1 (К1) первой пары сток первого 2 (VT1) транзистора соединен с катодом первого диода 3 (VD1) и с фазой однофазной сети переменного тока, сток второго 4 (VT2) транзистора соединен с катодом второго диода 5 (VD2) и с концом 6 (С2) первой обмотки статора 7 (L1), истоки первого 2 (VT1) и второго 4 (VT2) транзисторов объединены и соединены с анодами первого 3 (VD1) и второго 5 (VD2) диодов. Во втором полупроводниковом ключе 8 (K2) первой пары сток третьего 9 (VT3) транзистора соединен с катодом третьего 10 (VD3) диода и с нулем однофазной сети переменного тока, сток четвертого 11 (VT4) транзистора соединен с катодом четвертого 12 (VD4) диода и с концом 6 (С2) первой обмотки статора 7 (L1), истоки третьего 9 (VT3) и четвертого 11 (VT4) транзисторов объединены и соединены с анодами третьего 10 (VD3) и четвертого 12 (VD4) диодов. В третьем полупроводниковом ключе 13 (К3) второй пары сток пятого 14 (VT5) транзистора соединен с катодом пятого 15 (VD5) диода и с фазой однофазной сети переменного тока, сток шестого 16 (VT6) транзистора соединен с катодом шестого 17 (VD6) диода и с началом 18 (С1) первой обмотки статора 7 (L1), истоки пятого 14 (VT5) и шестого 16 (VT6) транзисторов объединены и соединены с анодами пятого 15 (VD5) и шестого 17 (VD6) диодов. В четвертом полупроводниковом ключе 19 (К4) второй пары сток седьмого 20 (VT7) транзистора соединен с катодом седьмого 21 (VD7) диода и с нулем однофазной сети переменного тока, сток восьмого 22 (VT8) транзистора соединен с катодом восьмого 23 (VD8) диода и с началом 18 (С1) первой обмотки статора 7 (L1), истоки седьмого 21 (VT7) и восьмого 22 (VT8) транзисторов объединены и соединены с анодами седьмого 20 (VD7) и восьмого 23 (VD8) диодов. Начало 24 (С3) второй обмотки статора 25 (L2) подключено к фазе питающей сети, конец 26 (С4) второй обмотки статора 25 (L2) подключен к нулю питающей сети.A device for capacitor-free starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network contains two pairs of semiconductor switches powered by a single-phase alternating current network, intended for connection to a load representing the stator windings of a single-phase two-winding asynchronous electric motor. Two transistors and two diodes are used as each of the semiconductor switches. In the first semiconductor switch 1 (K1) of the first pair, the drain of the first 2 (VT1) transistor is connected to the cathode of the first diode 3 (VD1) and with the phase of a single-phase AC network, the drain of the second 4 (VT2) transistor is connected to the cathode of the second diode 5 (VD2) and with the end 6 (C2) of the first stator winding 7 (L1), the sources of the first 2 (VT1) and second 4 (VT2) transistors are combined and connected to the anodes of the first 3 (VD1) and second 5 (VD2) diodes. In the second semiconductor switch 8 (K2) of the first pair, the drain of the third 9 (VT3) transistor is connected to the cathode of the third 10 (VD3) diode and to the zero of a single-phase AC network, the drain of the fourth 11 (VT4) transistor is connected to the cathode of the fourth 12 (VD4) diode and with the end 6 (C2) of the first stator winding 7 (L1), the sources of the third 9 (VT3) and fourth 11 (VT4) transistors are combined and connected to the anodes of the third 10 (VD3) and fourth 12 (VD4) diodes. In the third semiconductor switch 13 (K3) of the second pair, the drain of the fifth 14 (VT5) transistor is connected to the cathode of the fifth 15 (VD5) diode and to the phase of a single-phase AC network, the drain of the sixth 16 (VT6) transistor is connected to the cathode of the sixth 17 (VD6) diode and with the beginning 18 (C1) of the first stator winding 7 (L1), the sources of the fifth 14 (VT5) and sixth 16 (VT6) transistors are combined and connected to the anodes of the fifth 15 (VD5) and sixth 17 (VD6) diodes. In the fourth semiconductor switch 19 (K4) of the second pair, the drain of the seventh 20 (VT7) transistor is connected to the cathode of the seventh 21 (VD7) diode and to the zero of a single-phase AC network, the drain of the eighth 22 (VT8) transistor is connected to the cathode of the eighth 23 (VD8) diode and with the beginning 18 (C1) of the first stator winding 7 (L1), the sources of the seventh 21 (VT7) and eighth 22 (VT8) transistors are combined and connected to the anodes of the seventh 20 (VD7) and eighth 23 (VD8) diodes. The beginning 24 (C3) of the second stator winding 25 (L2) is connected to the supply line phase, the end 26 (C4) of the second stator winding 25 (L2) is connected to the supply line zero.

Работа устройства бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети осуществляется следующим образом. Для обеспечения вращения вектора магнитной индукции вращающегося кругового поля статора двигателя по часовой стрелке, в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг. 2, необходимо подавать управляющие сигналы на затворы транзисторов 2 (VT1), 4 (VT2), 9 (VT3), 11 (VT4), 14 (VT5), 16 (VT6), 21 (VT7), 22 (VT8) в следующем порядке (фиг. 3).The operation of a device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network is carried out as follows. To ensure that the magnetic induction vector of the rotating circular field of the motor stator rotates clockwise, in accordance with the vector diagram shown in Fig. 2, it is necessary to apply control signals to the gates of transistors 2 (VT1), 4 (VT2), 9 (VT3), 11 (VT4), 14 (VT5), 16 (VT6), 21 (VT7), 22 (VT8) as follows order (Fig. 3).

1. В положительную полуволну питающего напряжения, в период от 0 до t1, открываются транзисторы 2 (VT1) и 22 (VT8), обеспечивая первое I фиксированное положение вектора магнитной индукции поля статора при протекании тока по обмоткам 7 (L1) вправо и 25 (L2) вниз в показанном стрелками направлении.1. In the positive half-wave of the supply voltage, in the period from 0 to t1, transistors 2 (VT1) and 22 (VT8) open, providing the first I fixed position of the magnetic induction vector of the stator field when current flows through windings 7 (L1) to the right and 25 ( L2) down in the direction shown by the arrows.

2. В положительную полуволну питающего напряжения, в период от t1 до t2, открываются транзисторы 14 (VT5) и 11 (VT4), при этом транзисторы 2 (VT1) и 22 (VT8) закрываются, обеспечивая второе II фиксированное положение вектора магнитной индукции поля статора при протекании тока по обмоткам 7 (L1) влево и 25 (L2) вниз в показанном стрелками направлении.2. During the positive half-wave of the supply voltage, in the period from t1 to t2, transistors 14 (VT5) and 11 (VT4) open, while transistors 2 (VT1) and 22 (VT8) close, providing a second II fixed position of the magnetic induction field vector stator when current flows through windings 7 (L1) to the left and 25 (L2) down in the direction shown by the arrows.

3. В отрицательную полуволну питающего напряжения, в период от t2 до t3, открываются транзисторы 21 (VT7) и 4 (VT2), при этом транзисторы 14 (VT5) и 11 (VT4) закрываются, обеспечивая третье III фиксированное положение вектора магнитной индукции поля статора при протекании тока по обмоткам 7 (L1) влево и 25 (L2) вверх в показанном стрелками направлении.3. During the negative half-wave of the supply voltage, in the period from t2 to t3, transistors 21 (VT7) and 4 (VT2) open, while transistors 14 (VT5) and 11 (VT4) close, providing the third III fixed position of the magnetic induction field vector stator when current flows through windings 7 (L1) to the left and 25 (L2) up in the direction shown by the arrows.

4. В отрицательную полуволну питающего напряжения, в период от t3 до t4, открываются транзисторы 9 (VT3) и 16 (VT6), при этом транзисторы 21 (VT7) и 4 (VT2) закрываются, обеспечивая четвертое IV фиксированное положение вектора магнитной индукции поля статора при протекании тока по обмоткам 7 (L1) вправо и 25 (L2) вверх в показанном стрелками направлении.4. In the negative half-wave of the supply voltage, in the period from t3 to t4, transistors 9 (VT3) and 16 (VT6) open, while transistors 21 (VT7) and 4 (VT2) close, providing the fourth IV fixed position of the magnetic induction field vector stator when current flows through windings 7 (L1) to the right and 25 (L2) upward in the direction shown by the arrows.

Поле статора получается вращающимся, круговым, пространственным, изменяющимся во времени. При прохождении следующей положительной полуволны цикл повторяется, обеспечивая вращение поля статора по часовой стрелке.The stator field turns out to be rotating, circular, spatial, and time-varying. When the next positive half-wave passes, the cycle repeats, ensuring clockwise rotation of the stator field.

Для обеспечения вращения вектора магнитной индукции вращающегося кругового поля статора двигателя против часовой стрелки, в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг. 4, необходимо подавать управляющие сигналы на затворы транзисторов 2 (VT1), 4 (VT2), 9 (VT3), 11 (VT4), 14 (VT5), 16 (VT6), 21 (VT7), 22 (VT8) в следующем порядке (фиг. 5).To ensure that the magnetic induction vector of the rotating circular field of the motor stator rotates counterclockwise, in accordance with the vector diagram shown in Fig. 4, it is necessary to apply control signals to the gates of transistors 2 (VT1), 4 (VT2), 9 (VT3), 11 (VT4), 14 (VT5), 16 (VT6), 21 (VT7), 22 (VT8) as follows order (Fig. 5).

1. В положительную полуволну питающего напряжения, в период от 0 до t1, открываются транзисторы 14 (VT5) и 11 (VT4), обеспечивая первое I фиксированное положение вектора магнитной индукции поля статора при протекании тока по обмоткам 7 (L1) влево и 25 (L2) вниз в показанном стрелками направлении.1. In the positive half-wave of the supply voltage, in the period from 0 to t1, transistors 14 (VT5) and 11 (VT4) open, providing the first I fixed position of the magnetic induction vector of the stator field when current flows through windings 7 (L1) to the left and 25 ( L2) down in the direction shown by the arrows.

2. В положительную полуволну питающего напряжения, в период от t1 до t2, открываются транзисторы 2 (VT1) и 22 (VT8), при этом транзисторы 14 (VT5) и 11 (VT4) закрываются, обеспечивая второе II фиксированное положение вектора магнитной индукции поля статора при протекании тока по обмоткам 7 (L1) вправо и 25 (L2) вниз в показанном стрелками направлении.2. In the positive half-wave of the supply voltage, in the period from t1 to t2, transistors 2 (VT1) and 22 (VT8) open, while transistors 14 (VT5) and 11 (VT4) close, providing a second II fixed position of the magnetic induction field vector stator when current flows through windings 7 (L1) to the right and 25 (L2) down in the direction shown by the arrows.

3. В отрицательную полуволну питающего напряжения, в период от t2 до t3, открываются транзисторы 9 (VT3) и 16 (VT6), при этом транзисторы 2 (VT1) и 22 (VT8) закрываются, обеспечивая третье III фиксированное положение вектора магнитной индукции поля статора при протекании тока по обмоткам 7 (L1) вправо и 25 (L2) вверх в показанном стрелками направлении.3. In the negative half-wave of the supply voltage, in the period from t2 to t3, transistors 9 (VT3) and 16 (VT6) open, while transistors 2 (VT1) and 22 (VT8) close, providing the third III fixed position of the magnetic induction field vector stator when current flows through windings 7 (L1) to the right and 25 (L2) upward in the direction shown by the arrows.

4. В отрицательную полуволну питающего напряжения, в период от t3 до t4, открываются транзисторы 21 (VT7) и 4 (VT2), при этом транзисторы 9 (VT3) и 16 (VT6) закрываются, обеспечивая четвертое IV фиксированное положение вектора магнитной индукции поля статора при протекании тока по обмоткам 7 (L1) влево и 25 (L2) вверх в показанном стрелками направлении.4. In the negative half-wave of the supply voltage, in the period from t3 to t4, transistors 21 (VT7) and 4 (VT2) open, while transistors 9 (VT3) and 16 (VT6) close, providing the fourth IV fixed position of the magnetic induction field vector stator when current flows through windings 7 (L1) to the left and 25 (L2) up in the direction shown by the arrows.

Поле статора получается вращающимся, круговым, пространственным, изменяющимся во времени. При прохождении следующей положительной полуволны цикл повторяется, обеспечивая вращение поля статора против часовой стрелки.The stator field turns out to be rotating, circular, spatial, and time-varying. When the next positive half-wave passes, the cycle repeats, ensuring counterclockwise rotation of the stator field.

Таким образом, устройство бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети позволяет осуществить как пуск, работу, так и реверс двигателя.Thus, the device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network allows both starting, operating and reversing the motor.

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемая полезная модель имеет преимущества по сравнению с известными из-за более высоких показателей надежности и энергоэффективности.Based on the foregoing, we can conclude that the proposed utility model has advantages over the known ones due to higher reliability and energy efficiency.

Claims (1)

Устройство бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети, содержащее две пары полупроводниковых ключей, первую и вторую обмотки статора, причем начало второй обмотки статора подключено к фазе питающей сети, конец второй обмотки статора подключен к нулю питающей сети, первые выходы первого полупроводникового ключа первой пары и третьего полупроводникового ключа второй пары подсоединены к фазе питающей сети, первые выходы второго полупроводникового ключа первой пары и четвертого полупроводникового ключа второй пары подсоединены к нулю питающей сети, объединенные вторые выходы первого и второго полупроводниковых ключей первой пары подключены к концу первой обмотки статора, а объединенные вторые выходы третьего и четвертого полупроводниковых ключей второй пары подключены к началу первой обмотки статора, отличающееся тем, что в качестве каждого из полупроводниковых ключей использованы два транзистора и два диода, при этом в первом полупроводниковом ключе сток первого транзистора соединен с катодом первого диода и с фазой однофазной сети переменного тока, сток второго транзистора соединен с катодом второго диода и с концом первой обмотки статора, истоки первого и второго транзисторов объединены и соединены с анодами первого и второго диодов, во втором полупроводниковом ключе сток третьего транзистора соединен с катодом третьего диода и с нулем однофазной сети переменного тока, сток четвертого транзистора соединен с катодом четвертого диода и с концом первой обмотки статора, истоки третьего и четвертого транзисторов объединены и соединены с анодами третьего и четвертого диодов, в третьем полупроводниковом ключе сток пятого транзистора соединен с катодом пятого диода и с фазой однофазной сети переменного тока, сток шестого транзистора соединен с катодом шестого диода и с началом первой обмотки статора, истоки пятого и шестого транзисторов объединены и соединены с анодами пятого и шестого диодов, в четвертом полупроводниковом ключе сток седьмого транзистора соединен с катодом седьмого диода и с нулем однофазной сети переменного тока, сток восьмого транзистора соединен с катодом восьмого диода и с началом первой обмотки статора, истоки седьмого и восьмого транзисторов объединены и соединены с анодами седьмого и восьмого диодов.A device for capacitor-free starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network, containing two pairs of semiconductor switches, the first and second stator windings, with the beginning of the second stator winding connected to the supply network phase, the end of the second stator winding connected to the supply network zero, the first outputs of the first semiconductor switch of the first pair and the third semiconductor switch of the second pair are connected to the phase of the supply network, the first outputs of the second semiconductor switch of the first pair and the fourth semiconductor switch of the second pair are connected to the zero of the supply network, the combined second outputs of the first and second semiconductor switches of the first pair are connected to the end of the first stator winding, and the combined second outputs of the third and fourth semiconductor switches of the second pair are connected to the beginning of the first stator winding, characterized in that two transistors and two diodes are used as each of the semiconductor switches, while in the first semiconductor switch the drain of the first transistor is connected to the cathode of the first diode and to phase of a single-phase AC network, the drain of the second transistor is connected to the cathode of the second diode and to the end of the first stator winding, the sources of the first and second transistors are combined and connected to the anodes of the first and second diodes, in the second semiconductor switch the drain of the third transistor is connected to the cathode of the third diode and to zero of a single-phase AC network, the drain of the fourth transistor is connected to the cathode of the fourth diode and to the end of the first stator winding, the sources of the third and fourth transistors are combined and connected to the anodes of the third and fourth diodes, in the third semiconductor switch the drain of the fifth transistor is connected to the cathode of the fifth diode and to phase of a single-phase alternating current network, the drain of the sixth transistor is connected to the cathode of the sixth diode and to the beginning of the first stator winding, the sources of the fifth and sixth transistors are combined and connected to the anodes of the fifth and sixth diodes, in the fourth semiconductor switch the drain of the seventh transistor is connected to the cathode of the seventh diode and to zero of a single-phase AC network, the drain of the eighth transistor is connected to the cathode of the eighth diode and to the beginning of the first stator winding, the sources of the seventh and eighth transistors are combined and connected to the anodes of the seventh and eighth diodes.
RU2023123418U 2023-09-08 Device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network RU221498U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU221498U1 true RU221498U1 (en) 2023-11-09

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3611083A (en) * 1970-11-12 1971-10-05 Gen Motors Corp Reversing control circuit for a single-phase alternating current induction motor
RU2420857C1 (en) * 2010-06-11 2011-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Semiconductor device to control speed of single-phase double-winding induction motor
RU157687U1 (en) * 2015-04-29 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) REVERSE CONDENSOR-FREE DEVICE STARTING A SINGLE-PHASE TWO-WAY ASYNCHRONOUS MOTOR
RU207552U1 (en) * 2021-05-18 2021-11-01 Сергей Юрьевич Еремочкин Semiconductor device for capacitor-free starting of a single-phase two-winding asynchronous motor
RU2767754C1 (en) * 2021-05-28 2022-03-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Reversible device for speed control of single-phase asynchronous electric motor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3611083A (en) * 1970-11-12 1971-10-05 Gen Motors Corp Reversing control circuit for a single-phase alternating current induction motor
RU2420857C1 (en) * 2010-06-11 2011-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Semiconductor device to control speed of single-phase double-winding induction motor
RU157687U1 (en) * 2015-04-29 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) REVERSE CONDENSOR-FREE DEVICE STARTING A SINGLE-PHASE TWO-WAY ASYNCHRONOUS MOTOR
RU207552U1 (en) * 2021-05-18 2021-11-01 Сергей Юрьевич Еремочкин Semiconductor device for capacitor-free starting of a single-phase two-winding asynchronous motor
RU2767754C1 (en) * 2021-05-28 2022-03-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Reversible device for speed control of single-phase asynchronous electric motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107809195B (en) Four-level power circuit of switched reluctance motor and use method
WO2021000784A1 (en) Energy conversion apparatus and vehicle
RU193358U1 (en) Reversible switching device for starting a three-phase asynchronous squirrel-cage motor from a single-phase network
RU2420857C1 (en) Semiconductor device to control speed of single-phase double-winding induction motor
RU221498U1 (en) Device for capacitorless starting of a single-phase two-winding asynchronous electric motor from a single-phase network
RU157687U1 (en) REVERSE CONDENSOR-FREE DEVICE STARTING A SINGLE-PHASE TWO-WAY ASYNCHRONOUS MOTOR
RU2403671C1 (en) Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter
RU2403669C1 (en) Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter
CN206432928U (en) A kind of single-phase motor variable frequency drive
RU185924U1 (en) Single-phase two-winding induction motor control device
CN203617794U (en) Mutual-inductance coupling type switch magnetic resistance motor
CN102064726A (en) Controllable double-power supply series connection asymmetric inverter for single-phase induction motor
RU2403670C1 (en) Network driven adjustable transistor reducer with explicit direct current link
RU185627U1 (en) Semiconductor control device for single-phase two-winding induction motor
CN111769663B (en) Dual-mode drive control system of switched reluctance motor and implementation method
RU222375U1 (en) Speed control device for single-phase two-winding asynchronous electric motor
RU207552U1 (en) Semiconductor device for capacitor-free starting of a single-phase two-winding asynchronous motor
RU200924U1 (en) Universal semiconductor switch for starting and speed control of low power three-phase electric motor
RU2402864C1 (en) Adjustable transistor reducer of three-phase asynchronous motor supplied power to from single-phase mains
RU109938U1 (en) FREQUENCY CONVERTER SLAVE BY A SINGLE-PHASE AC NETWORK FOR POWERING A SINGLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR
RU223291U1 (en) Semiconductor device for powering a three-phase asynchronous electric motor from a single-phase alternating current network
RU109356U1 (en) SINGLE-PHASE-THREE-PHASE TRANSISTOR REVERSE SWITCH LED BY A SINGLE-PHASE NETWORK
RU2467466C1 (en) Transistor heteropolar frequency converter that controls speed of synchronous step motor
RU215764U1 (en) Reversible semiconductor device for capacitorless start of a single-phase two-winding asynchronous electric motor
RU197064U1 (en) Semiconductor power device for a low-power three-phase asynchronous electric motor from a single-phase network