RU25661U1 - Блок управления пуском электродвигателя и нагрузки - Google Patents

Description

2002

Блок управления пуском эле к : Полезная модель отпосится к области электротехники, связанной с производством шкафов, щитов и ящиков управления работой электродвигателей, освещения и других нагрузок. Известно (RU, патент 94030179 Н02Р 1/02, 1/26, 1997) устройство для пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в трёхфазной сети с ограниченной мощностью источника питания, содержащее ограничивающее сопротивление, магнитный пускатель с номинальнымнапряжением

срабатывания ниже, чем номинальное напряжение питающей сети, реле времени. При включении трёхфазного автомата срабатывает реле времени, шунтируя своими контактами ограничивающее сопротивление, а при нажатии кнопки «ПУСК срабатывает магнитный пускатель, включающий двигатель в работу, отключая при этом реле времени. Контакты реле времени, в свою очередь, с некоторой выдержкой времени включают ограничивающее сопротивление последовательно обмотке магнитного пускателя.

Известен (RU, патент 96101665 Н02Р 1/24, 1998) способ плавного пуска однофазного электродвигателя и устройства для его осуществления, при котором постепенно увеличивают подаваемое

МПК:Н02Р /04

и нагрузки напряжение на электродвигатель путём фазового регулирования

симистором от 180 до О, при этом ограничивают ток электродвигателя до номинального значения и поддерживают его постоянным до момента достижения напряжения на электродвигателе максимального значения. Устройство для плавного пуска однофазного электродвигателя содержит симистор, включённый последовательно в цепь электродвигателя, схему управления симистором, снабжённую управляемым импульсным источником питания с регулирующим элементом и датчиком тока, включёнными последовательно с электродвигателем.

Известны также некоторые зарубежные аналоги: DE, патент 19744729 А1, 6Н02Р 7/06, 10.10.1997 г.-Устройство для запуска двигателя (опубликовано в «Изобретения стран мира № 8 от 2000г.) и JP патент 2853917 В2, 6Н02Р 1/18, 13.05.1991 г. - Схема мягкого пуска электродвигателя (опубликовано в Изобретения стран мира № 7 от 2000 г.).

Целью данной модели является улучшение технико-экономических характеристик блока управления электродвигателем за счет упрощения схемы снижения пусковых токов и применения импульсного режима работы при пуске, дающего энергосберегающий

- 2 Достигается это подключением электродвигателя к магнитному пускателю и тепловому реле через мопщый высоковольтный диодный мост VD2 (см. фиг. 1), между плюсовым и минусовым выводом которого включены коллекторный и эмиттерный выводы мощного высоковольтного транзистора VT1 типа IGBT. Вывод затвора транзистора VT1 соединён с выходом микросхемы DD1, представляющей собой триггер Шмитта с инвертированным выходом. Вход микросхемы соединен через цепочку R2C1 с потенщюметром R1, который включен между плюсовым и минусовым выводом диодного мостика VD1. Выводы для переменного тока этого мостика подключены к измерительной (вторичной) обмотке трансформатора тока Т1 с параллельно подключеным резистором R3. Входная ( первичная ) обмотка трансформатора Т1 включена между выходом теплового реле и входом диодного моста VD2.

Работает устройство следующим образом: при прохождении тока, не превыщающего номинального значения, на выходе DD1 присутствует сигнал высокого уровня, который открывает транзистор VT1 и через него диодный мост VD2. На электродвигатель М при этом постз шет номинальное переменное напряжение. При превышении током номинального значения на измерительной обмотке трансформатора Т1 возрастет ток, поступающий на

-4мостик VD1, и с него через потешщометр R1 поступет возросшее

напряжение на вход DD1, вызывая переключение выхода микросхемы в низкое состояние, что приведёт к закрыванию транзистора. Порог срабатывания устанавливаеся потенциометром R1. За счёт закрытия транзистора и диодов VD2 ток в обмотках электродвигателя уменьшится. В результате этого ток трансформатора Т1 тоже упадет, что вызовет уменьшение напряжения мостика VD1 и входного напряжения микросхемы DD1. Микросхема DD1 переключится в первоначальное состояние. На её выходе появится сигнал высокого уровня, который откроет транзистор VT1, и через обмотки электродвигателя вновь потечёт ток. Далее процесс переключения будет повторяться до тех пор, пока электродвигатель не наберёт обороты и пусковой ток не снизится до номинального значения. Напряжение на коллекторе транзистора в моменты ограничения тока имеет врщ импульсов с частотой повторения 4-10 кГц. За счёт этого на нем рассеивается меньшая мошность, чем в непрерывном режиме.

4.На фиг. 1 представлена схема блока управления пуском электродвигателя. Нитание обмоток 3-х фазного асинхронного двигателя производится через 3 идентичных платы А1.

-5изделия с характеристиками, которыми обладают выпускаемые в

настоящее время промышлеииостью изделия. Вместо мопщого высоковольтного транзистора VT1 типа IGBT (20 А, 600 В) могут быть использованы мощные высоковольтные полевые транзисторы типа POWER MOSFET (20 А, 500 В) или мопщые высоковольтные биполярные транзисторы (30 А, 600 В). Использование транзисторов с такими характеристиками позволяет питать 3-х фазные асинхронные двигатели мощностью до 11 кВт. При применении транзисторов с током 35 А мощность возрастает до 18 кВт. Для диодного моста VD2 могут быть использованы диоды Д112-25-6 ( 25А, 600 В ).

Целью второй полезной модели из данной группы является упрощение конструкции блока уменьшения пусковых токов в менее мощных нагрузках, например, в лампах или группах ламп накаливания с общей мощностью до 500 Вт, позволяющее наряду с остальным продлять их рабочий ресурс.

Достигается это путем включения (фиг.2) на входе первого транзистора VT3 второго полевого транзистора VT2 с управляюпщм р-п переходом. При этом затвор транзистора VT2 соединён с общей точкой диодного моста VD2 и резистора R6, включённого между эмиттером транзистора VT3 и минусовым выводом диодного

.

моста.

Параллельно стоку и истоку транзистора VT2 включён стабилитрон

VD3 для защиты носледнего от пробоя.

Работает устройство следующим образом: нри включении нагрузки за счёт прохождения повышенного пускового тока на резисторе R6 будет падать повышенное напряжение, которое, воздействуя на транзистор VT2, вызовет з еньшение тока через транзистор VT3 и нагрузку. После постепенного спада пускового тока до номинального значения падение напряжения на резисторе также уменьшится, что приведет к прекращению ограничения тока.

Целью третьей полезной модели из данной группы является упрощение конструкции блока дистанционного или автоматического включения освещения при уменьшении освещённости помещения.

Достигается это (фиг.З) включением на входе инвертированного триггера ЕИмитга DD2 нагрузочного сопротивления R7 фотодиода VD4, минусовой вывод которого соединён с источником обратного смещения +10 В.

Работает устройство следующим образом: при уменьщении освещённости напряжение на нагрузочном сопротивлении R7 фотодиода VD4 уменьшается, вызывая переключение выхода триггера Шмитга DD2 в высокое состояние и открытие транзистора VT4.

Это вызовет включение тока нагрузки. При возрастании освещённости переключение произойдёт в обратном порядке, транзистор закроется и нагрузка отключится.

Claims (5)

1. Блок управления пуском электродвигателя, содержащий магнитный пускатель и тепловое реле защиты двигателя, отличающийся тем, что двигатель подключен к выходу теплового реле через ключевой элемент на диодном мосте и мощном высоковольтном IGВТ-транзисторе, база которого подключена к инвертированному выходу триггера Шмитта, вход которого, в свою очередь, соединен с потенциометром, подключенным к датчику тока через диодный мостик и сопротивление нагрузки.

2. Блок управления пуском электродвигателя по п.1, отличающийся тем, что к диодному мостику ключевого элемента подключен мощный высоковольтный полевой транзистор типа POWER MOSFET.

3. Блок управления пуском электродвигателя по п.1, отличающийся тем, что к диодному мостику ключевого элемента подключен мощный высоковольтный биполярный транзистор.

4. Блок управления пуском нагрузки, содержащий источник переменного напряжения и нагрузку, отличающийся тем, что нагрузка подключена к источнику напряжения через ключевой элемент, содержащий диодный мост, соединенный с мощным транзистором, база которого соединена с истоком другого полевого транзистора с р-n переходом, затвор которого соединен с резистором, включенным в цепь эмиттера первого транзистора.

5. Блок управления пуском нагрузки по п.4, отличающийся тем, что база мощного транзистора подключена к инвертированному выходу триггера Шмитта, ко входу которого подключено нагрузочное сопротивление фотодиода.