SU985908A1

SU985908A1 - Device for starting induction motor

Info

Publication number: SU985908A1
Application number: SU802920337A
Authority: SU
Inventors: Валентин Павлович Баженов; Константин Борисович Носов; Герман Евгеньевич Рабушко; Юрий Васильевич Бурцев; Владимир Ильич Брагинский
Original assignee: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1982-12-30

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различных технопогических установок, в которых недопустимы отключени электрооборудовани в результате кратковременного перерыва в электропитании.The invention relates to electrical engineering and can be used in electric drives of various technological installations, in which electrical power outages are unacceptable as a result of a brief interruption in the power supply.

Известно устройство дл пуска асинхронного электродвигател , Ьодержащее магнитный пускатель с кнопочным постом Пуск - Стоп, в котором кнопка Пуск шунтирована тиристором, врем задающий конденсатор, диод, резисторы , причем в него дополнительно введены ключ на составном транзисторе и демпфирующа RC-цепочка, а база составного транзистора соединена с врем задающим конденсатором, эмиттерс управл ющим электродом, шунтирующим кнопку Пуск, коллектор подключен к диоду согласующего трансформатора , а параллельно катушке магнитного пускётел подключена демпфирующа RC-цепочка lj .A device for starting an asynchronous electric motor is known, containing a magnetic starter with a push-button start-stop station, in which the Start button is shunted by a thyristor, the time setting the capacitor, the diode, the resistors, and the key on the composite transistor and damping RC circuit are added to it, and the base of the composite the transistor is connected to the time by the drive capacitor, the emitters by the control electrode shunting the Start button, the collector is connected to the diode of the matching transformer, and parallel to the coil of the magnetic starter connected damping RC-chain lj.

Недостатками известного устройства вл ютс низка надежность в работе в св зи с нестабильностью выдержки времени автоматического повторного включени при перерыве электропитани , так как выдержка времени зависит от характера изменени напр жени источника питани , а также увеличенные габариты из-за наличи согласующего трансформатора.The disadvantages of the known device are low reliability in connection with the instability of the time delay of the automatic restart at interruption of the power supply, as the time delay depends on the nature of the change in the voltage of the power source, as well as increased dimensions due to the presence of a matching transformer.

10ten

Наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности устройство дл пуска асинхронного электродвигател , содержит магнитный пускатель, контакты которого подключены к об15 мотке статора электродвигател , а его катушка подключена к источнику питани через последовательно соединенные кнопку Стоп и кнопку Пуск, 20 параллельно которой подключены замыкающий контакт магнитного пускател и тиристор, параллельно-соединенные врем задающий конденсатор и первь1й резистор, ключ, вход которого соединен с источником питани через после довательно соединенные первый диод, динистор и второй резистор, второй конденсатор, один вывод которого соединен с управл ющим электродом тиристора, а другой вывод соединен с анодом динистора, врем задающий конденсатор подключен параллельно выходу.ключа, примем один вывод врем задающего конденсатора через второй диод соединен с источником питани , а другой вывод - с катодом тиристора 2 . Недостатком этого устройства вл етс также низка надежность в работе в св зи с тем, что выдержка вре мени на повторное включение электродвигател зависит от величины напр жени источника питани , так как соо ветственно измен етс величина напр жени на врем задающем конденсаторе. При восстановлении напр жени источника питани осуществл етс задержка на включение электродвигател , чем снижаетс быстродействие системы управлени . Цель изобретени - повышение надежности устройства в-работе. Указанна цель достигаетс тем, что в устройство дл пуска асинхронного электродвигател , содержащее магнитный пускатель, контакты которо го подключены к обойме статора элект родвигател , а его катушка подключена к источн ику питани через последовательно соединенные кнопку Стоп и кнопку Пуск, параллельно которой подключены замыкающий контакт магнитного пускател и тиристор, параллельно соединенные врем задающий конденсатор и первый резистор, ключ, вход которого подключен к источнику питани через последовательно соединенные первый диод, динистор и второ резистор, второй конденсатор, один вывод которого соединен с управл ющи электродом тиристора, второй диод, введены демпфирующа цепь и два стабилитрона , один из которых подключен параллельно выходу ключа, соединенного одним выводом с катодом тиристора и с анодом второго диода, катод которого соединен с управл ющим электродом тиристора, а другой вывод выхода ключа соединен с другим выводом второго конденсатора, второй ста билитрон подключен параллельно входу ключа и врем задающему конденсатору. соединенному через демпфирующую цепь с источником питани и катодом тиристора . На чертеже представлена принципиальна схема устройства. Устройство дл пуска асинхронного -электродвигател содержит магнитный пускатель 1, который через свой замыкающий контакт 2, кнопку 3 Пуск и кнопку М Стоп соединен с источником питани в точках 5 и 6. Замыкающий контакт 2 подключен параллельно кнопке 3 Пуск и тиристоРУ 7, управл ющий электрод которого соединен с конденсатором 8, подключенным к эмиттеру транзистора 9,коллектбр которого соединен с катодом тиристора 7. Устройство содержит также врем задающий конденсатор 10,, параллельно которому подключен резистор 11, а также полевой транзистор 12, причем один вывод врем задающего конденсатора 10 соединен с эмиттером транзистора 9, а другой его вывод - с затвором полевого транзистора 12, исток которого соединен с базой транзистора 9, сток - с катодом тиристора 7, транзисторы 9 и 12 образуют ключ 13, вход которого соединен с источником питани через последовательно соепдиненные резистор 14, динистор 15 и диод 16, причем резистор k образует точку 17 соединени с источником питани , резистор 18 подключен между электродом и базой транзистора 9, стабилитрон 19, подключенный параллельно входу ключа 13 и врем задающему конденсатору 10, стабилитрон 20, подключенный параллельно ключа 13, соединенного одним выводом с катодом тиристора 7 и с анодом диода 21, катод которого соединен с управл ющим электродом тиристора 7, демпфирующую цепь 22, состо щую из диодов 23 и , анод и катод которого образуют общую точку и через конденсатор 25 соединены с источником питани , причем анод диода 23 соединен с врем задающим конденсатором 10, а катод диода 2k С9единен с катодом тиристора 7. Устройство дл пуска асинхронного электродвигател работает следующим образом. Напр жение источника питани приложено к устройству в точках 5 и 17, магнитный пускатель 1 отключен. Кажда положительна полуволна напр жени источника питани проходит через резистор 14, динистор 1.5 и диод 1б и открывает транзистор 9, который шунтирует конденсатор 8. Полевой транзистор 12 тоже находитс в открытом состо нии и преп тствует подзар дке токами утечки конденсатора 8, что ис ключает самопроизвольное отпирание тиристора 7. При нажатии кнопки 3 Пуск срабатывает замыкащий контакт 2 магнитного пускател 1, в точках 5 и 6 по л етс напр жение, запускаетс магнитный пускатель 1. Врем зад ющий кон денсатор 10 зар жаетс по цепи: точка 5 транзистор 9 - конденсатор 10диод 23 -конденсатор 25 - точка 6. При достижении на конденсаторе 10 напр жени до уровн заг.ирани полевого транзистора 12 последний закрываетс и снимает напр жение смещени с базы транзистора 9. Транзистор 9 запираетс и дешунтирует конденсатор 8 который начинает зар жатьс по цепи: точка 5 - диод 21 - конденсаторы 8 и 10 - диод 23 - конденсатор 25 - точка 6. Уровень напр жени зар да конденсаторов 8 и 10 ограничен стабилитронами 20 и 19 соответственно. В таком состо нии устройство находитс до тех пор, пока не происходит отключение магнитного пускател 1 кнопкой k ,Стоп или до момента исчезновени .напр жени источника питани . При нажатии кнопки k Стоп полюс-35 ное напр жение прикладываетс к устройству в точках 17 и 5. Транзистор 9 снова отпираетс на врем положительной полуволны напр жени ,и конденсатор 8 разр жаетс через управл ющий переход тиристора 7. Врем разр да конденсатора 8 определ етс сопротивлением управл ющего перехода тиристора 7 и значительно меньше вре мени возврата кнопки Стоп в исходное состо ние. Следовательно, после отпускани кнопки, k Стоп,, тиристор 7 не открываетс . Врем зада ющий конденсатор 10 разр жаетс на резистор 11. Устройство обеспечени самозапуска приходит в исходное состо ние , ётот процесс повтор етс в каждую положительную полуволну напр жени источника питани . При мгновенном понижении напр жени сети до уровн ниже уровн стабилизации стабилитрона 19 начинает разр жатьс врем задающий конденсатор 10 на резистор 11. При снижении напр жени на врем задающем конденсаторе 10 до уровн отсечки полевого транзистора 12 последний открываетс и отпирает транзистор 9. Это приводит к разр ду конденсатора 8 через управл ющий переход тиристора 7. При последующем восстановлении напр жени магнитный пускатель 1 не включаетс . Если напр жение сети восстанавливаетс до уровн 0,8 }, а конденсатор 8 не разр жен, то тиристор 7 не включитс из-за низкого уровн напр жени . Но при восстановлении сети и открывани транзис- напр жени тора 9 во врем прихода положительной полуволны от источника питани конденсатор 8 оп ть разр жаетс через управл ющий переход тиристора 7, который открываетс к шунтирует контакт 2 магнитного пускател 1. Магнитный пускатель включаетс и ; производит пуск электродвигател . Тран;зистор9 закрываетс , дешунтирует конденсатор -8. Врем , в течение которого устройство обеспечивает возможность самозапуска электродвигателей после восстановлени напр жени , определ етс параметрами врем задающего конденсатора 10 и резистора 11. Отсчет выержки времени начинаетс с момента азр да врем задающего конденсатора 10 на резистор11, т. е. с момента исчезновени напр жени источника питани . При кратковременных перерывах напр жени сети напр жение на зажимах устройства обеспечени самозапуска асинхронншх электродвигателей в точках 5 и 17 исчезает не сразу из-за наличи остаточной.ЭДС высоковольтных асинхронных и особенно синхронных электродвигателей. В этом случае дл обеспечейи заданной выдержки времени необходимо напр жение синхронизации сн ть раньше, чем разомкнетс контакт 2 магнитного -пускател 1. Это достигаетс тем, что в цепь синхронизации с источником питани включен динистор 15, напр жение включени которого не должно быть ниже напр жени отпадани кор магнитного пускател 1. С другой сторону, напр жение включени динистора ограничиваетс углом отпирани тиристора 7 В описываемом режиме напр жение отпадани кор магнитного пускател 1 снижаетс за счет снижени частоты напр жени генерируемого электродвигател поэтому напр жение включени динистора 15.лежит в пределах 0,28-0,30 U, чем достигаетс угол включени тиристора 7 не более 28-30.The device for starting an asynchronous electric motor closest to that proposed by a technical entity contains a magnetic starter, the contacts of which are connected to the stator winding of the electric motor, and its coil is connected to the power source through the series-connected Stop button and the Start button, parallel to which the magnetic starter contact is connected and a thyristor, a parallel-connected time setting capacitor and the first resistor, the key whose input is connected to the power source after first diode, dynistor and second resistor, the second capacitor, one output of which is connected to the control electrode of the thyristor, and the other output connected to the anode of the dynistor, the time specifying the capacitor connected in parallel with the output switch, will accept one output time of the setting capacitor through the second diode with a power supply, and another output with a thyristor cathode 2. A disadvantage of this device is also low operational reliability due to the fact that the time delay for re-starting the electric motor depends on the magnitude of the voltage of the power supply, since the magnitude of the voltage varies by the time of the driving capacitor. When the voltage of the power supply is restored, a delay is applied to turn on the motor, thereby reducing the speed of the control system. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device in operation. This goal is achieved in that a device for starting an asynchronous electric motor containing a magnetic starter, the contacts of which are connected to the stator housing of the electric motor, and its coil is connected to the power supply through the series-connected Stop button and the Start button, in parallel with which starter and thyristor, connected in parallel time specifying a capacitor and the first resistor, the key whose input is connected to the power source through series-connected ne a second diode, a dynistor and a second resistor, a second capacitor, one output of which is connected to the control electrode of the thyristor, a second diode, a damping circuit and two zener diodes are inserted, one of which is connected in parallel to the output of the key connected to the output of the second diode and the anode of the second diode The cathode of which is connected to the control electrode of the thyristor, and another output of the output of the key is connected to another output of the second capacitor, the second hundred bilitron is connected parallel to the input of the key and the time to the specifying capacitor. connected via a damping circuit with a power source and a thyristor cathode. The drawing shows a schematic diagram of the device. The device for starting an asynchronous motor contains a magnetic starter 1, which through its closing contact 2, button 3 Start and button M Stop is connected to the power source at points 5 and 6. The closing contact 2 is connected in parallel to button 3 Start and thyristor 7, control electrode which is connected to the capacitor 8 connected to the emitter of the transistor 9, the collector of which is connected to the cathode of the thyristor 7. The device also contains the time specifying the capacitor 10, in parallel with which the resistor 11 is connected, as well as the field-transistor p 12, and one pin of the time of the driving capacitor 10 is connected to the emitter of the transistor 9, and its other pin to the gate of the field-effect transistor 12, the source of which is connected to the base of the transistor 9, the drain to the cathode of the thyristor 7, transistors 9 and 12 form a key 13, the input of which is connected to the power source via a series-connected resistor 14, a dynistor 15 and a diode 16, where the resistor k forms a connection point 17 with a power source, a resistor 18 is connected between the electrode and the base of the transistor 9, a zener diode 19 connected in parallel with the CL input You are 13 and the time is set to a capacitor 10, a zener diode 20 connected in parallel to a switch 13 connected by one output to the cathode of the thyristor 7 and to the anode of the diode 21, the cathode of which is connected to the control electrode of the thyristor 7, the damping circuit 22 consisting of diodes 23 and the anode and cathode of which form a common point and through capacitor 25 are connected to a power source, the anode of diode 23 is connected to time by driving capacitor 10, and the cathode of 2k C9 diode is connected to the cathode of thyristor 7. The device for starting an asynchronous electric motor works as follows way. The voltage of the power source is applied to the device at points 5 and 17, the magnetic starter 1 is disconnected. Each positive half-voltage of the power supply source passes through a resistor 14, a dynistor 1.5 and a diode 1b and opens a transistor 9, which bypasses the capacitor 8. The field-effect transistor 12 is also in the open state and prevents capacitor 8 from leaking, which eliminates the spontaneous unlocking the thyristor 7. When the button 3 is pressed, the start trips the closing contact 2 of the magnetic starter 1, a voltage is applied at points 5 and 6, the magnetic starter 1 is started. Time the capacitor 10 is charged along the circuit: point 5 transistor 9 - capacitor 10 diode 23 - capacitor 25 - point 6. When capacitor 10 reaches voltage up to the low-voltage level of the field-effect transistor 12, the latter closes and removes the bias voltage from the base of the transistor 9. Transistor 9 locks and destates capacitor 8 which starts charging press on the circuit: point 5 - diode 21 - capacitors 8 and 10 - diode 23 - capacitor 25 - point 6. The level of charging voltage for capacitors 8 and 10 is limited by zener diodes 20 and 19, respectively. In such a state, the device remains until the magnetic starter 1 is turned off with the k key, Stop, or until the power supply is disconnected. When you press the k-Stop-35 button, the voltage is applied to the device at points 17 and 5. The transistor 9 opens again for a positive half-wave voltage, and the capacitor 8 is discharged through the thyristor control transition 7. The discharge time of the capacitor 8 is determined the resistance of the thyristor control transition 7 and is significantly less than the time for returning the Stop button to its initial state. Consequently, after releasing the button, k Stop, the thyristor 7 does not open. The timing of the drive capacitor 10 is discharged to the resistor 11. The self-starting supplying device returns to its original state, this process repeats to each positive half-voltage of the power supply. When the network voltage is instantaneously reduced to a level below the stabilization level of the Zener diode 19, the time setting capacitor 10 on the resistor 11 begins to discharge. When the voltage goes down on time, the reference capacitor 10 reaches the cut-off level of the field-effect transistor 12, the transistor 9 opens. the capacitor 8 through the thyristor 7 control junction. When the voltage is subsequently restored, the magnetic starter 1 is not turned on. If the network voltage is restored to the level of 0.8}, and the capacitor 8 is not discharged, then the thyristor 7 will not turn on due to the low voltage level. But when restoring the network and opening the transistor voltage of torus 9 during the arrival of the positive half-wave from the power source, the capacitor 8 is again discharged through the control transition of the thyristor 7, which opens to shunt the contact 2 of the magnetic starter 1. The magnetic starter turns on and; produces motor start. Tran; the resistor 9 is closed, decouples the capacitor -8. The time during which the device allows the electric motors to self-start after the voltage has been restored is determined by the parameters of the driving capacitor 10 and the resistor 11. The counting of the time spacing starts from the moment of initiation and the time of the driving capacitor 10 to the resistor 11, i.e. from the moment of voltage disappearance power source. During short breaks of the mains voltage, the voltage at the terminals of the self-starting asynchronous electric motors self-starting device at points 5 and 17 does not immediately disappear due to the presence of residual high-voltage asynchronous and especially synchronous electric motors. In this case, in order to ensure a given time delay, the synchronization voltage must be removed before the contact 2 of the magnetic starter 1 is opened. This is achieved by connecting a dynistor 15 to the synchronization circuit with the power supply, the turn-on voltage of which should not be lower than the voltage dropping out of the magnetic starter box 1. On the other hand, the switching voltage of the dynistor is limited by the unlocking angle of the thyristor 7 In the described mode, the dropping voltage of the booster of the magnetic actuator 1 is reduced by reducing the hour Ota voltage generated by motor voltage so dynistor 15.lezhit incorporation within 0,28-0,30 U, than is achieved by incorporating the angle of the thyristor 7 is not more than 28-30.

При понижении напр жени динистод 15 отключает цепь синхронизации. Дальнейшее снижение напр жени приводит к отпаданию кор магнитного пускател 1 и размыканию контакта 2. С этого времени начинаетс отсчет выдержки времени, так как врем задающий конденсатор 10 начинает разр жатс на резистор П. Далее устройство работает аналогично описанному выше. When the voltage drops, dynistode 15 disconnects the synchronization circuit. A further decrease in voltage leads to the release of the core of the magnetic actuator 1 and the opening of contact 2. From this time, the time delay begins, as the time of the driving capacitor 10 starts to discharge to resistor P. The device then operates as described above.

Дл исключени индивидуального побора тиристоров в режимах группового самозапуска введен принудительный подзар д конденсаторов 8 и 10 в различных переходных режимах при помощи демпфирующей цепи 22, котора одновременно служит дл сн ти электромагнитной энергии катушки магнитного пускател 1 в переходный момент отпа Дани его кор .To eliminate individual thyristors in group self-start modes, forced charging of capacitors 8 and 10 in various transient modes was introduced using a damping circuit 22, which simultaneously serves to remove the electromagnetic energy of the coil of the magnetic starter 1 at the transition moment of the magnetic field.

Вследствие этого, при исчезновени напр жени источника питани и при по влении его вновь до величины ниже уровн срабатывани магнитного пускател 1, конденсатор 8 разр жаетс через управл ющий переход тиристора 7, последний открываетс , в точках 5 и 6 по вл етс напр жение (положительна полуволна), и начинаетс зар д конденсаторов 10 и 8 до напр жени стабилизации, ограниченного ста билитронами 19 и 20.As a result, when the power supply voltage disappears and when it reappears to a value below the response level of the magnetic starter 1, the capacitor 8 is discharged through the control transition of the thyristor 7, the latter opens, and a positive voltage appears at points 5 and 6 half wave), and the charging of capacitors 10 and 8 begins until a stabilization voltage limited by stabilitrons 19 and 20.

Во врем отрицательной полуволны напр жени крнденсатор 25 разр жаетс на магнитный пускатель 1 по цепи конденсатор-25 - диод 2, точка 5 магнитный пускатель 1 - точка 6.During the negative half-wave voltage, the tensioner 25 is discharged to the magnetic starter 1 along the capacitor-25 circuit - diode 2, point 5 the magnetic starter 1 - point 6.

Таким образом, устройство обеспечивает самозапуск асинхронного электродвигател при высокой стабильности выдержки времени, независимойThus, the device provides self-start of the asynchronous electric motor with high stability of time delay, independent

от характера изменени напр жени источника питани , чем достигаетс еысока надежность его в работе.on the nature of the change in the voltage of the power source, which results in a higher reliability of its operation.

Claims

1. Journal of Industrial Energy 1978, № 1, p. 12-1.

2. USSR author's certificate №, cl. H 02 H 3/06, 1978..