устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем

Формула изобретения

Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее контролируемые фазы сети, электродвигатель с тремя фазными обмотками статора, рабочий контактор с замыкающими контактами, подключенными к сети, тормозной контактор с тремя замыкающими контактами, конденсаторы, соединенные по схеме треугольник, пофазно встречно-параллельно включенные пары основных диодов, дополнительно введены три размыкающие контакты рабочего контактора, три токовых шунта, шесть резисторов, дополнительный диод и исполнительный элемент, первая фаза сети через первый замыкающий контакт рабочего контактора подключена к первой внешней клемме первого шунта, а к его второй внешней клемме подключена первая фазная обмотка статора, вторая фаза сети через второй замыкающий контакт рабочего контактора подключена к первой внешней клемме второго шунта, а к его второй внешней клемме подключена вторая фазная обмотка статора, третья фаза сети через третий замыкающий контакт рабочего контактора подключена к первой внешней шине третьего шунта, а к его второй внешней клемме подключена третья фазная обмотка статора, первый вывод первой пары встречно-параллельных включенных основных диодов соединен с первой внутренней клеммой первого шунта и первым выводом первого размыкающего контакта рабочего контактора, первый вывод второй пары встречно-параллельно включенных основных диодов соединен с первой внутренней клеммой второго шунта и первым выводом второго размыкающего контакта рабочего контактора, первый вывод третьей пары встречно-включенных основных диодов соединен с первой внутренней клеммой третьего шунта и первым выводом третьего размыкающего контакта рабочего контактора, вторые выводы размыкающих контактов рабочего контактора подключены соответственно к общим точкам соединения конденсаторов, второй вывод первой пары встречно-параллельно включенных основных диодов соединен с первым выводом первого резистора и с первым выводом третьего замыкающего контакта тормозного контактора, второй вывод второй пары встречно-параллельно включенных основных диодов соединен с первым выводом второго резистора и первым выводом первого замыкающего контактора тормозного контактора, второй вывод третьей пары встречно-параллельно включенных основных диодов соединен с первым выводом третьего резистора и первым выводом второго замыкающего контакта тормозного контактора, вторые выводы первого, второго и третьего резисторов соединены вместе и подключены к первому входному выводу исполнительного элемента, к второй внутренней клемме первого шунта подключены второй вывод первого замыкающего контакта тормозного контактора и первый вывод четвертого резистора, к второй внутренней клемме второго шунта подключен второй вывод второго замыкающего контакта тормозного контактора и первый вывод пятого резистора, к второй внутренней клемме третьего шунта подключены второй вывод третьего замыкающего контакта тормозного контактора и первый вывод шестого резистора, вторые выводы четвертого, пятого и шестого резисторов соединены вместе и подключены к аноду дополнительного диода, катод которого соединен с вторым выводом исполнительного элемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов.

Известно устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее три фазы сети, электродвигатель о тремя фазными обмотками статора, подключенными через замыкающие контакты рабочего контактора к сети, тормозной контактор с замыкающими контактами, конденсаторы, соединенные по схеме "треугольник" и через резисторы подключенные к первым выводам встречно-параллельно и попарно включенных диодов, общие точки этих соединений пофазно через замыкающие контакты тормозного контактора подключены к обмотке статора, вторые выводы этих диодов соединены анодами и катодами вместе соответственно [1].

Недостатками этого устройства являются низкая эффективность торможения и низкая надежность, в частности нет защиты двигателя от пропадания одной и более фаз.

Цель изобретения - повышение эффективности торможения и надежности и обеспечение защиты двигателя от пропадания одной и более фаз.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее контролируемые фазы сети, электродвигатель с тремя фазными обмотками статора, подключенными через замыкающие контакты рабочего контактора к сети, тормозной контактор с тремя замыкающими контактами, конденсаторы, соединенные по схеме "треугольник" и через резисторы подключенные к первым выводам встречно-параллельно и попарно включенных диодов, общие точки этих соединений пофазно через замыкающие контакты тормозного контактора подключены к обмотке статора, вторые выводы этих диодов соединены анодами и катодами вместе соответственно, дополнительно введены три размыкающих контакта рабочего контактора, три токовых щунта, шесть резисторов, один диод и исполнительный элемент, первая фаза сети через первый замыкающий контакт рабочего контактора подключена к первой внешней клемме первого шунта, а к его второй внешней клемме подключена первая фазная обмотка статора вторая фаза сети через второй замыкающий контакт рабочего контактора подключена к первой внешней клемме второго шунта, а к его второй внешней клемме подключена вторая фазная обмотка статора, третья фаза сети через третий замыкающий контакт рабочего контактора подключена к первой внешней клемме третьего шунта, а к его второй внешней клемме подключена третья фазная обмотка статора, основные диоды соединены попарно раздельно и пофазно встречно-параллельно, первый вывод первой диодной пары соединен с первой внутренней клеммой первого шунта и первым выводом первого размыкающего контакта рабочего контактора, первый вывод второй диодной пары соединен с первой внутренней клеммой второго шунта и первым выводом второго размыкающего контакта рабочего контактора, первый вывод третьей диодной пары соединен с первой внутренней клеммой третьего шунта и первым выводом третьего размыкающего контакта рабочего контактора, вторые выводы этих размыкающих контактов рабочего контактора подключены соответственно к общим точкам конденсаторов, соединенных в треугольник, второй вывод первой диодной пары соединен с первым выводом первого резистора и первым выводом третьего замыкающего контакта тормозного контактора, второй вывод второй диодной пари соединен с первым выводом второго резистора и первым выводом первого замыкающего контакта тормозного контактора, второй вывод третьей диодной пары соединен с первым выводом третьего резистора и первым выводом второго замыкающего контакта тормозного контактора, вторые выводы первого, второго и третьего резисторов соединены вместе и подключены к первому входному выводу исполнительного элемента, к второй внутренней клемме первого шунта подключены второй вывод первого замыкающего контакта тормозного контактора и первый вывод четвертого резистора, к второй внутренней клемме второго шунта подключены второй вывод второго замыкающего контакта тормозного контактора и первый вывод пятого резистора, к второй внутренней клемме третьего шунта подключены второй вывод третьего замыкающего контакта тормозного контактора и первый вывод шестого резистора, вторые выводы четвертого, пятого и шестого резисторов соединены вместе и подключены к аноду дополнительного диода, катод которого соединен с вторым входным выводом исполнительного элемента.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем содержит контролируемые фазы (1, 2, 3) сети, электродвигатель (4) с фазными обмотками (5, 6, 7) статора, рабочий контактор с замыкающими контактами (8, 9, 10) и тормозной контактор с замыкающими контактами (11, 12, 13), конденсаторы (14, 18, 16) соединены по схеме треугольник, основные диоды (17, 18, 19, 20, 21, 22), дополнительные размыкающие контакты (23, 24, 25) рабочего контактора, три шунта (26, 27, 28), шесть резисторов (41, 42, 43, 44, 45, 46), диод (47) и исполнительный элемент, (48), первая фаза (1) сети через первый замыкающий контакт (8) рабочего контактора подключена к первой внешней клемме (29) первого шунта (26), а к второй внешней клемме (32) подключена первая фазная обмотка (5) статора, вторая фаза (2) сети через второй замыкающий контакт (9) рабочего контактора подключена к первой внешней клемме (30) второго шунта (27), а к второй внешней клемме (33) подключена вторая фазная обмотка (6) статора, третья фаза (3) сети через третий замыкающий контакт (10) рабочего контактора подключена к первой внешней клемме (31) третьего шунта (28), а к второй внешней клемме (34) подключена третья фазная обмотка (7) статорa, основные диоды соединены попарно раздельно (17, 18), (19, 20), (21, 22) и пофазно встречно-параллельно, первый вывод первой диодной пары (17, 18) соединен с первой внутренней клеммой (36) первого шунта (26) и первым выводом первого размыкающего контакта (23) рабочего контактора, первый вывод второй диодной пары (19, 20) соединен с первой внутренней клеммой (36) второго шунта (27) и первым выводом второго размыкающего контакта (24) рабочего контактора, первый вывод третьей диодной пары (21, 22) соединен с первой внутренней клеммой (37) третьего шунта (28) и первым выводом третьего размыкающего контакта (25) рабочего контактора, вторые выводы размыкающих контактов (23, 24, 25) рабочего контактора подключены соответственно к общим точкам (14, 15), (14, 16), (15, 16) конденсаторов (14, 15, 16), соединенных в треугольник, второй вывод первой диодной пары (17, 18) соединен с первым выводом первого резистора (41) и первым выводом третьего замыкающего контакта (13) тормозного контактора, второй вывод второй диодной пары (19, 20) соединен с первым выводом второго резистора (42) и первым выводом первого замыкающего контакта (11) тормозного контактора, второй вывод третьей диодной пары (21, 22) соединен с первым выводом третьего резистора (43) и первым выводом второго замыкающего контакта (12) тормозного контактора, вторые выводы резисторов (41, 42, 43) соединены вместе и подключены к первому входному выводу исполнительного элемента (48), к второй внутренней клемме (38) первого шунта (26) подключены второй вывод первого замыкающего контакта (11) тормозного контактора и первый вывод четвертого резистора (44), к второй внутренней клемме (39) второго шунта (27) подключены второй вывод второго замыкающего контакта (12) тормозного контактора и первый вывод пятого резистора (45), к второй внутренней клемме (40) третьего шунта (28) подключены второй вывод третьего замыкающего контакта (13) тормозного контактора и первый вывод шестого резистора (46), вторые выводы резисторов (44, 45, 46) соединены вместе и подключены к аноду дополнительного диода (47), катод которого соединен с вторым входным выводом исполнительного элемента (48). Выходные клеммы (49, 50) исполнительного элемента (48).

Устройство работает следующим образом.

На клеммы (1, 2, 3) подано контролируемое трехфазное напряжение сети. При включении рабочего контактора его контакты (8, 9, 10) подключают двигатель (4) к сети, контакты (23, 24, 25) размыкаются. Шунты (26, 27, 28) равны по величине, имеют небольшое сопротивление и выбираются по номинальному току нагрузки двигателя. Резисторы (41, 42, 43), (44, 45, 46) равны по величине и их сопротивления во много раз больше сопротивления шунтов (26, 27, 28). При подключенном двигателе (нагрузке) к сети на внутренних зажимах (35-38), (36-39), (37-40) шунтов имеются напряжения, равные по величине.

При наличии напряжения всех фаз напряжение между точками соединения резисторов (41, 42, 43) и резисторов (44, 45, 46) равно нулю, т.е. нет никакого смещения. При пропадании одной или двух фаз ток в них будет равен нулю и на соответствующих шунтах исчезает напряжение. А между общими точками соединения резисторов появляется переменное напряжение, отличное от нуля, которое выпрямляется посредством диода (47). При этом срабатывает исполнительный элемент (48) и дает сигнал на выходные клеммы (49, 50) и на отключение электродвигателя. При появлении сигнала сразу же происходит отключение рабочего контактора. Его контакты (8, 9, 10) размыкаются, а контакты (23, 24, 25) замыкаются. Двигатель отключается от сети. Начинается процесс его конденсаторного торможения при помощи конденсаторов (14, 15, 16). Затем включается тормозной контактор и замыкаются контакты (11, 12, 13). Начинается торможение двигателя путем замыкания обмоток статора электроцепью, состоящей из последовательно соединенных шунтов встречно-паралельно включенных диодов.

Обмотки (5, 6) связаны с (11)-(19, 20)-(27)

Обмотки (5, 7) связаны с (26)-(17, 18)-(13)

Обмотки (6, 7) связаны с (12)-(21, 22)-(28)

После останова двигателя тормозной контактор отключается. Благодаря введению дополнительных элементов в схему уменьшился промежуток времени от начала появления неполнофазного режима до начала процесса торможения. Переход от конденсаторного торможения на торможение замыканием через вентили обмоток статора происходит без бросков тормозного момента. Таким образом обеспечивается эффективное и надежное торможение двигателя, что повышает надежность всего устройства.

Литература

1. Задеренко В.А. Управление подачей фрезерного станка. - Машиностроитель, 1987, № 8, с.22, 23.