электропривод

Формула изобретения

Электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, выводы роторной обмотки которого подключены к трехфазному мостовому выпрямителю и пусковому резистору, конденсатор, включенный на выход выпрямителя, линейные контакторы с замыкающими силовыми контактами в цепи статора и размыкающими блок-контактами в цепи управления двигателем, реле тока и тиристор, управляемый током ротора, отличающийся тем, что он снабжен двумя реле времени, одни концы катушек которых подключены к одной из фаз источника питания, а другой конец первого реле времени подключен к заземлителю через размыкающий контакт реле тока, а другой конец второго реле времени - через замыкающий контакт первого реле времени и размыкающий контакт реле тока, промежуточным реле и контактором динамического торможения, при этом схема управления двигателем выполнена в виде трех параллельно включенных цепей, первая из которых включает промежуточное реле, подключенное к источнику питания через две параллельно включенные цепи, одна из которых содержит последовательно включенные тиристор и размыкающий контакт реле тока, а другая - последовательно включенные размыкающие контакты второго реле времени и гидротолкателя, вторая цепь управления двигателем образована последовательно соединенными катушкой контактора динамического торможения, размыкающим контактом промежуточного реле и размыкающими блок-контактами линейных контакторов, а в третьей цепи управления общая точка катушек линейных контакторов соединена с заземлителем через размыкающий блок-контакт контактора динамического торможения и замыкающий контакт промежуточного реле.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электропривода механизма передвижения грузоподъемных кранов.

Известен электропривод с динамическим торможением асинхронного двигателя с фазным ротором, содержащий выпрямитель, вход которого подключен к ротору, а выход - через конденсатор и коммутационный элемент к двум обмоткам статора [1].

Однако такой электропривод не обеспечивает автоматический переход из двигательного режима в тормозной режим.

Известен электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, выводы роторной обмотки которого подключены к трехфазному мостовому выпрямителю и пусковому резистору, конденсатор, включенный на выход выпрямителя, линейные контакторы с замыкающими силовыми контактами в цепи статора и размыкающими блок-контактами в схеме управления двигателем, реле тока и тиристор, управляемый током ротора. Этот электропривод позволяет создать режим динамического торможения с самовозбуждением асинхронного двигателя, что является высокоэкономичным режимом, так как он создается без внешнего источника питания. Данный электропривод взят нами в качестве прототипа [2].

Недостатком такого привода является невозможность автоматического перехода из двигательного режима в тормозной режим при изменении направления действия внешних сил.

Задача изобретения - обеспечение заданной скорости передвижения крана как в двигательном, так и в тормозном режимах работы электропривода при изменении направления действия внешних сил, что значительно повышает безопасность его работы.

Это достигается тем, что электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, выводы роторной обмотки которого подключены к трехфазному мостовому выпрямителю и пусковому резистору, конденсатор, включенный на выход выпрямителя, линейные контакторы с замыкающими силовыми контактами в цепи статора и размыкающими блок-контактами в схеме управления двигателем, реле тока и тиристор, управляемый током ротора, снабжен двумя реле времени, одни концы катушек которых подключены к одной из фаз источника питания, а другой конец первого реле времени подключен к заземлителю через размыкающий контакт реле тока, а другой конец второго реле времени - через замыкающий контакт первого реле времени и размыкающий контакт реле тока, промежуточным реле и контактором динамического торможения, при этом схема управления двигателем выполнена в виде трех параллельно включенных цепей, первая из которых включает промежуточное реле, подключенное к источнику питания через две параллельно включенные цепи, одна из которых содержит последовательно включенные тиристор и размыкающий контакт реле тока, а другая - последовательно включенные размыкающие контакты второго реле времени и гидротолкателя, вторая цепь управления двигателем образована последовательно соединенными катушкой контактора динамического торможения, размыкающим контактом промежуточного реле и размыкающими блок-контактами линейных контакторов, а в третьей цепи управления общая точка катушек линейных контакторов соединена с заземлителем через размыкающий блок-контакт контактора динамического торможения и замыкающий контакт промежуточного реле.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема силовой части электропривода, а на фиг.2 - схема управления электроприводом.

Электропривод содержит асинхронный двигатель с фазным ротором 1, выводы роторной обмотки которого подключены к трехфазному мостовому выпрямителю 2 и пусковому резистору 3, управляемому коммутатором 4, электролитический конденсатор 5, одна обкладка которого подключена к фазе С и через сопротивление 6 к общей точке анодной группы выпрямителя 2, а другая - к общей точке катодной его группы, реле тока 7, два реле времени 8 и 9, одни концы катушек которых подключены к фазе А источника питания, а другой конец первого реле времени 8 подключен к заземлителю через размыкающий контакт 10 реле тока 7, а другой конец второго реле времени 9 - через замыкающий контакт 11 первого реле времени и размыкающий контакт 10 реле тока 7, тиристор 12, например, оптотиристор, управляемый током ротора, линейные контакторы 13, 14 с замыкающими силовыми контактами 15, 16 в цепи статора и размыкающими блок-контактами 17-20 в цепи управления приводом, промежуточное реле 21 с размыкающим контактом 22 и замыкающим контактом 23, контактор динамического торможения 24 с замыкающим контактом 25, соединяющим общую точку катодной группы выпрямителя 2 с катушкой реле тока 7, соединенной другим концом с фазой А, и размыкающим контактом 26. Цепь управления оптотиристором выполнена в виде последовательно включенных выпрямителя 27, вход которого подключен через замыкающий контакт 28 первого реле времени 8 к пусковому резистору 3, а выход - к потенциометру 29 через сглаживающий конденсатор 30, компаратора 31, один вход которого соединен с потенциометром 29 задания тока ротора, а другой его вход - с потенциометром 32 опорного напряжения, транзистора 33, управляемого выходом компаратора и включенного в цепь оптотиристора 12. Схема управления двигателем (см. фиг.2) выполнена в виде трех параллельных цепей, первая из которых включает промежуточное реле 21, подключенное к источнику питания - фазе А через две параллельно включенные цепи, одна из которых содержит последовательно включенные оптотиристор 12 и размыкающий контакт 34 реле тока 7, а другая - последовательно включенные размыкающие контакты второго реле времени 35 и гидротолкателя 36 (двигатель гидротолкателя на схеме не показан), вторая цепь управления двигателем образована последовательно включенными катушкой контактора динамического торможения 24, размыкающим контактом 22 промежуточного реле 21 и размыкающими блок-контактами 17, 19 линейных контакторов 13, 14, а третья цепь управления включает параллельно включенные катушки линейных контакторов 13, 14 с соответствующими контактами 37, 38 командоаппарата и размыкающими блок-контактами 18, 20 линейных контакторов 13, 14 и подключена к источнику питания общей точкой командоаппарата с одной стороны и общей точкой катушек линейных контакторов 13, 14 через размыкающий блок-контакт 26 контактора динамического торможения 24 и замыкающий контакт 23 промежуточного реле с другой стороны.

Электропривод работает следующим образом.

Перед пуском двигателя 1 включается гидротолкатель, который растормаживает механизм передвижения крана, а его контакт 36 размыкается, но цепь питания промежуточного реле 21 сохраняется, так как контакты 34 реле тока и 35 реле времени замкнуты. Промежуточное реле 21, включившись, размыкает контакт 22 и замыкает контакт 23. Схема управления приводом готова к работе.

Пуск двигателя 1 производится постановкой рукоятки командоаппарата в первую позицию и в зависимости от направления движения крана замыкается контакт 37 или 38 командоаппарата. Это приводит к включению линейного контактора 13 или 14 и замыканию его силовых контактов 15 или 16 и размыканию блок-контактов 17 и 18 или 19 и 20 в схеме управления. При замыкании силовых контактов 15 или 16 двигатель 1 начинает работать с заданной скорость в двигательном режиме. Одновременно с этим подключается сначала первое реле времени 8 и замыкается его контакт 28, подключающий выпрямитель 27 к пусковому резистору 3, с которого снимается напряжение, пропорциональное току ротора, а следовательно, моменту двигателя. Это напряжение через выпрямитель 27 подается на потенциометр 29 и далее на первый вход компаратора 31, на второй вход которого 31 подается опорное напряжение, снимаемое с потенциометра 32. Разность этих напряжений с компаратора 31 подается на базу транзистора 33, открывая его и одновременно с ним оптотиристор 12. Оптотиристор 12 при этом шунтирует контакт 35 второго реле времени 9. Замыкание контакта 11 первого реле времени 8 приводит к подключению второго реле времени 9 к фазе А через размыкающий контакт 10 тока реле 7. После включения реле времени 9 размыкается его контакт 35, но катушка промежуточного реле продолжает находиться под током, так как он зашунтирован оптотиристором 12. С включением двигателя заряжается электролитический конденсатор 5. При реактивном моменте сопротивления, создаваемым силами трения и внешними силами (например, встречным ветром), двигатель 1 работает в двигательном режиме. При попутном ветре момент на валу двигателя начинает уменьшаться и двигатель переходит в режим холостого хода. При уменьшении момента на валу двигателя уменьшается и ток ротора, а с ним и напряжение, подаваемое сначала на выпрямитель 27, потенциометр 29 и далее на первый вход компаратора 31. Разность напряжений на входе компаратора 31 становится отрицательной и транзистор 33 закрывается, а с ним закрывается и оптотиристор 12. Цепь питания промежуточного реле 21 разрывает, что приводит к замыканию контакта 22 и размыканию контакта 23. Это приводит к отключению двигателя от источника питания и к включению контактора динамического торможения 24, который замыканием своего контакта 25 подключает электролитический конденсатор 5 к обмоткам статора двигателя 1. Конденсатор 5 разряжается на обмотки статора и создает начальный ток возбуждения двигателя. Ротор продолжает вращаться за счет действия внешних сил и в нем наводится ЭДС, которая в замкнутом контуре создает ток, а следовательно, момент и двигатель переходит в тормозной режим. Появившийся ток ротора приводит к включению реле тока 7 и размыканию контакта 34 в цепи промежуточного реле 21. Двигатель будет работать в тормозном режиме до тех пор, пока внешние силы не уменьшатся или не изменят своего направления. В этом случае момент на валу двигателя начнет уменьшаться, а с ним уменьшается и ток ротора, приводящий к отключению реле тока 7, замыканию его контакта 34, и двигатель вновь переходит в двигательный режим. Этим достигается автоматический переход электропривода из двигательного режима в тормозной и, наоборот, при изменении направления действия внешних сил (ветра), а также поддержание заданной скорости передвижения на необходимом уровне.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №338979, кл. МКН Н 02 Р 3/24 от 1972 г. (аналог).

2. Авторское свидетельство №1746505, кл. Н 02 Р 3/24 от 01.06.90 г. (прототип).