электропривод

Формула изобретения

Электропривод, содержащий асинхронный двигатель, выводы роторной обмотки которого подключены к трехфазному выпрямителю и пусковому резистору, тиристор, электролитический конденсатор, заряжаемый током ротора и разряжаемый на управляющий электрод тиристора и обмотки статора, линейный контактор с замыкающими контактами в цепи статора и размыкающим блок-контактом в цепи управляющего электрода тиристора и тахогенератор, отличающийся тем, что он снабжен двумя оптотиристорами и источником опорного напряжения, к которому подключен тахогенератор через параллельно включенные оптотиристоры, реле тока, катушка которого одним концом соединена со входом цепи разряда конденсатора, а другим - с общей точкой катодной группы выпрямителя через резистор динамического торможения, подключенный к выходной цепи одного из оптотиристоров, полууправляемым трехфазным мостовым выпрямителем с токоограничивающими резисторами, каждый из которых с одной стороны включен на управляющий электрод соответствующего тиристора этого выпрямителя, а с другой стороны общая их точка соединена с общей точкой катодной группы выпрямителя через другой оптотиристор, при этом вход полууправляемого выпрямителя подключен к пусковому резистору, а общая его точка выхода - к общей точке анодной группы выпрямителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе шахтных подъемных машин.

Известен электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором и трехфазным мостовым выпрямителем, пусковой резистор, регулятор тока в цепи статора, контактор, соединяющий обмотки статора и ротора двигателя и релейный блок управления [1].

Недостатком такого электропривода является невозможность создания тормозного момента в аварийном режиме при исчезновении напряжения питающей сети.

Известен электропривод, содержащий асинхронный двигатель, выводы роторной обмотки которого подключены к трехфазному мостовому выпрямителю и пусковому резистору, тиристор, электролитический конденсатор, заряжаемый током ротора и разряжаемый на управляющий электрод тиристора и обмотки статора, линейный контактор с замыкающими контактами в цепи статора и размыкающим блок-контактом в цепи управляющего электрода тиристора и тахогенератор. Данный электропривод взят нами в качестве прототипа [2].

Недостатком этого электропривода является одновременное действие механического и электромеханического тормозов при аварийной остановке шахтной подъемной машины, что вызывает повышенный износ тормозных колодок и уменьшение межремонтного срока, а следовательно, снижение производительности шахтной подъемной установки.

Задача изобретения - уменьшение времени торможения двигателя за счет создания оптимальной величины тормозного момента и наложения механического тормоза после окончательной остановки двигателя, что увеличивает срок службы тормозных колодок, повышает надежность работы и производительность шахтной подъемной установки.

Это достигается тем, что электропривод, содержащий асинхронный двигатель, выводы роторной обмотки которого подключены к трехфазному выпрямителю и пусковому резистору, тиристор, электролитический конденсатор, заряжаемый током ротора и разряжаемый на управляющий электрод тиристора и обмотки статора, линейный контактор с замыкающими контактами в цепи статора и размыкающим блок-контактом в цепи управляющего электрода тиристора и тахогенератор, снабжен двумя оптотиристороми и источником опорного напряжения, к которому подключен тахогенератор через параллельно включенные оптотиристоры, реле тока, катушка которого одним концом соединена с входом цепи разряда конденсатора, а другим - с общей точкой катодной группы выпрямителя через резистор динамического торможения, подключенный к выходной цепи одного из оптотиристоров, полууправляемым трехфазным мостовым выпрямителем с токоограничивающими резисторами, каждый из которых с одной стороны включен на управляющий электрод соответствующего тиристора этого выпрямителя, а с другой стороны общая их точка соединена с общей точкой катодной группы выпрямителя через другой оптотиристор, при этом вход полууправляемого выпрямителя подключен к пусковому резистору, а общая его точка выхода - к общей точке анодной группы выпрямителя.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема силовой части электропривода.

Электропривод содержит асинхронный двигатель 1, выводы роторных обмоток которого подключены к трехфазному мостовому выпрямителю 2 и пусковому резистору 3, источник опорного напряжения, состоящий, например, из источника постоянного тока и потенциометра 4, к которому подключен через параллельно включенные оптотиристоры 5, 6 тахогенератор 7, механически соединенный с валом двигателя, электролитический конденсатор 8, тиристор 9, линейный контактор с замыкающими контактами 10 в цепи статора и размыкающим блок-контактом 11 в цепи управляющего электрода тиристора 9, полууправляемый трехфазный мостовой выпрямитель 12 с токоограничивающими резисторами 13 и реле тока. При этом одна обкладка конденсатора 8 подключена напрямую к общей точке анодной группы выпрямителя 2, а другая - с одной стороны подключена к этой же точке выпрямителя через последовательно включенные диоды 14 и 15, обмотки статора и тиристор 9, и с другой стороны - через катушку 16 реле тока, резистор динамического торможения 17, подключенный также к выходной цепи одного из оптотиристоров 5, к общей точке катодной группы выпрямителя 2, причем замыкающий контакт реле тока включен в цепь питания электромагнита механического тормоза шахтной подъемной машины (на схеме не показан). Цепь управляющего электрода тиристора 9 состоит из последовательно включенных размыкающего блок-контакта 11, преобразователя прямоугольной внешней характеристики 18 и подключена с одной стороны к общей точке катода диода 14 и анода диода 15, а с другой стороны - к управляющему электроду тиристора 9 и через токоограничивающий резистор 19 к общей точке анодной группы выпрямителя 2. Вход полууправляемого трехфазного мостового выпрямителя 12 подключен к пусковому резистору 3, а общая точка выхода - к общей точке анодной группы выпрямителя 2. При этом каждый из его резисторов 13 с одной стороны включен на управляющий электрод соответствующего тиристора полууправляемого выпрямителя 12, а с другой стороны общая их точка соединена с общей точкой катодной группы выпрямителя 2 через оптотиристор 6. Для уменьшения времени торможения электропривод снабжен одной или несколькими дополнительными парами оптотиристоров, которые подключены к отдельным источникам опорного напряжения, и дополнительными полууправляемыми выпрямителями с токоограничивающими резисторами, подключенными параллельно друг другу и через оптотиристоры к соответствующим отпайкам пускового резистора (не показаны). Количество пар оптотиристоров и полууправляемых выпрямителей зависит от скорости движения подъемных сосудов.

Электропривод работает следующим образом.

При пуске двигателя 1 замыкаются силовые контакты 10 и размыкается блок-контакт 11. При этом заряжается электролитический конденсатор 8 и находится в заряженном состоянии до получения команды на перевод двигателя в режим аварийной остановки.

Напряжение на якоре тахогенетора 7 при этом больше напряжения, снимаемого с потенциометра 4, и оптотиристоры 5 и 6 закрыты. При поступлении команды на аварийную остановку подъемной машины линейные контакты 10 размыкаются и двигатель 1 отключается от сети, а блок-контакт 11 замыкается. Электролитический конденсатор 8 при этом разряжается на управляющий электрод тиристора 9 по цепи: обкладка конденсатора 8, диод 14, замкнутый блок-контакт 11, преобразователь прямоугольной внешней характеристики 18, управляющий электрод тиристора 9. С отпиранием тиристора 9 электролитический конденсатор 8 продолжает разряжаться на обмотки статора двигателя 1 по цепи: та же обкладка конденсатора 8, диоды 14 и 15, обмотки статора двигателя 1, тиристор 9, общая точка анодной группы выпрямителя 2. Ток разряда электролитического конденсатора, протекающий по обмоткам статора двигателя 1, создает неподвижное в пространстве магнитное поле, которое во вращающемся роторе наводит эдс. Эта эдс в замкнутой цепи: общая точка катодной группы выпрямителя 2, резистор динамического торможения 17, катушка 16 реле тока, диоды 14 и 15, обмотки статора двигателя 1, тиристор 9, общая точка анодной группы выпрямителя 2 создает ток ротора, а следовательно, и тормозной момент. Прохождение постоянного тока ротора через катушку 16 реле тока вызывает его включение и замыкание контакта в цепи питания электромагнитов предохранительного тормоза (не показан), которые удерживают его в расторможенном состоянии. При снижении скорости асинхронного двигателя величина его тормозного момента, работающего в режиме динамического торможения, также снижается. При этом напряжение на тахогенераторе 7 становится меньше напряжения, снимаемого с потенциометра 4, и оптотиристоры 5 и 6 отпираются, что приводит к шунтированию резистора динамического торможения 17 и части пускового резистора 3. В результате чего увеличивается выпрямленный ток ротора до величины, при которой тормозной момент двигателя обеспечивает нормативный коэффициент статической надежности тормоза подъемной машины. Это позволяет снизить время остановки подъемных сосудов в аварийном режиме. При малых скоростях движения подъемных сосудов достаточно двух переключении пускового резистора и резистора динамического торможения, а при больших скоростях количество переключений увеличивается согласно увеличению скорости, и во всех случаях поддерживается оптимальная величина тормозного момента двигателя. При остановке двигателя и подъемных сосудов ток, протекающий через катушку 16 реле тока, снижается до нуля, что приводит к размыканию его контакта в цепи питания электромагнита механического тормоза и происходит стопорение подъемной машины. После чего происходит наложение тормозных колодок механического тормоза на ободы барабана подъемной машины, что уменьшает их износ и, тем самым, увеличивает срок их службы, межремонтный срок и производительность шахтной подъемной установки.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №613469, кл. Н 02 Р/24 от 6.04.1978.

2. Патент 42210853 по кл. МПК⁷ Н 02 Р 3/24 от 20.08.2003 (прототип).