устройство плавного пуска для группы асинхронных электродвигателей

Формула изобретения

Устройство плавного пуска для группы асинхронных электродвигателей, которое содержит групповой выпрямитель и группу управляемых инверторов, каждый из которых состоит из двух полукомплектов транзисторов, к выводам переменного тока которых подключены обмотки группы асинхронных электродвигателей, отличающееся тем, что между полукомплектами транзисторов дополнительно подключены коммутаторы ввода, а между управляемыми инверторами включены секционные коммутаторы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам плавного пуска для группы асинхронных электродвигателей общего применения.

Широкое использование асинхронных электродвигателей в ответственных механизмах станков и машин вызывает необходимость повышения надежности работы существующих устройств плавного пуска для группы асинхронных электродвигателей общего применения.

В устройствах плавного пуска для асинхронных электродвигателей часто используют управляемые инверторы.

Для пуска группы асинхронных электродвигателей машин используют устройство плавного пуска, которое содержит групповой выпрямитель и группу управляемых инверторов, каждый из которых состоит из двух полукомплектов тиристоров, к выводам переменного тока которых подключены обмотки группы асинхронных электродвигателей [1].

Однако недостатком известного устройства с группой управляемых инверторов является ограничение надежности вследствие отсутствия резервированных источников для пуска асинхронных электродвигателей при неисправности управляемых инверторов.

В настоящее время в связи с развитием новой элементной базы управляемые инверторы выполняют на транзисторах.

Наиболее близким к предлагаемому устройству и взятым за прототип является устройство плавного пуска для группы асинхронных электродвигателей, которое содержит групповой выпрямитель и группу управляемых инверторов, каждый из которых состоит из двух полукомплектов транзисторов, к выводам переменного тока которых подключены обмотки группы асинхронных электродвигателей [2].

Недостатком прототипа является отсутствие возможности плавного пуска асинхронного электродвигателя при неисправности полукомплектов транзисторов его управляемого инвертора, что снижает надежность работы устройства.

Изобретение направлено на повышение надежности работы устройства плавного пуска для группы асинхронных электродвигателей, в чем и заключается технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого изобретения.

Поставленный результат достигается тем, что в устройстве плавного пуска для группы асинхронных электродвигателей, которое содержит групповой выпрямитель и группу управляемых инверторов, каждый из которых состоит из двух полукомплектов транзисторов, к выводам переменного тока которых подключены обмотки группы асинхронных электродвигателей, дополнительно подключены коммутаторы ввода, а между управляемыми инверторами включены секционные коммутаторы.

Отличием предлагаемого устройства является дополнительное включение между полукомплектами транзисторов коммутаторов ввода, а между управляемыми инверторами секционных коммутаторов.

При этом коммутаторы ввода предназначены для отключения неисправных полукомплектов транзисторов из группы управляемых инверторов, исключая их отрицательное влияние на процесс пуска асинхронных электродвигателей, а секционные коммутаторы предназначены для подключения исправных полукомплектов транзисторов из группы управляемых инверторов, позволяя использовать их в качестве резервных при плавном пуске асинхронных электродвигателей, что ведет к выполнению технического результата, а именно к повышению надежности работы устройства плавного пуска для асинхронных электродвигателей.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На Фиг.1 представлена схема прототипа. На Фиг.2 показана схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство плавного пуска для группы асинхронных электродвигателей, например, для двух асинхронных электродвигателей, которое и в прототипе содержит групповой выпрямитель 1 и два управляемых инвертора, каждый из которых состоит из двух полукомплектов транзисторов 2, 3 и 4, 5, к выводам переменного тока которых подключены обмотки двух асинхронных электродвигателей 6 и 7. Дополнительно в предлагаемом устройстве между полукомплектами транзисторов подключены коммутаторы ввода 8, 9 и 10, 11, а между управляемыми инверторами включен секционный коммутатор 12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на управляемые инверторы от клемм «+» и «-» группового выпрямителя 1 на схему поступает постоянное напряжение. Если все полукомплекты транзисторов исправны, асинхронный электродвигатель 6 работает от первого управляемого инвертора, с полукомплектами транзисторов 5, 2, асинхронный электродвигатель 7 от второго управляемого инвертора с полукомплектами транзисторов 3, 4, включены коммутаторы ввода 8, 9, 10, 11, а секционный коммутатор 12 отключен.

В случае неисправности одного из полукомплектов транзисторов, например, полукомплекта 5, коммутатор ввода 8 выключается, а электродвигатель 6 запускается вместе с электродвигателем 7 от полукомплекта транзисторов 3 и второго исправного полукомплекта транзисторов 2 с помощью секционного коммутатора 12. В случае, если оказываются неисправными оба полукомплекта транзисторов первого управляемого инвертора, например, полукомплекты 5 и 2, коммутаторы ввода 8 и 9 выключаются, а электродвигатель 6 запускается вместе с электродвигателем 7 от полукомплектов транзисторов 3 и 4 второго управляемого инвертора с помощью секционного коммутатора 12.

Аналогичные действия выполняются при неисправности полукомплектов транзисторов 3 и 4 второго управляемого инвертора.

Таким образом, введение в схему дополнительных элементов 8, 9, 10, 11, 12 в сочетании с имеющимися элементами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 позволяет повысить надежность работы предлагаемого устройства.

Это подтверждается известной формулой [3]:

где - опасность отказа устройства, 1/ч;

P _S(t) - вероятность безотказной работы устройства;

_i - опасность отказа i-того элемента устройства, 1/ч;

n - число элементов устройства.

Для большинства отдельных элементов опасность отказов составляет порядка 10^-6 1/ч. Каждый из четырех полукомплектов транзисторов состоит из трех элементов типа «транзистор - обратный диод», что вместе с групповым выпрямителем составит 13 элементов схемы прототипа.

Если считать опасность отказов всех элементов одинаковой и равной:

_i=10^-6 1/ч, получается _S=13·10^-6 1/ч,

тогда вероятность того, что схема проработает 10000 часов, равна:

В схеме предлагаемого устройства имеется 18 элементов. Однако с учетом того, что резервирование 6 элементов типа «транзистор - обратный диод», входящих в два полукомплекта транзисторов, уменьшает расчетное число элементов схемы предлагаемого устройства на шесть, получается, что окончательное число элементов равно 12. Тогда опасность отказа схемы предлагаемого устройства равна: _S=12*10^-6 1/ч,

отсюда вероятность безотказной работы устройства равна:

Среднее время безотказной работы:

по прототипу Т_ср=1/ _S=1/0,000013=76923 ч,

по заявляемому устройству T_ср=1/ _S=1/0,000012=83333 ч.

Таким образом, при резервировании элементов устройства увеличивается вероятность безотказной работы, что ведет к выполнению технического результата, а именно к повышению надежности работы устройства.

Источники информации

1. Патент US № 5670851, МПК ⁶ H02P 1/54, 1997.

2. М.П.Белов, А.А.Новиков, Л.Н.Рассудов, А.А.Сушников. Автоматизированный электропривод - современная основа автоматизации технологических процессов // Электротехника. - 2003, - № 5. - С.12-16.

3. О.Е.Вершинин. Компьютер для менеджера. М.: Высшая школа, 1990. - 95 с.