Устройство для торможения двухфазного асинхронного электродвигателя

 

О П И С А Н И Е ()1001звт

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сеюэ Советских

Социапистических

Республик

Ж .ъ

Ф . е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30. 11.81 .(21) 3358893/24-07 (5l)N. Кл.

H 02 Р 3/24 с присоединением заявки М

Гвсударстееллый квинтет

СССР (23) Приоритет (5Ç) У,П,К б21. 31б.

- 717 (088. 8) Опубликовано 28,02. 83. Бюллетень М 8 ав делай лзабретелий и аткрытий

Дата опубликования описания 28.02.83 (72) Авторы изобретения г

Н.В.Боголюбов и Д.В.Примаченко

Всесоюзный научно-исследовательский экспериментальноконструкторский институт электробытовых машин и приборов (71) Заявитель (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЖЕНИЯ ДВУХФАЗНОГО

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

1О

20

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах центрифуг стиральных машин.

Известно устройство для торможе-. ния двухфазного асинхронного электродвигателя, содержащее конденсатор и коммутационный элемент.

Протекание постоянного тока по обмоткам электродвигателя в этом устройстве обеспечивается переключением коммутационного элемента, который создает цепь разряда конденсатора через обмотки электродвигателя f1).

Недостатком данного устройства является низкая надежность и стабильность схемы, поскольку в ней отсутствует цепь обратной связи с выхода электродвигателя на вход устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство

2 для торможения двухфазного асинхронного электродвигателя, содержащее рабочий конденсатор, одна из обкладок которого соединена с одним выводом главной обмотки электродвигате. ля, первой клеммой источника питания и анодом первого диода, катод . которого соединен с первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный контакт которого соеди" нен с другой обкладкой рабочего конденсатора, подвижный контакт переклю. чателя соединен с одним выводом вспомогательной обмотки электродвигателя, а также ключевой элемент, один вывод которого соединен со второй клеммой источника питания и анодом вентиля, катод которого соединен с другими выводами главной и вспомогательной обмоток электродвигателя (2 ).

Недостатком известного устройства является низкая нарежность схемы, обусловленная тем, что отсутствие в схеме цепной обратной связи с вы

01397 4

3 10 ходом на вход исключает возможность воздействия на процессы, протекающие в режиме торможения двигателя в условиях, близких к короткому замыканию силовой цепи.

Кроме того, устройство не позволяет контролировать момент окончания процес са торможения двигателя,в результате чего в цепи переключателя возникает неконтролируемый по длительности переходной ток. В этих условиях может перегореть главная обмотка двигателя, а также не исключен выход из строя переключателя и связанного с ним диода. Возникновение неконтролируемого переходного тока, действующего и в момент окончания процесса торможения двигателя, сопровождается также увеличением потребляемой двигателем электроэнергии.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для торможения двухфазного асинхронного электродвигателя введены дополнительно второй, третий и четвертый диод, четыре резистора„ три конденсатора, транзистор и блок запуска, а вентиль выполнен в виде тиристора, управляющий электрод которого через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с одним из выводов первого резистора, другой вывод которого соединен с одним выВОДОМ ПЕРВОГО ДОПОЛНИЕТЛЬНОГО КОНденсатора, одним выводом второго резистора и катодом стабилитрона, анод которого соединен с другой обкладкой первого дополнительного конденсатора и общей точкой соединения других выводов главной и вспомогательной обмоток электродвигателя„другой вывод второго резистора соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с подвижным контактом переключателя, один из выводов третьего резистора соединен - первой клеммой источника питания, другой его вывод через второй дополнительный конденсатор соединен с катодом тиристора и другим выводом ключевого элемента, шунтированного последовательно соединенными четвертым ре" зистором и третьим дополнительным конденсатором, катод тиристора соединен с первой шиной блока запуска, вторая шина которого соединена с другим выводом третьего резистора, выход блока запуска соединен с базой транзистора.

Блок запуска содержит дополнитель ный резистор, четвертый конденсатор, третий диод, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, эмиттер дополнительного транзистора соединен с катодом третьего диода и одной из обкладок четвертого конденсатора, другая обкладка которого соединена с одним выводом четвертого резистора и образует первую шину блока запуска, коллектор дополнительного транзистора соединен с одними выводами пятого и шестого резисторов, другой вывод пятого резистора являет. ся выходом блока запуска, другой вывод шестого резистора через седьмой резистор соединен с базой дополнительного транзистора, анодом третьего диода и другим выводом четвертого резистора и образует вторую шину блока запуска.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для торможения двухфазного асинхронного электродвигателя.

Устройство содержит рабочий конденсатор i, одна из обкладок которого

З соединена с одним выводом главной

Обмотки 2 электродвигателя, первой клеммой источника 3 питания и анодом первого диода 4, катод которого соединен с первым неподвижным кон" тактом переключателя 5, второй неподвижный контакт которого соединен с другой обкладкой рабочего конденсатора 1, подвижный контакт переключателя соединен с одним выводом вспомогательной обмотки 6 электродвигателя,а также ключевой элемент

7, один вывод которого соединен со второй клеммой источника питания и анодом тиристора 8, катод которого соединен с другими выводами обмоток

2 и 6 электродвигателя, при этом управляющий электрод тиристора 8 через эмиттерно-коллекторный переход

r транзистора 9 соединен с одним из выводов первого резистора 10, другой вывод которого соединен с одним выводом первого дополнительного конденсатора 11,одним выводом второго резистора 12 и катодом стабилитрона 13,анод которого. соединен с другой обкладкой первого дополнительного конденсатора 11 и точкой соединения обмоток 2 и 6, другой вывод второго резистора 12 соединен с катодом

97 6

5 10013 второго диода 14, анод которого сое динен с подвижным контактом переключателя 5, один из выводов третьего резистора 15 соединен с первой клеммой источника питания, другой его вывод через второй дополнительный конденсатор 16 соединен с катодом тиристора 8 и другим выводом ключевого элемента 7, шунтированного последовательно соединенными чет- 10 вертым резистором 17 и третьим дополнительным конденсатором 18, катод тиристора соединен с первой шиной блока 19 запуска, вторая шина которого соединена с другим выводом 15 третьего резистора 15, а выход блока запуска 19 соединен с базой транзистора 9.

В блоке 19 запуска эмиттер дополнительного транзистора 20 соединен с 20 катодом третьего диода 21 и одной из обкладок четвертого конденсатора

22, другая обкладка которого соединена с одним выводом четвертого резистора 23 и образует первую шину 25 блока запуска 19, коллектор дополнительного транзистора 20 соединен с одними выводами пятого 24 и шестого 25 резисторов, другой вывод пятого резистора 24 является выходом блока з0

19 запуска, другой вывод шестого ре" зистора 25 через седьмой резистор 26 . соединен с базой дополнительного транзистора 20, анодом третьего диода 2 1 и .другим выводом четвертого резистора .. 23 и образует вторую шину блока 19 запуска.Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

В исходном состоянии ключевой эле40 мент 7 замкнут, а переключатель 5 находится в крайнем нижнем положении, при этом обмотки 2 и 6 электродвигателя оказываются подключенными к источнику 3,питания. В результате этого ротор электродвигателя вращается с заданной угловой скоростью, а конденсатор ll заряжается через диод

14 и резистор 12 до напряжения, определяемого уровнем напряжения стабили50 зации стабилитрона 13. Для торможения двигателя 3 ключевой элемент 7 размыкают, а переключатель 5 переводятв верхнее положение, как показано на чертеже. При этом главная обмотка

2 двигателя оказывается подключенной к источнику 3 питания через резистор

8, который управляется си,гналами цепи обратной связи.На .интервале действия положительной полуволны напряжения источника 3 питания конденсатор 22 заряжается от него через резистор 15, диод 21, конденсатор t8 и резистор

17 до потенциала, определяемого величиной падения напряжения на резисторе 23 °

Потенциал на обкладках конденсато» . ра 22 сохраняется и после окончания процесса заряда до момента его разряда при нулевом значении напряжения

I источника 3 питания через переход база-эмиттер и резисторы 23 и 26. Затем конденсатор. 22 разряжается через эмиттер-коллектор открывшегося транзистора 20, резистор 24, переход база-эмиттер транзистора 9 и управляющий переход тиристора 8. При этом на базу транзистора 9 поступает импульс тока, длительность которого определяется параметрами элементов блока 19 запуска. На интервале действия укаэанного импульса транзистор 9 переходит в режим насыщения и конденсатор 11, включенный в цепь об-: ратной связи, частично разряжается .ерез резистор 10, транзистор 9 и управляющий переход тиристора 8, что вызывает его включение в начале отрицательной полуволны напряжения источника 3 питания. В течение полупериода, когда тиристор

8 открыт, в главной обмотке 2 двигателя протекает постоянная составляющая тока торможения. В другой полупериод, когда тиристор 8 закрыт,постоянная составляющая тока торможения продолжает протекать через главную 2 и .вспомогательную 6 обмотки двигателя, замыкаясь через диод 4 и обеспечивая торможение двигателя.

При этом осуществляется подзаряд конденсатора 1! под действием падения напряжения на обмотках 2 и 6 двигателя. Процесс включения тиристора 8 повторяется периодически в начале отрицательной полуволны питающего напряжения под действием сигналов обратной связи, поступающих с конденсатора 11 и выхода блока 19 эа пуска. Формирование импульсных сигна." лов обратной связи, поступающих с конденсатора 11 на вход тиристора 8 осуществляется транзистором 9. Периодическое включение тиристора 8 будет происходить до тех пор, пока не затормозится двигатель и полностью не разрядится конденсатор 11; Длительность импульсов тока, формируемых при

7 10013 разряде конденсатора 11 транзистором

9, определяется; параметрами блока 19 запуска и составляет доли миллисекунд, что значительно меньше периода напряжения источника 3 питания. Поэтому энергии заряда конденсатора 11, который продолжает подзаряжаться через диод 14 на начальном этапе про. цесса торможения двигателя, оказывается достаточно дпя периодического 10 включения тиристора 8 до тех йор, Ro ка не завершится процесс торможения.

Конденсатор 11 разряжается к моменту, остановки ротора двигателя, в резульФ тате чего тиристор 8 полностью выклю- <5 чается и схема готова к очередному запуску двигателя. Состояние, при котором тиристор 8 выключен и устройство торможения практически не потребляет электроэнергии от источника 2о

3 питания, может продолжаться сколь угодно долго.

Высокая надежность устройства и уменьшение энергопотребления в режиме торможения двигателя обусловлены до- 25 полнитепьным введением с выхода устройства на сго вход цепи обратной связи. Благодаря последней исключена возможность перегрева и перегорания главной обмотки 2 двигателя в режиме 5в торможения в результате ограничения длительности протекания через нее постоянного тоха торможения, строго определяемо 1 временем от начала торможения двигателя до момента его остановки. При изменении нагрузки на валу двигателя время торможения — . различное, однако благодаря включению конденсатора 11 в цепь обратной связи соответственно изменяется интер- О вал .времени, в течение которого происходит подзаряд конденсатора 11, а следовательно, и общее количество включений тиристора 8. Таким образом, благодаря наличию цепи обратной связи осуществляется воздействие на процесс торможения двигателя, в результате чего достигается высокая надежность устройства и низкое энергопотребление в режиме торможения.

Формула изобретения

Устройство для торможения двухфаз55 ,ногоасинхронного электродвигателя, содержащее рабочий конденсатор, одна иэ обкладок которого соединена с одним выводом главной обмотки электродвигателя, первой клеммой источника пи- тания и анодом первого диода, катод которого соединен с первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный контакт которого соединен с другой обкладкой рабочего конденсатора, подвижный контакт переключателя соединен с одним выводом вспомогательной обмотки электродвигателя, а также ключевой элемент, один вывод которого соединен с втерой клеммой источника питания и анодом вентиля, катод которого соединен с другими выводами главной и вспомогательной обмоток электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности,.в него -введены дополнительно второй диод, стаби литрон, четыре резистора, три конденсатора, транзистор и блок запуска,. а вентиль выполнен в виде тиристора, управляющий электрод которого через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с одним из выводов первого резистора, другой вывод которогс соединен с одним выводом первого дополнительного конденсатора, одним выводом второго резистора и катодом стабилитрона, анод которого соединен с другой обкладкой первого дополнительного конденсатора и общей точкой соединения других выводов глайной и вспомогательной обмоток электродвигателя, другой вывод второго резистора соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с подвижныи контактом переключателя, один из выводов третьего резистора соединен с, первой клеммой источника питания,, другой его вывод через второй дополнительный конденсатор соединен с катодом тиристора и с другим выводом ключевого элемента, шунтированного последовательно соединенными четвертым резистором и третьим дополнительным конденсатором, катод тиристора соединен с первой шиной блока запуска, вторая шина которого соединена с другим выводом третьего резистора, выход блока запуска соединен с базой . транзистора.

2. Устройство по и. 1. о т л и

r ч а ю щ е е с я тем, что блок запус ка содержит дополнительный транзистор, четвертый конденсатор, третий диод, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, эмиттер допол9 1001397 10 нительного транзистора соединен с резистор соединен с .базой дополкатодом третьего диода и одной из нительного транзистора, анодом обкладок четвертого конденсатора, третьего диода и другим выводом другая обкладка которого соединена четвертого резистора и образует с одним выводом четвертого резистора вторую шину блока запуска. и образует первую шину блока запуска, коллектор дополнительного транзис- Источники информации, тора соединен. с одними выводами пя- принятые во внимание при экспертизе того и шестого резисторов, другой 1. Заявка Японии М 55-2833, вывод пятого резистора является вхо.- 30 кл. Н 02 P 3/24, 1980. дом блока запуска, другой вывод 2. Патент Японии М 54-13565, шестого резистора через седьмой кл. Н 02 Р 3/24, 1979.

Составитель Е. Перемыслова

Редактор Л. Пчелинская Техред Т.Фанта Корректор А.Дзятко

Заказ .1440/71 Тираж 685 . Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4