Способ торможения асинхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах с активным моментом статического сопротивления на валу двигателя. Цель изобретения - уменьшение времени торможения. Способ обеспечивает снижение потери в двигателе при торможении за счет понижения напряжения при реверсе и контроля направления активной мощности на статоре двигателя. Эффективность торможения повьп71ается на начальном этапе -торможения за счет снижения потребления электроэнергии из сети и постоянства изменения скорости во времени. Повьшение надежности обеспечивается в результате ограничения бросков электромагнитного поля статора на противоположное направление вращения,что повьшает срок службы двигателя, механизма и передаточного устройства. 1 ил. i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 Н 02 Р 3/20

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/

), / 1

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3752035/24-07 (22) 12.06.84 (46) 23.04.86. Бкл. 1(15 (71) Павлодарский индустриальный институт (72) В.С.Копырин и З,M.Куценко (53) 621.316.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 299926, кл. Н 02 P 3/20, 1969.

Андреев В.II., Сабинин Ю.А, Основы электропривода. М.-Л.: Госэнергоиэдат, 1963, с. 131-134, (54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах с активным моментом статического сопротивления на валу двигателя, Цель иэобре ения — уменьшение времени торможения.

Способ обеспечивает снижение потери в двигателе при торможении за счет понижения напряжения при реверсе и контроля направления активной мощности на статоре двигателя. Эффективность торможения повьш(ается на начальном этапе торможения sa счет снижения потребления электроэнергии из сети и постоянства изменения скорости во времени. Повышение надежности обеспечивается в результате ограничения бросков электромагнитного поля статора на противоположное напО равление вращения, что повышает срок службы двигателя, механизма и передаточного устройства. 1 ил.

12,26598

p .à..çoì, 30

3% разом.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах с активным моментом статического сопротивления на валу двигателя, например, в электроприводах механизации подъема подъемно-транспортных машин „

Цель изобретения — уменьшение времени торможения.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ торможения асинхронного двигателя.

Устройство содержит асинхронный электродвигатель 1, автоматический переключатель 2 в цели питания электродвигателя, предохранители 3, три контактора с катушками 4-6 и контактами 7-1?, катушка 18 реле направления активной мощности на статоре электродвигателя 1 включена между двумя фазами статорной обмотки, один контакт !9 реле направления активной мощности включен между катушкой 5 контактора и контактом 17, который

> через последовательно соединенные контакты 9 и 13 соединен с одним из предохранителей 3 и с одним из выводов контакта 20 реле направления активной мощности, два симистора 21, включенные перекрестно мехду двумя фазами статорной обмотки электродвигателя, блок 22 управления симисторами одним входом через контакт ll подсоединен к источнику задающего напряжения.

Включающая кнопка 23, шунтируемая контактом 8, через отключающую кнопку 24 соединена с контактом 20, контакт 25 кнопки 24 шунтирует контакт

13, другой вывод кнопки 23 через контакты 12 и 16 соединен с. одним выводом катушки 4,,цругой вывод контакта 20 через контакт 26 конечного выключателя и последовательно соединенные контакты 10 и 14 подсоединен к одному выводу катушки б, другие выводы катушек 4-6 объединены и соединены с другим предохранителем, датчик 27 момента, установленный на валу электродвигателя, подсоединен к одному иэ входов блока 28 суммироВания, к другому вхОду кОторОго пОдается з данное напряжение ЦЗ. в д блока 28 подключен к другому входу блока 22 управления симисторами.

Устройство работает следующим ОбДпя пуска двигателя включается

8BToMRTH÷åñêèé переключатель 2, замыкается кнопка 23, катушка 4 первого контактора получает питание по цепи: кнопки 24 и 23, контакты 12 и

16, катушка 4, и контактор срабатывает. Замыкаются силовые замыкающие контакты 7 первого контактора, обмотка статора двигателя 1 подключается к сети, двигатель 1 запускается в работу и после окончания режима пуска работает в установившемся режиме, соответствующем моменту статического сопротивления М, на валу и скорости вращения сд, При этом замыкается блокировочный контакт 8, шунтируя кнопку 23, и размыкаются размыкающие контакты 9 и 10, исключая включение второго и третьего контакторов. Схема приведена в исходное состояние, предшествующее началу реализации способа торможения асинхронного двигателя.

Способ торможения асинхронного двигателя осуществляют следующим обДля перевода двигателя 1 из двигательнсго режима в тормозной нажимается стключающая кнопка 24, размыкается ее размыкающий контакт 25 питания катушки 4 первого контактора и замыкается з амыкаюший контакт в пепи питания катушки 5 второго контакта.

Катушка 4 теряет питание, первый контактср с>тключается, размыкаются его силовые контакты 7 и обмотка ста opB двигателя 1 отключается от сети с номинальным напряжением, а размыкающие контакты 9 и 10 замыкаются. При этом полу->ает питание катушка 5 второго контактора по цепи контакты 25,9,17 и 19, катушка 5, второй контактор срабатывает, замыкается его замыкаюший контакт ll и на вход блока 22 управления симисторами 21 подается сигнал Ц из разомкнутой или замкнутой систем управления реверсом. Блок 22 на-;инает формировать управляющие импульс>ы на симисторы 21 при соответствующем значению Ц угле управления и они открываются. Обмотки статора двигателя 1 подключаются к сети, причем чередование фаз на статоре двигателя 1 изменяется (например, с А,В, С на С,В,А>, а в результате чего двигатель 1 переводится в режим торможения противовключением.

1226

Кроме изменения чередования фаз, и, следовательно, изменения направления вращения электромагнитного поля статора, симисторы 21 обеспечивают понижение напряжения U на статоре 5 асинхронного двигателя до величины, при которой момент M двигателя определяется разностью заданного тормозного момента M и момента статическо3 го сопротивления М (1-М =1-М вЂ” 10

)-М„! ).

Если момент статического сопротивления остается неизменным в процессе работы электропривода, то для реализации способа может использоваться !5 разомкнутая система управления, При этом, исходя из известных М и М определяется момент М = Мз-M двигателя и на основании его значения и параметров двигателя рассчитывается 20 напряжение на статаре двигателя. По значению напряжения находят величину задающего напряжения U>. В процессе торможения величина U может изменяться, например в функции времени, 25 с целью сохранения постоянного момента двигателя.

Если момент статического сопротивления изменяется в процессе работы электропривода, или при торможении двигателя, то.необходимо для реализации данного способа применить замкнутую систему управления. Дпя åå ðåàлизации устанавливается датчик 27 момента на валу двигателя 1, выходной сигнал П которого поступает на первый вход блока 28 суммирования, на второй вход которого подается сигнал

I пропорциональный заданному тормозному моменту М, В блоке суммиро- 0 вания происходит их вычитание

I (U — U ), что соответствует операции М - M = M.

Таким образом, в результате алгебраического суммирования сигналов

U и !1О определяется на выходе блока 28 сигнал U пропорциональный моменту M двигателя 1. Сигнал U noc3 тупает на нижний вход блока 22 и задает необходимый угол управления сС симисторами и, следовательно, необходимое напряжение П на статоре двигателя 1. В процессе торможения заданный тормозной момент М сохраня9 ется неизменным.

После окончания торможения двигателя 1 происходит его пуск в противоположном направлении, т.е. реверс

598 4 двигателя. При этом также сохраняется заданный тормозной момент, постоянство ускорения ротора, снижение потребления электроэнергии и уменьше-. ние потерь, Причем, реверс двигателя производится в основном за счет активного момента статнческого сопротивления, Катушка 18 реле направления активной мощности остается при реверсе, как и при двигательном режиме, отключенной, так как направление активной мощности не изменяется (от сети к двигателю). Второй контактор, срабатывая, размыкает размыкающий контакт 12 в цепи питания катушки 4 первого контактора, замыкает замь|кающий контакт 13, шунтируя контакт 25 отключающей кнопки, и размыкает размыкающий контакт 14 в цепи питания катушки 6 третьего контактора.

В результате реверса, скорость двигателя I под действием суммарного момента (М + М„ ) приближается к значению синхронной скорости Q, скольжение уменьшается, а затем изменяет знак на отрицательный. При этом потребляемая из сети активная мощность уменьшается до нуля, а затем изменяет свое направление, так как двигатель переходит в режим рекуперативного торможения. В момент изменения направления активной мощности на статоре двигателя 1 катушка 18 реле направления активной мощности включается, размыкает свой размыкающий контакт 19 в цепи питания катушки 5 второго контактора, обесточивая ее, и замыкает замыкающий контакт 20 в цепи питания катушки 6 третьего контактора — второй контактор отключается

Э размыкает свой контакт II снимаются управляющие импульсы с симисторов 21, госледние закрываются и отключают двигатель от сети с пониженным напряжением. При этом замыкается размыкающий контакт 14 и катушка 6 третьего контактора получает питание по цепи: контакты 20,26,10 и 14 и катушка 6.

Третий контактор срабатывает и замыкает свои силовые контакты 15. Обмотки статора двигателя 1 подключаются вновь к сети с номинальным напряжением и с аналогичным реверсу чередованием фаз (противоположным направлением вращения электромагнитного поля статора по отношению к двигательному режиму). Двигатель 1 продолжает уве1226598

Тираж 631 Подписное

ВЯИИПИ Заказ 2144/56

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 личивать скорость, рекуперируя энергию торможения в питающую сеть ° Переходный процесс заканчивается при равенстве момента двигателя моменту статического сопротивления„ По исте- 5 чении времени рекуперативного торможения размыкается размыкающий контакт 26 путевого выключателя, катуш. ка 6 третьего контактора теряет питание, третий контактор отключается, 10 размыкает силовые контакты 15, двигатель 1 отключается от сети и переводится в режим снижения скорости, например, путем срабатывания тормозных

1 1 электромагнитов.

Предлагаемый способ торможения используют и при питании асинхронного двигателя от полупроводникового преобразователя. Его применение по 20 сравнению с известными способами обес; печивает ряд преимуществ. Существенно снижаются потери в двигателе при торможении за счет понижения напряжения при реверсе и контроля направления активной мощности на статоре двигателя, Повышается эффективность торможения на начальном этапе торможения за счет снижения потребления электро— энергии из сети и постоянства измене- 30 ния скорости во времени. Повышается надежность, так как ограничиваются броски электромагнитного момента двигателя при переключении электромагнитного поля статора на противоположное направление вращения, что повышает срок службы двигателя, механизма и передаточного устройства.

Ф о р м у л а изобретения

Способ торможения асинхронного электродвигателя, при котором производят изменение чередования фаз статорной обмотки, после чего отключают двигатепь от источника питания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения времени торможения, определяют момент на валу электродвигателя, сравнивают его с заданным значением и в случае неравенства мо— ментов одновременно с изменением чередования фаз статорной обмотки уменьшают напряжение на статоре электродвигателя до величины, прИ которой результат сравнения момента на валу электродвигателя и заданного момента становится равным нулю, контролируют направление активной мощности на статоре и при изменении ее знака увеличивают напряжение на статоре до номинального значения, после чего отключают электродвигатель от источника питания,