Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в механизмах с асинхронным электродвигателем. Цепью является повышение надежности и упрощение . Электропривод содержит двухскоростной трехфазный электродвигатель, статорные обмотки которого пофазно выполнены в виде двух полуобмоток каждая и С ч 022 L HH--gt EN ho шгс$

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 P 7/74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2.1 ) 4488407/07 (22) 29,09.88 (46) 15,01.91. Бюл. ¹ 2 (75) А.П.Инешин (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1050085, кл. Н 02 Р 7/48, 1982.

Чиликин М,Г.и Сандлер А.С. Общий курс электропривода. M. Энергоиздат, 1981, с, 431, рис. 11,5.

„„Я „„1621137 А1 (54) ЭЛЕКТРОПРИБОД ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в механизмах с асинхронным электродвигателем. Целью является повышение надежности и упрощение, Электропривод содержит двухскоростной трехфазный электродвигатель, статорные обмотки которого пофазно выполнены в виде двух полуобмоток каждая и

1621137

20

40 соединены между собой по схеме последовательного треугольника, контакторы 7, 8 для подключения двигателя к сети и переключения соединения его полуобмоток. При этом полуобмотки двигателя включены пофазно последовательно и встречно. Включение силовых контактов 10 контактора 8 между промежуточными клапанами полуобмоток и соответствующими входными клеммами последовательного треугольника приводит к одновременному изменению значения скорости и ее знака, т.е. происхоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных механизмах с асинхронными электродвигателями, обеспечивающими реверсирование и изменение частоты вращения.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности работы устройства.

На фиг,1 показана принципиальная электрическая схема электропривода переменного тока; на фиг,2 — механические характеристики асинхронного электродвигателя: на фиг. 3 а, б, в — вариант включения схемы в последовательный треугольник; на фиг, 4 а,б,в — вариант включения схемы в два параллельно включенные треугольника.

Электропривод переменного тока содержит двухскоростной трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого выполнены в виде двух полуобмоток 1 — 2, 3 — 4, 5 — 6 каждая и соединены между собой по схеме треугольника, два контактора с катушкой 7, 8 с тремя силовыми 9, 10 и одним замыкающим

11, 12, контактами, две кнопки 13, 14 управления, каждая сцепленная соответственно со своим размыкающим и замыкающим контактами 15, 16, два реле тепловой защиты с катушкой 17, 18 и размыкающим контактом 19, 20, два предохранителя 21, 22, кнопку 23

"Стоп", один вывод которой присоединен к одному выводу первой кнопки 13 управления, к одному выводу сцепленного с ней размыкающего контакта 15, к одному выводу замыкающего контакта 11 первого контактора, другой вывод которого соединен с другим выводом первой кнопки 13 управления, сцепленный с второй кнопкой 14 управления замыкающий контакт 16 зашунтирован

:замыкающим контактом 12 второго контактора, одни выводы предохранителей 21, 22 подключены соответственно к первой и третьей фазам сети питания. Концы полуобмоток 1-6 каждой фазы объединены в промежуточные дит реверс двигателя без его отключения от сети питания, По этой причине переходные процессы при переходе от одной скорости к другой происходят с меньшими амплитудами тока вращающего момента. Новая схема реверсирования позволяет переходить от схемы последовательного треугольника к схеме двух параллельных треугольников с одновременным изменением числа пар полюсов и порядком чередования питающих фаз, Все это позвал я ет уп ростить устройство и повысить его надежность. 4 ил, клеммы и присоединены соответственно к одним выводам силовых замыкающих контактов 10 второго контактора, начала статорных полуобмоток 1 — 6 присоединены к другим выводам соответствующих замыкающих контактов 10 второго контактора и к одному выводу второго силового замыкающего контакта первого контактора, другие выводы силовых контактов 9 которого предназначены для подключения к соответствующим фазам сети питания. Один вывод катушки 17 (18) каждого реле тепловой защиты. присоединен к одному выводу соответственно первого и третьего замыкающих контактов 9 первого контактора, другой вывод катушек каждого из реле тепловой защиты присоединен к другим выводам соответственно первого и третьего замыкающих контактов 10 второго контактора, другой вывод каждого предохранителя 21 (22) соединен с одним выводом размыкающего контакта 19 (20) соответствующего реле тепловой защиты, другой вывод размыкающего контакта 19 первого реле тепловой защиты присоединен к другому выводу кнопки 23

"Стоп", другой вывод размыкающего контакта 20 второго реле тепловой защиты присоединен к одним выводам катушек 7, 8 контакторов, другой вывод катушки 7 перво30 го контактора присоединен к другим выводам кнопки 13, 14 управления, другой вывод катушки 8 второго контактора присоединен к одному выводу замыкающего контакта 12, другой вывод которого присоединен к другому выводу сцепленного с кнопкой 13 размыкающего контакта 15.

-Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Предлагаемое устройство может использоваться в качестве электропривода общепромышленного механизма циклического действия, управляемого оператором (например, механизма подачи сверлильного станка) со следующими механическими характери1621137

55 стиками двигателя и механизма, приведенными на фиг.2, где обозначены: 24 — механическая характеристика асинхронного двигателя, соответствующая его работе с повышенной скоростью вращения и пониженной величиной момента, 25 — механическая характеристика асинхронного двигателя, соответствующая его работе с пониженной скоростью вращения и повышенной величиной вращающего момента; 26 — механическая характеристика приводного механизма, соответствующая его работе в режиме холостого хода, например, возвращению рабочего органа в исходное положение для подготовки к очередному рабочему циклу; 27 — механическая характеристика приводимого механизма, соответствующая его рабочему режиму, т.е. моменту статического сопротивления рабочего органа; 28, 29 — соответственно точки пересечения характеристик 24 и 25 двигателя с характеристиками 26 и 27 приводимого механизма, характеризующие режимы длительной установившейся работы двигателя в режиме холостого хода (точка 28) или же в рабочем режиме с номинальной нагрузкой (точка 29).

Работа устройства характеризуется, например, малой последовательностью срабатывания его элементов и узлов. При нажатии оператором первой кнопки 13 управления ее замыкающий контакт подводит линейное напряжение А — С питающей сети к обмотке катушки 7первоготрехфазного контактора, который срабатывает, переходя в режим самопитания, благодаря шунтированию замыкающим блок-контактом 11 контакта 13 первой кнопки; а также замыканием силовых контактов 9 подает трехфазное напряжение питающей сети на входные клеммы (вершины) схемы последовательного треугольника соединения статорных полуобмоток 1-6 асинхронного двигателя. Ввиду последовательного и встречного соединения порлуобмоток 1-2, 3-4, 5-6 в каждой фазе асинхронный двигатель имеет одинарное число полюсов (Р1=1) и относительно малый вращающий моментов, поскольку к каждой полуобмотке прикладь:вается лишь половина величины линейного нАпряжения пигающей сети, Поэтому разгон асинхронного двигателя, приводящего механизм в его исходное состояние в режиме холостого хода, происходит по механической характеристике 24 в условном направлении "Назад" (3-й квадрант фиг.2), но достаточно быстро ввиду относительно малого момента сопротивления механизма и заканчивается быстрым достижением повышенной установившейся скорости вращения в точке 28 пересечения механических характеристик (24 и 26) двигателя и механизма.

Далее двигатель может быть остановлен нажатием оператором размыкающей кнопки "Стоп" 23 или же, как показано на фиг.2, переведен в режим реверса и работы с пониженной скоростью вращения в условном направлении "Вперед" (1-й квадрант фиг,2) нажатием второй кнопки 14 управления.

Благодаря одновременному замыканию контактов 15, 16 сохраняется прежнее включенное состояние первого контактора 7 и подается напряжение питания на обмотку 8 второго трехфазного контактора, который срабатывает, переходя в режим самопитания, шунтированием замыкающим блокконтактом 12 контакта 16 второй кнопки управления и замыканием силовых контактов 10 производит пересоединение исходной схемы последовательного треугольника статорных полуобмоток 1 — 6 асинхронного двигателя на схему их двух параллельно соединенных треугольников (1 — 3 — 5 и 4-6-2 по фиг. 4а). В этом случае статорная обмотка двигателя имеет удвоенное число полюсов (Р2=2) и к каждой полуобмотке прикладывается полное линейное напряжение сети с измененным порядком чередования фаз.

Поэтому разгон короткозамкнута о асинхронного двигателя, приводящего механизм в условном рабочем направлении "Вперед", происходит по механической характеристике 25 и заканчивается достижением пониженной установившейся скорости вращения с повышенным (номинальным) вращающим моментом двигателя в точке 29 пересечения рабочей механической характеристики 25 двигателя и рабочей характеристики 27 момента сопротивления механизма (см, 1-й квадрант фиг.2).

По окончании рабочего интервала цикла работы нажатием оператором первой кнопки 13 управления, при котором ее размыкающим вторым контактом 15 отключается обмотка катушки 8 второго контактора, асинхронный двигатель вновь реверсируется беэ его отключения от сети первым контактором катушки 7 и вновь переходит на механическую характеристику 1, т.е. быстро, в режиме холостого хода приводимого механизма, возвращая его рабочий орган (например, сверло) в исходное состояние, предшествующее новому повторению указанного замкнутого рабочего цикла.

На фиг, 3, а, б, в и фиг.4, а,б,в соответственно приведены иллюстрирующие механизм реверсирования асинхронного двигателя; схемы соединения шести статор1621137 ных нолуобмоток 1-6 асинхронного двигателя в последовательный треугольник (фиг, 3 а) или в два параллельно включен f

Построение векторов напряжений в виде отдельной векторной диаграммы на фиг,Зв позволяет установить порядок их чередования (против часовой стрелки), который соответствует условному направлению

"Назад" вращения магнитного поля статора и ротора асинхронного двигателя в схеме фиг.1 с его механической характеристикой

24, расположенной в 3-м квадранте фиг,2.

Показанная на фиг,Зб принципиальная схема включения полуобмоток 1 — 2 первой фазы статора двигателя с их последовательным и встречным соединением соответствует варианту, который имеет расширенное полюсное деление г и одинарное число пар полюсов (P1=-1), При срабатывании второго трехфазного контактора 8 s схеме фиг.1 устройства шесть полуобмоток 1 — б статора асинхронного двигателя включаются по схеме двух параллельно соединенных треугольников, подключение которых первым трехфазным контактором к питающей сеги A,В,С показано на фиг.4, а для прежнего выбранного условного направления векторов линейных напряжений сети характеризуется равенством величин линейных напряжений на параллельно включенных полуобмотках в каждой фазе статора асинхронного двигателя.

Построение векторов напряжений в виде огдельной векторной диаграммы на фиг.4в позволяет установить и их порядок чередования (по часовой стрелке), который соответствует условному направлению

"Вперед" вращения магнитного поля и ротора асинхронного двигателя в схеме фиг.1 с

5 его механической характеристикои 25.

Показанная на фиг,4б принципиальная схема соседних полуобмоток 1-2 статора двигателя с их независимым подключением .к различным (А — С и Б-С) фазам питающей

10 сети имеет суженное полюсное деление тр

= г1д и удвоенное число пар полюсов (Рг

=2), поскольку независимо подключенные на различные, с чередующим фазовым сдвигом в 120, линейные напряжения питаю15 щей сети полуобмотки 1--б асинхронного двигателя теперь приобретает каждая функции и свойства шести независимых обмоток статора асинхронного двигателя с его удвоенным числом пар полюсов (Р2=2.Р)), 20 Применение предлагаемого устройства для реверсивного привода механизмов разг личного назначения обеспечивает упрощение схемы управления двухскоростным асинхронным двигателем, содержащей (в

25 отличие от прототипа) вдвое меньшее число контакторов и двухсцепных кнопок управления; повышение надежности работы устройства, обусловленное его упрощением, а также более благоприятным (в отличие от

30 прототипа) процессом реверсирования асинхронного двигателя, происходящим без отключения его статорной цепи от питающей трехфазной сети, Формула изобретения

35 Электропривод переменного тока, содержащий двухскоростной трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого выполнены в виде двух полуобмоток

40 каждая, и соединены между собой по схеме последовательного треугольника два контакторэ с катушкой, С тремя силовыми и одним замыкающим контактами каждый, две кнопки управления, каждая сцепленная

45 соответственно со своими размыкающим и замыкающим контактами, два реле тепловой защиты с катушкой и размыкающим контактом каждое, два предохранителя, кнопку "Стоп", один вывод которой присоединен

50 к одному выводу первой кнопки управления, к одному выводу сцепленного с ней размыкающего контакта, к одному выводу замыкающего контакта первого контактора, другой вывод которого соединен с другим выводом

55 первой кнопки управления, сцепленный с второй кнопкой управления замыкающий контакт зашунгирован замыкающим контактом второго контактора, одни выводы предохранителей подключены соответст1621137

10 венно к первой и третьей фазам сети питания,отличаю щийсятем,что,сцелью упрощения и повышения надежности, концы полуобмоток каждой фазы обьединены и снабжены промежуточными клеммами, при- 5 соединенными соответственно к одним выводам силовых замыкающих контактов второго контактора, начала статорных обмоток присоединены к другим выводам соответствующих замыкающих контактов 10 второго контактора, к одному выводу второго силового замыкающего контакта первого контактора, другие выводы силовых контактов . которого предназначены для подключения к соответствующим фазам сети 15 питания, один вывод катушки каждого реле тепловой защиты присоединен к одному выводу соответственно первого и третьего замыкающих контактов первого контактора, другой вывод катушек каждого из реле теп- 20 ловой защиты присоединен к другим выводам соответственно первого и третьего замыкающих контактов в-,орого контактора, другой вывод каждого предохранителя соединен с одним выводом размыкающего контакта соответствующего реле тепловой защиты, другой вывод размыкающего контакта первого реле тепловой защиты присоединен к другому выводу кнопки "Стоп", другой вывод размыкающего контакта второго реле тепловой защиты присоединен к одним выводам катушек контакторов, другой вывод катушки первого контэктора присоединен к другим выводам кнопок управления, другой вывод катушки второго контактора присоединен к одному выводу своего замыкающего контакта, другой вывод которого присоединен к другому выводу размыкающего контакта, сцеплен с первой кнопкой управления, 1621137 а

-, Оцг3 Г

Составитель В,Лопатин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор О.Спесивых

Заказ 4253 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям пр» ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101