Устройство для защиты однофазного коллекторного электродвигателя переменного тока при заклинивании ротора

 

Изобретение относится к системам автоматики и робототехники, а именно к устройствам управления однофазными коллекторными электродвигателями, работающим в тяжелых УСЛОВИЯХ эксплуатации, для защиты однофазных коллекторных электродвигателей бытовой техники, питаемой от сети переменного тока, например, в пылесосах , в ручном электроинструменте, в полотерах и т. д. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности срабатывания устройства защиты при перегрузках однофазного коллекторного электродвигатетя Это достигается введением в устройство выпрямителя, переменного стабилитрона и подстроечного резистора 7, образующих с реле 9 последовательное соединение, которое подключено к выходным зажимам выпрямителя 6. Это позволяет произвести отключение электродвигателя с помощью размыкающих контактов реле 2, которые размыкаются при уменьшении напряжения на обмотке якоря. Это имеет место при перегрузках однофазного коллекторного электродвигателя , питаемого от сети переменною тока. 4 ил. Ј (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 H 02 Н 7/08, 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ ./ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2l) 4669162/07 (22) 30.03.89 (46)М,01.91. Ь:...Л 4 (72) A. I . Каретин и В. М. Кузин (53) 621.316.925 (088.8) (56) Копылов И. l. Электрические маши ны. М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 344.

Авторское свидетельство СССР .Л 1046828. кл. Н 02 Н 7/08, 1981.

Авторское свидетельство СССP

Х 8689), ), кл. H 02 Н 7/08, 1979. (54) УСТРОЙСТВО, 1ЛЯ ЗАШИТЫ O 1,НОФАЗНОГО КОЛ, 1ЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 11ЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ

ЗАКЛИНИВАНИИ РОТОРА (57) Изобретение относится к системам автоматики и робототехники, а именно к устройствам управления однофазными коллекторными электродвигателями, работающим в тяжелых условиях эксплуатации, для за„„SU„. 1624592 д 1 щиты однофазных коллекторных электродвигателей бытовой техники, питаемой от сети переменного тока. например, в пылесосах. в ручном электроинструменте, в полотерах и т. д. Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности срабатывания устройства защиты при перегрузках однофазного коллекторного электродвигателя

Это достигается введением в устройство выпрямителя, переменного стабилитрона и подстроечного резистора 7, образующих « реле 9 последовательное соединение, которо« подключено к выходным зажимам выпрямителя 6. Это позволяет произвести отключение электродвигателя с помощью размыкающих контактов реле 2, которые размыкаются при уменьшении напряжения на обмотке якоря. Это имеет место при перегрузках однофазного коллекторного электродвигателя, питаемого от сети переменно о тока. 4 ил.

1624592

V =F+ R, 1+2 I.

25

45

Изобретение относится к системам автоматики и робототехники, а именно к устройствам управления однофазными коллекторными электродвигателями, работающими в тяжелых условиях эксплуатации, для защиты однофазных коллекторных электродвигателей бытовой техники, питаемой от сети переменного тока, например, в пылесосах, ручном электроинструменте, полотерах и т. д.

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности срабатывания устройства защиты п ри перегрузке однофазного коллекторного электродвигателя.

На фиг. представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — схема замещения; на фиг. 3 и 4 графики, поясняющие физические процессы.

Устройство содержит источник перемениог() напряжения, замыкающие контакты кнопки 1 «11уск», замыкающие контакты реле 2, размыкающие контакты кнопки 3

«СT()ll», однофазный коллекторный электро днигатB.) ь, имеющий последовательно соедини нные обмотку 4 возбуждения и обмотку 5 якоря, выпрямитель 6, подстроечный резис) ор 7, сгабилитрон 8 и реле 9.

О )ин из зажимов источника переменного н,)иряжения соединен последовательно с замыкающими контактами кнопки «Г1уск», когорые зашунтированы замыкающими контак-ами 2 реле 9, 11оследовательно с кнопкой

«11уск» соединена кнопка 3 «Стоп». Один из контактов кнопки «Стоп» подключен к обмотке 4 возбуждения электродвигателя, обмогка возбуждения соединена последовательно с обмоткой 5 якоря и с источником переменного напряжения. К обмотке 5 якоря иодключены вxîäные зажимы выпрямителя 6, а к входным зажимам выпрямителя последовательно подключены подстроечный резистор 7, предназначенный для установки напряжения срабатывания реле 9, стабилитрон 8 и обмотка реле 9.

Стабилитрон 8 с подстроечным резисто-, ром 7 определяет напряжение срабатывания реле 9.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки «Пуск» к электродвигателю подводится переменное напряжение. Г1о обмоткам 5 якоря и 4 возбуждения будет протекать ток. В однофазных коллекторных двигателях последовательного возбуждения магнитный поток возбуждения и ток почти совпадают по фазе, поэтому при изменении направления тока и магнитного потоки электромагнитный момент имеет небо.чыпую отрицательную часть, а средний момент всегда будет иметь положительное .)начеиие, следовательно, направление враII(åíèÿ изMåíÿòься не будет. После включения и окончания переходных процессов на бм )тке 5 якоря электродвигателя будет устанавливаться напряжение, достаточное для срабатывания реле 9, которое своими замыкающими контактами 2 шунтирует кнопку «Пуск» SB1. Схема замещения универсального однофазного коллекторного электродвигателя показана на фиг. 2. Так как последовательная обмотка возбуждения имеет малое число витков, то ее индуктивным сопротивлением можно пренебречь, и на схеме замещения (фиг. 2) она представлена только активным сопротивлением R а обмотка якоря, представлена полным сопротивлением Z =R„+jX „, причем в зависимости от режима работы электродвигателя Х, =вl. „будет изменяться (фиг. 4).

Поэтому уравнение равновесия напряжений для однофазного коллекторного электродвигателя можно записать в следующем виде: где V — комплекс напряжения источника;

Š— комплекс иротивоЭДС электродвигателя;

R / комплексное падение напряжения на активном сопротивлении обмотки возбуждения;

Z „ I — комплексное падение напряжения на обмотке якоря.

П ри возникновении перегрузки момент нагрузки возрастает, частота вращения электродвигателя и резко уменьшается (фиг. 3). Это приводит к некоторому уменьшению ЭДС вращения (противоЭДС), так как Е=С и Ф, и увеличению тока якоря.

Так, в коллекторном электродвигателе последовательного возбуждения ток якоря равен току возбуждения, но значительное увеличение тока якоря не приводит к существенному увеличению магнитного потока и противоЭДС, так как электродвигатель работает B насыщенном в магнитном отношении режиме (фиг. 4). Увеличение тока якоря больше номинального (в 4 5 раз) приводит к резкому уменьшению индуктивности обмотки якоря, уменьшению индуктивного и, соответственно, полного сопротивления обмотки якоря. Следовательно, падение напряжения на обмотке возбуждения Ь в =R ä 4а увеличивается, а на обмотке якоря (/ „=Л, X

XI> -- уменьшается, так как значение напряжения источника остается постоянным, т, е, при неизменном значении напряжения источника происходит перераспределение напряжения между обмоткой якоря и обмоткой возбуждения.

Снижение напряжения на обмотке якоря (примерно в 4 — 5 раз) приводит к уменьшению напряжения на обмотке реле 9, которое отпускает свои контакты и разрывает цепь питания электродвигателя.

Для повторного пуска после устранения причины перегрузки необходимо вновь нажать кнопку «Пуск».

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить быстро1624592

Формула изобретения

7 ая "ая НОК

ОВ

5v2. 2

7"тНОК

НОМ

4но я =-4

Составитель K Шила н

Редактор А. Маковская Текред А. Кравчук Корректор M Пожо

Заказ !П7 Тираж Потнисно<.

ВНИИПИ I о< удар< твенног< кол<итета ио изобрет<ниял< и открытиял< ири ГKHT ((:(:Р

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, д 4, 5

Производственно издагельский кол<бинат «Па.-ент:, г. Ужгород, ул Гагар«на, 1(>! действие и надежность срабатывания защиты по сравнению с прототипом, где чувствительным элементом является позистор, обладающий большой инерционностью, а в случае однофазного коллекторного электродвигателя его применение затруднено. В предлагаемом устройстве защита срабатывает при снижении частоты вращения электродвигателя до некоторого значения или его останове (режим устанавливается подстроечным резистором), что очень ьажно для электроинструмента при заедании насадок, например, сверла, фрезы и т. д. Надежность срабатывания достигается также введением стабилитрона с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Устройство для защиты однофазногс коллекторного электродвигателя переменного тока при заклинивании ротора, содержа цее цепочку из последовательно соединенных кнопок «Пуск» и «Стоп», первый вывод которой имеет клемму для подключения к источнику питания, реле, замыкаю<ций контакт которого включен параллельно кно(ке «Пуск», отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него дополнительно введены выпрямител(— ный мост, питающая диагональ которого

10 имеет клеммы для подключения к точке соединения якоря однофазного коллекторного электродвигателя с его обмоткой возбуждения и к точке соединения этого же якоря с клем(лой для подключения другого вывода

1сз источника питаниЯ, к дРУгой диагонали упомянутого моста подключена цепочка из последовательно соединенных обмотки реле и вновь введенных переменного резистора и стабилитрона, а вывод кнопки «Стоп» имеет клемму для подключения к свободному вью воду обмотки возбуждения.