Устройство для отключения асинхронного двигателя при торможении его противотоком

 

СССР

Класс 21 с, 59„М 57617

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изооретений Госплана при СНК CCC.P

Л. Б. Гейлер.

Устройство для отключения асинхронного двигателя при торможении его противотоком.

Заявлено 28 февраля 1939 года в НКЭП за,га 22157. бнуоликовано 31 июня 1940 года.

Из применяемых на практике схем торможения короткозамкнутых асинхронных двигателей наиболее простой по принципу является схема торможения противотоком. Однако применение ее, как известно, осложняется из-за отсутствия надежного и четко работающего реле замедления.

Последнее предназначено для отключения ре версированного двигателя от сети в момент прохождения его скорости через нуль.

Существуют десятки уже построенных реле замедления, специальных схем и изобретательских предложений этого рода, использующих самые разнообразные принципы (реле фрикционные с кожаной прокладкой, с вязкой жидкостью, магнитные и т. д.), однако до настоящего времени ни одно из этих реле и ни одна схема не обеспечили требуемой надежности и четкости работы тормозного устройства. Это обстоятельство ограничивает распространение на практике схемы торможения противотоком и заставляет прибегать к более сложным и более дорогим схемам, как например, торможение подачей постоянного тока в цепь статора, что требует наличия специального источника постоянного тока и пр.

Предметом настоящего авторского свидетельства является устройство для отключения асинхронного двигателя при торможении его противотоком, по утверждению автора, удовлетворяющее всем предъявляемым к таким аппаратам требованиям в отношении простоты выполнения, надежности действия, дешевизны и т. д.

Предлагаемое устройство, подобно известным, состоит из вспомогательного альте рнатора, нас аживаемого на вал управляемого двигателя и питающего резонансный контур реле напряжения.

Сущность изобретения, заключающаяся в последовательном включении в резонансный контур индуктивного сопротивления, величина которого резко возрастает при нормальной скорости вращения двигателя и которое служит для снижения величины напряжения (тока) в контуре при нормальной частоте тока альтернатора, поясняется чертежом, на фиг

1 — 5 которого изображены различные варианты электрической схемы предлагаемого устройства. — 2

С валом главного двигателя 1 (фиг. 1), который должен тормозиться противотоком, непосредственно соединяется маленький вспомогательный альтернатор 2, у которого роториндуктор выполнен с постоянными магнитами из материала с высокими магнитными свойствами, а статор неподвижен.

Вспомогательный альте рнатор может быть выполнен по типу осветительной машинки для велосипедов.

Число пар полюсов (зубцов) ротора выбирается сравнительно большим, так что ротор конструируется по типу зубчатой цилиндрической шестерни.

Альтернатор 2 питает контур, состоящий из индуктивности (дросселя) 8, конденсатора 4 и омического сопротивления (реостата) б, имеющего индуктивные свойства. Реостат 5 может быть выполнен из железной проволоки или лент или может быть заменен индуктивной катушкой с железным сердечником. Реостат или катушка 5 так конструируется, чтобы при небольших частотах (до 10 — 20 Hz) эффективное сопротивление его было невелико, а при 50 Hz сильно возрастало. Индуктивность дросселя д и емкость конденсатора 4 выбираются так, чтобы при некоторой наперед заданной частоте (порядка 10 — 20 Hz) в контуре возникал резонанс напряжений. Тогда реле напряжения 8, присоединенное параллельно к дрос- селю 3 и рассчитанное на напряжение резонанса, должно четко сработать и разорвать цепь выключающей катушкой главного двигателя 1.

Число зубцов (пар полюсов) ротора выбирается в зависимости от заданного числа и, об(мин, при котором должно происходить торможение, и от выбираемой частоты резонирования. Например, если задано п, = 50 и f =10, то по формуле р t

/=в бО находим число пар полюсов р = 12, т. е. всего зубцов должно быть 24.

Если требуется изменять число об(мин, при котором должно происходить торможение, то для этого мыслимы два способа: а) можно иметь сменные роторы-зубчатки на разные числа зубцов для одного и того же реле, или б) можно дроссель 3 выполнить с переменной индуктивностью, которая регулируется, например, путем передвижения сердечника с помощью микрометрического винта..

Назначение добавочного сопротивления 5 заключается в следующем: при изменении скорости альтернатора 2 меняется прямо пропорционально частота и приблизительно прямо пропорционально напряжение на его зажимах.

Выбор величины индуктивности 8 и емкости 4 должен обеспечить не только резонанс напряжений при заданной скорости и„но и .значительное превышение напряжения при резонансе и малой скорости вращения. Эта задача сама по себе разрешима, так как в нашем распоряжении имеются две подлежащие выбору величины Z и С, которые можно подчинить двум условиям: a) резонанса и б) определенного отношения

U,. =k, где U, — напряжение на за50 жимах дросселя при резонансе, U — напряжение на зажимах дросселя при нормальной скорости вращения, k) 1 — коэфициент, задаваемый наперед.

Для того, чтобы облегчить выбор дросселя и конденсатора, в контур включается последовательно добавочное сопротивление б (дроссель), которое эффективно снижает величину напряжения (тока в контуре) при нормальной частоте (нормальной ско рости вращения).

На схемах фиг. 2 — 5 представлены модификации предлагаемой схемы торможения, показывающие ее гибкость в отношении выбора параметров.

В схеме по фиг. 2 в контур введен повысительный трансформатор б.

В схеме - о фиг. 3 конденсатор включен в контур через трансформатор 7. Схема по фиг. 4 отличается тем, что реле 8 присоединено к дросселю параллельно через трансформатор 7. В схеме по фиг. 5 реле напряжения 8 присоединено параллельно не к зажимам дросселя, а к зажимам конденсатора. Возможны и другие модификации включения элементов п редложенного устройства.

Автором указаны следующие достоинства предлагаемого устройства:

1. Отсутствие в реле скользящих контактов и обусловленного ими трения.

2. Отсутствие влияния вибраций на раооту схемы.

3. Независимость действия от колебаний напряжения и частоты в питающей сети.

4. Независимость действия от колебаний температуры окружающего воздуха.

5. Большая четкость, точность и надежность действия реле благодаря свойствам резонансного контура.

6. Возможность регулировки величины скорости (близко к нулю), при которой происходит отключение.

7. Надежное и эффективное торможение, независимо от величины момента нагрузки.

8. Гарантия предотвращения разбега в обратном направлении.

9. Одинаково четкая работа в обоих направлениях торможения в случае схемы с реверсированием.

10. Независимость срабатывания от начальных чисел об мин в достаточно широком диапазоне, например, от 3000 до 4500 об/мин (имеются в виду многоскоростные двигатели, двигатели, питаемые током переменной частоты, и т. п.).

11. Независимость срабатывания от величины махового момента как постоянного, так и переменного, определяемого вращающейся обрабатываемой деталью.

12. Простота, компактность и дешевизна устройства.

Предмет изобретения.

Устройство для отключения асинхронного двигателя при торможении его противотоком при посредстве вспомогательного альтернатора, насаженного на один вал с тормозимым двигателем и питающего через резонансный контур реле напряжения, отличающееся тем, что, с целью снижения величины напряжения (тока) в контуре при нормальной скорости вращения двигателя и нормальной частоте тока в контуре, в резонансный контур последовательно включено индуктивное сопротивление, величина которого резко возрастает при нормальной скорости вращения тормозимого двигателя.

Фиг,2

Ore. редактор 77. В. Ниу атик

Тип. „Сов, печ., М 2В346, Зак. М 7152-575

Техред А. И. Хром

Госпданиздат

K авторскому свидетельству Л. Б. Гейлера

_#_ 57617