устройство для пуска трехфазного асинхронного электродвигателя

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее трехфазный коммутатор, предназначенный для подключения фаз статорной обмотки к источнику питания и выполненный в виде встречно параллельно включенных диода и тиристора, управляющие электроды каждого из тиристоров тиристорного коммутатора подключены к катодам разделительных диодов соответственно, аноды которых объединены между собой, аноды трех выпрямительных диодов подключены к анодам тиристоров тиристорного коммутатора соответственно, катоды трех выпрямительных диодов объединены между собой и подключены к одному выводу переменного резистора, кнопку "Пуск", один вывод которой соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора, катод которого соединен с одним выводом кнопки "Стоп", отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, введены компаратор с двумя входами и усилитель, один вход компаратора предназначен для подключения к источнику задающего напряжения, другой вход компаратора предназначен для подключения к одной из фаз источника переменного тока, выход компаратора соединен с входом усилителя, выход которого соединен с другим выводом кнопки "Пуск", другой вывод кнопки "Стоп" соединен с точкой соединения анодов трех разделительных диодов, другой вывод переменного резистора соединен с анодом вспомогательного тиристора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах переменного тока с несимметричными асинхронными двигателями при питании от источника напряжения.

Известно устройство для пуска трехфазного асинхронного двигателя, состоящее из соединенных встречно-параллельно силовых тиристора и диода в каждой фазе, причем управляющие электроды каждого из тиристоров подключены к питающей сети через разделительные диоды, вспомогательный тиристор, размыкающий контакт управления, регулируемое сопротивление и трехфазную выпрямительную группу диодов, а управляющий электрод вспомогательного тиристора подключен к своему аноду через замыкающий пусковой контакт и ограничительное сопротивление [1] Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет уменьшить время пуска двигателя. Это объясняется тем, что в указанном устройстве отсутствует возможность пуска двигателя при заданной фазе питающего напряжения, а фаза включения оказывает существенное влияние на характер протекания переходного процесса пуска для двигателей, обладающих несимметричными параметрами статорных или роторных цепей.

Целью изобретения является расширение области применения устройства для пуска трехфазного асинхронного двигателя.

Цель изобретения обеспечивается тем, что в устройство для пуска, содержащее трехфазный тиристорный коммутатор, выполненный в виде встречно-параллельно включенных диода и тиристора в каждой фазе, причем управляющие электроды каждого из тиристоров тиристорного коммутатора подключены к катодам разделительных диодов соответственно, аноды которых объединены между собой, аноды трех выпрямительных диодов подключены к анодам тиристоров коммутатора соответственно, катоды трех выпрямительных диодов объединены между собой и подключены к одному выводу переменного резистора, кнопку "Пуск", один вывод которой соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора, катод которого соединен с одним выводом кнопки "Стоп", дополнительно введены компаратор с двумя входами и усилитель, один вход компаратора подключен к источнику напряжения задания, второй вход компаратора предназначен для подключения к одной из фаз источника переменного тока, выход компаратора соединен со входом усилителя, выход которого соединен с другим выводом кнопки "Пуск", другой вывод кнопки "Стоп" соединен с точкой соединения анодов трех разделительных диодов. Другой вывод переменного резистора соединен с анодом вспомогательного тиристора.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается от прототипа наличием дополнительных блоков, компаратора, усилителя и их связями с остальными элементами схемы, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого устройства с другими техническими решениями показывает, что компаратор и усилитель широко известны (Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под ред. В.А Елисеева и А.В. Шинянского. М. Энергоатомиздат, 1983, с. 191), но предложенные связи с остальными элементами схемы не были выявлены. Таким образом можно сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

Достижение положительного эффекта становится возможным, так как дополнительно введенные блоки позволяют осуществить не только прямой пуск, но и пуск при заданной фазе включения напряжения питания.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для пуска несимметричного асинхронного двигателя; на фиг. 2 представлены диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Предлагаемое устройство содержит три силовых тиристора 1, три силовых диода 2, три разделительных диода 3, кнопку "Стоп" 4, вспомогательный тиристор 5, переменный резистор 6, три выпрямительных диода 7, компаратор 8, усилитель 9, кнопку "Пуск" 10, несимметричный асинхронный двигатель 11. Несимметричный асинхронный двигатель 11 подключен к питающей сети через три пары включенных встречно-параллельно силовых тиристора 1 и диода 2 в каждой фазе, причем управляющие электроды тиристоров соединены с питающей сетью через разделительные диоды 3, кнопку "Стоп" 4, вспомогательный тиристор 5, регулируемое сопротивление 6, трехфазную выпрямительную группу диодов 7. Входы компаратора 8 подключены к одной из фаз питающей сети и сигналу задания, а выход соединен через усилитель 9 и кнопку "Пуск" 10 с управляющим электродом вспомогательного тиристора 5.

Устройство основано на том, что в асинхронных двигателях, обладающих несимметричными параметрами статорных или роторных цепей, при симметричной системе напряжений питания токи в фазах обмотки оказываются несимметричными и как следствие появляются токи обратной последовательности. Взаимодействие токов прямых последовательностей с обратными и наоборот приводит к появлению свободных составляющих электромагнитного момента двигателя, причем некоторые из них зависят от величины начальной фазы напряжения. Таким образом начальная фаза включения напряжения питания влияет на величину усилия, развиваемого при пуске двигателя, и время пуска (Мамедов Ф.А. Кожемякин А.И. Резниченко В. Ю. Влияние фазы включения напряжения на электромагнитный момент и скорость вращения управляемого асинхронного двигателя. Известия ВУЗов. Энергетика, 1972, N 6).

Математическое описание электромеханических процессов в двигателе ввиду своей сложности не позволяет получить аналитическую зависимость между временем пуска и фазой включения напряжения питания, поэтому фазу включения напряжения питания, при которой время пуска минимально, необходимо получить опытным путем для каждого конкретного двигателя.

Устройство для пуска несимметричного асинхронного двигателя работает следующим образом. Необходимая фаза включения определяется величиной U₃, поступающей на один из входов компаратора 8. Напряжение U₃ соответствует фазе включения напряжения питания, полученной опытным путем, при которой время пуска минимально для данного двигателя. Это напряжение с помощью компаратора 8 сравнивается с напряжением U₁ постоянной амплитуды одной из фаз питающей сети (см. фиг. 2). При достижении заданной фазы включения на выходе компаратора 8 появляется импульс напряжения, который с помощью усилителя 9 усиливается и при замыкании кнопки "Пуск" 10 подается на управляющий электрод вспомогательного тиристора 5, который управляет силовыми тиристорами 1 в фазах асинхронного двигателя 11. Следует отметить, что кнопка "Пуск" 10 может быть замкнута в произвольный момент времени, а вспомогательный тиристор 5 включается только в момент прихода импульса.

Таким образом осуществляется автоматический контроль фазы питающего напряжения и пуск производится при заданной фазе включения. Данное устройство позволяет уменьшить время пуска асинхронного двигателя путем пуска при заданной фазе включения питающего напряжения, а дополнительно введенные блоки позволяют осуществить не только прямой пуск, но и пуск при заданной фазе включения напряжения питания, что расширяет область применения устройства.

Использование предлагаемого устройства для осуществления пуска несимметричного асинхронного двигателя позволяет по сравнению с прототипом уменьшить время пуска и тем самым снизить потери при пуске.