ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО БЕСКОНДЕНСАТОРНОГО ЗАПУСКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОЗАМКНУТОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ, ПРИ СОЕДИНЕНИИ ОБМОТОК СТАТОРА В ЗВЕЗДУ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам запуска трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей от однофазной сети, и может быть использована в электроприводе для питания асинхронных трехфазных электродвигателей, статорные обмотки которых соединены в звезду.
Известно устройство конденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, содержащее конденсатор, реактор и два тиристора. Конденсатор и индуктивность имеют общий выход, который предназначен для соединения с выходом обмотки статора. Другим выходом конденсатор соединен с нулем питающей сети и с общей точкой двух тиристоров, соединенных встречно-параллельно. Другим выходом тиристоры соединены с другим выходом индуктивности. Обмотки данного электродвигателя соединены по типу звезда (Глазенко Т.А. Полупроводниковые системы импульсного асинхронного электропривода малой мощности / Т.А.Глазенко. - Ленинград: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1983. - С.61, рис.13).
Основными недостатками описанного устройства конденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети являются повышенные габариты вследствие необходимости использования бумажных конденсаторов большой емкости, а также низкая надежность.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, содержащее полупроводниковые ключи, в качестве которых использованы два динистора, соединенные встречно-параллельно. Полупроводниковые ключи подключены одним общим выходом к выходу статорной обмотки, не соединенной с фазой и нулем питающей сети, другим общим выходом - к нулю питающей сети и к выходу статорной обмотки, подключенной к нулю питающей сети. Статорные обмотки соединены по схеме «звезда», (патент RU №2370877, МПК H02P 1/26 (2006.01), H02P 1/42 (2006.01)).
Основными недостатками этого устройства бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети являются пониженная надежность и большие габариты ввиду использования в качестве полупроводниковых ключей двух динисторов.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надежности и уменьшения габаритов устройства.
Для решения поставленной задачи в полупроводниковом устройстве бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду, содержащем полупроводниковый ключ, подключенный одним выходом к выходу статорной обмотки, не соединенной с фазой и нулем питающей сети, другим выходом - к нулю питающей сети и к выходу статорной обмотки, подключенной к нулю питающей сети, при соединении статорных обмоток по схеме «звезда», согласно полезной модели в качестве полупроводникового ключа использован полевой транзистор.
Повышение надежности и уменьшение габаритов полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду, обусловлено использованием в качестве полупроводникового ключа только одного полевого транзистора, который пропускает ток в прямом и обратном направлениях без учета полярности приложенного к нему питающего напряжения.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду; на фиг.2 - векторная диаграмма вращения состоящего из четырех фиксированных положений магнитного потока поля статора; на фиг.3 показано пофазное изменение магнитного потока в обмотках статора в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.2.
Кроме того, на чертеже изображено следующее:
- Ф - фаза;
- 0 - ноль;
- A, B, C - статорные обмотки электродвигателя;
- VT1 - полевой транзистор;
- I, II, III, IV - последовательные фиксированные положения вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора трехфазного электродвигателя;
- дугообразная линия со стрелкой - направление вращения магнитного поля статора;
- t0-t4 - моменты времени;
- Uсети=f(t) - изменение питающего напряжения во времени.
Полупроводниковое устройство бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду, содержит полупроводниковый ключ, в качестве которого использован полевой транзистор 1 (VT1), подключенный одним выходом к выходу статорной обмотки В, не соединенной с фазой и нулем питающей сети, другим выходом - к нулю питающей сети и к выходу статорной обмотки А, подключенной к нулю питающей сети. Статорная обмотка C подключена к фазе питающей сети. Статорные обмотки A, B, C соединены по схеме «звезда».
Полупроводниковое устройство бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду, работает следующим образом. При прохождении положительной полуволны питающего напряжения в момент времени t0, сначала ток проходит по двум обмоткам A и C электродвигателя (фиг.3). Образуется первое положение вектора магнитного поля статора. В момент времени t1 открывается транзистор 1 (VT1). Ток проходит по всем трем обмоткам A, B, C электродвигателя и образуется второе положение вектора магнитного поля статора. В момент времени t2, при прохождении отрицательной полуволны питающего напряжения, транзистор 1 (VT1) закрывается, ток проходит по двум обмоткам A и C электродвигателя. Образуется третье положение вектора магнитного поля статора. В момент времени t3 транзистор 1 (VT1) открывается. Ток проходит по всем трем обмоткам A, B, C электродвигателя и образуется четвертое положение вектора магнитного поля статора. Поле статора получается эллипсоидным, пространственным, изменяющимся во времени. В момент времени t4 алгоритм работы полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети повторяется.
Таким образом, повышается надежность и уменьшаются габариты полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду.