ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО БЕСКОНДЕНСАТОРНОГО ЗАПУСКА ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ОБМОТОК СТАТОРА В ТРЕУГОЛЬНИК

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам запуска трехфазных асинхронных электродвигателей от однофазной сети и может быть использована в электроприводе для питания асинхронных трехфазных электродвигателей, статорные обмотки которых соединены по схеме «треугольник».
Известно устройство конденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, содержащее конденсатор и индуктивность. Конденсатор и индуктивность имеют общий выход, который предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети, а другая соединена с фазой однофазной сети. Другой выход конденсатора соединен с фазой однофазной сети и предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети. Другой выход индуктивности соединен с нулем однофазной сети и выходами обмоток, одна из которых соединена с фазой однофазной сети. Обмотки двигателя соединены по типу «треугольник» (Бирюков С. Три фазы - Без потери мощности / С.Бирюков // Радио. - М., 2000. - №7. - С.37, рис.1).
Основными недостатками описанного устройства конденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети являются повышенные габариты, вследствие необходимости использования бумажных конденсаторов большой емкости и индуктивностей, а также низкая надежность в виду наличия в схеме конденсаторов, индуктивностей.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, содержащее полупроводниковый ключ для закорачивания и систему управления этим ключом, при соединении статорных обмоток по схеме «треугольник», подключенный параллельно одной обмотке. В качестве полупроводникового ключа использованы два диода и два тринистора. Один выход полупроводникового ключа соединен с выходами обмоток, причем одна из обмоток соединена одним выходом с нулем однофазной сети, а другим выходом - с фазой однофазной сети, а другая обмотка соединена только с фазой однофазной сета. Второй выход полупроводникового ключа соединен с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети, а другая - с фазой однофазной сети. Система управления этим полупроводниковым ключом состоит из диодного моста и двух тиристоров, включенных катодами встречно в одну из диагоналей моста. Общая катодная точка этих тиристоров соединена с минусом другой диагонали моста (Голик В. Устройство запуска трехфазных двигателей / В. Голик // Радио. - М., 1996. - №6. - С.39, рис.1, 3).
Основными недостатками этого устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, являются пониженная надежность, большие габариты и высокая стоимость, обусловленные использованием сложной системы управления запуском и введением большого количества таких элементов, как диодный мост, стабилитрон, два транзистора, два тиристора.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надежности и экономичности, а также снижения габаритов.
Для решения поставленной задачи в полупроводниковом устройстве бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в треугольник, содержащем полупроводниковый ключ, предназначенный для закорачивания одной из статорных обмоток электродвигателя при соединении статорных обмоток по схеме «треугольник», согласно полезной модели в качестве полупроводникового ключа использован полевой транзистор. Один выход полевого транзистора предназначен для подключения к объединенным выходам двух обмоток электродвигателя, подключенным к нулю однофазной сети, одна из которых одним выходом соединена с нулем однофазной сети, а другим выходом - с фазой однофазной сети, а другая обмотка соединена с нулем однофазной сети. Другой выход полевого транзистора предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети, а другая - с фазой однофазной сети.
Повышение надежности и экономичности, а также снижение габаритов полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в треугольник, обусловлено использованием в качестве полупроводникового ключа только одного полевого транзистора, который может пропускать ток в прямом и обратном направлениях без учета полярности приложенного к нему питающего напряжения.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в треугольник; на фиг.2 изображена 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 электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в треугольник, содержит полупроводниковый ключ, в качестве которого использован полевой транзистор 1 (VT1,) предназначенный для закорачивания одной из статорных обмоток электродвигателя при соединении статорных обмоток по схеме «треугольник».
Один выход полевого транзистора 1 (VT1) предназначен для подключения к объединенным выходам двух обмоток А и В электродвигателя, подключенным к нулю однофазной сети, одна из которых, обмотка А, одним выходом соединена с нулем однофазной сети, а другим выходом - с фазой однофазной сети, а другая, обмотка В, соединена с нулем однофазной сети. Другой выход транзистора 1 (VT1) предназначен для соединения с выходами обмоток В и С, одна из которых, обмотка В, соединена с нулем однофазной сети, а другая, обмотка С, - с фазой однофазной сети. Статорные обмотки А, В, С электродвигателя соединены по схеме «треугольник».
Работа полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в треугольник, осуществляется следующим образом.
При прохождении положительной полуволны питающего напряжения в момент времени t0 ток проходит по всем трем обмоткам A, B, C электродвигателя (фиг.3). Образуется первое положение вектора магнитного поля статора.
В момент времени t1 открывается транзистор 1 (VT1). Происходит закорачивание обмотки B и образуется второе положение вектора магнитного поля статора.
При прохождении отрицательной полуволны питающего напряжения в момент времени t2 транзистор 1 (VT1) закрывается и ток проходит по всем трем обмоткам A, B, C электродвигателя. Образуется третье положение вектора магнитного поля статора.
В момент времени t3 транзистор 1 (VT1) открывается. Образуется четвертое положение вектора магнитного поля статора. Поле статора получается эллипсоидным, пространственным, изменяющимся во времени. В момент времени t4 последовательность работы полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети повторяется.
Таким образом, увеличиваются надежность и экономичность, а также снижаются габариты полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в треугольник.