ПУСКАТЕЛЬ РЕВЕРСИВНЫЙ

Полезная модель относится к электротехнике и приборостроению, а именно к пускателям реверсивным, использующимся в системах автоматического регулирования (CAP), снабженных исполнительными механизмами (ЭИМ) с трехфазными электродвигателями.
Пускатели, управляющие включением электродвигателя ЭИМ, могут быть контактными или бесконтактными.
Известен пускатель контактный электромагнитный реверсивный типа ПМЛ (Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3Яа.092.815 ТО, рис.2, ОАО «ЗЭиМ», г.Чебоксары), управляющий работой ЭИМ с помощью контактов реле.
Недостатком пускателя контактного является его быстрый износ из-за сильного искрообразования при коммутации индуктивной нагрузки, какой является электродвигатель.
Известен бесконтактный пускатель реверсивный трехфазный АПР (Руководство по эксплуатации. ООО Конструкторское Бюро "АГАВА", г.Екатеринбург, www.kb-agava.ru), в состав которого входят блок управления и пять симисторных ключей. При поступлении сигнала «Вперед» на вход пускателя включаются три симистора, обеспечивающие подключение трехфазного электродвигателя в фазам А, В, С силовой сети и вращение его в прямом направлении. При поступлении сигнала «Назад» на вход пускателя включаются другие три симистора из пяти и происходит перекоммутация фаз В и С на выходе пускателя, что обеспечивает реверс электродвигателя, т.е. вращение в обратном направлении.
Известен пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-3 (Руководство по эксплуатации ЯЛБИ.421235.001 РЭ ОАО «ЗЭиМ», г.Чебоксары, www.zeim.ru). Принцип перекоммутации фаз нагрузки аналогичен описанному выше.
Пускатель ПБР-3 содержит блок управления, вход которого является входом управления пускателя, четыре симисторных ключа, входы первого и второго симисторных ключей соединены между собой и с первым силовым входом пускателя, входы третьего и
четвертого симисторных ключей соединены между собой и со вторым силовым входом пускателя, выходы первого и третьего симисторных ключей соединены с первым силовым выходом пускателя, а выходы второго и четвертого - со вторым силовым выходом пускателя, третьи силовые вход и выход пускателя соединены между собой, первый выход блока управления соединен с управляющими входами первого и четвертого симисторных ключей, а второй выход - с управляющими входами второго и третьего симисторных ключей.
Недостатком бесконтактных пускателей, описанных выше, является низкая надежность работы в условиях появления на каком-либо силовом входе пускателя импульсных помех. Объясняется это следующим.
зс
зс
Симисторные ключи, в числе прочих ограничивающих технических характеристик, имеют параметр «критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии (dU/dt)кр», в случае превышения которого свыше допустимого симистор может самопроизвольно открыться, что может произойти, если на каком-либо силовом входе пускателя, например, на первом, возникнет импульсная помеха, фронты нарастания (спада) которой превышают критическую скорость (dU/dt)кр для данного симистора, в результате резко открывается симистор, допустим первый, что приводит к появлению такой же помехи на выходе третьего симисторного ключа, который, в свою очередь, тоже может открыться. В этом случае между первым и вторым силовыми входами происходит межфазное короткое замыкание через два открывшихся симисторных ключа, возникающий при этом аварийный ток выводит эти ключи из строя.
Пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-3 наиболее близок по технической сущности к заявляемому устройству.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности работы пускателя реверсивного путем обеспечения его защиты от воздействия импульсных помех по силовым входам.
Для достижения указанного технического результата в пускатель реверсивный, содержащий первый блок управления, вход которого является входом управления пускателя, а выход подключен к управляющим входам первого и второго симисторных ключей, вход первого симисторного ключа подключен к первому силовому входу пускателя, вход второго симисторного ключа подключен ко второму силовому входу, третий силовой вход соединен с третьим силовым выходом пускателя, в него введен второй блок управления, первый и второй транзисторы, реле, резистор, и источник питания, входы первого и второго блоков управления соединены, первый выход второго блока управления соединен с базой первого транзистора, а второй выход соединен с базой
второго транзистора, коллектор которого соединен с одним концом катушки реле, другой конец которой соединен с положительным полюсом источника питания и резистором, второй вывод которого соединен через разомкнутый контакт реле с коллектором первого транзистора и базой второго транзистора, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены с отрицательным полюсом источника питания и общей шиной выхода второго блока управления, выход первого симисторного ключа соединен с нормально-замкнутым контактом первой группы контактов реле, средний контакт которого соединен с первым силовым выходом пускателя, а нормально-разомкнутый контакт - с выходом второго симисторного ключа и нормально-замкнутым контактом второй группы контактов реле, средний контакт которого соединен со вторым силовым выходом пускателя, а нормально-разомкнутый контакт - с выходом первого симисторного ключа.
На чертеже приведена структурная схема заявляемого пускателя реверсивного.
1
2
3
1
2
3
Пускатель содержит первый блок 1 управления, выполненный так, что при поступлении на вход пускателя управляющего сигнала на вращение электродвигателя «Вперед» или «Назад» на выходе блока 1 всегда будет появляться сигнал, симисторные ключи 2 и 3, второй блок 4 управления, первый 5 и второй 6 транзисторы, источник питания 7, резистор 8, электромагнитное реле 9 с нормально-разомкнутым контактом 10 и двумя группами переключающих контактов 11 и 12, силовые входы для подачи синусоидального питающего трехфазного напряжения: первый Ф, второй Ф, третий Ф и силовые выходы для подключения нагрузки - трехфазного электродвигателя: первый H, второй H, третий Н. Схемы узлов пускателя могут быть реализованы любым известным способом.
Работа пускателя происходит следующим образом.
1
2
3
3
В исходном состоянии при отсутствии входного управляющего сигнала на входе пускателя симисторные ключи 2 и 3 закрыты, на силовых выходах H и Н пускателя отсутствует напряжение. Силовой выход Н соединен с силовым входом Ф и всегда находится под напряжением.
Блок 1 управления выдает сигнал на открывание симисторных ключей 2 и 3 при любом управляющем сигнале на входе пускателя: как для вращения электродвигателя «Вперед», так и для реверсивного «Назад».
Блок 4 управления выдает сигналы на открывание транзистора 5 при управляющем сигнале «Вперед», а транзистора 6 - при управляющем сигнале «Назад». Если катушка реле 9 обесточена, открывание транзистора 5 не меняет состояния реле 9 и при коммутации симисторных ключей происходит управление электродвигателем через нормально-замкнутые контакты 11 и 12 реле 9. Если поступает команда на управление
1
2
электродвигателем в направлении «Назад» блок 4 управления открывает транзистор 6, реле 9 срабатывает, получая питание на катушку от источника питания 7, через резистор 8 и контакт 10, транзистор 6 открывается и реле 9 остается во включенном состоянии, поэтому на электродвигатель поступает коммутированное симисторными ключами 2 и 3 напряжение через замкнутые нормально-разомкнутые контакты 11 и 12 в обратном (реверсивном) направлении (происходит перекоммутация силовых выходов H и H пускателя, что обеспечивает реверс электродвигателя).
Теперь контакты 11 и 12 реле 9 находятся в замкнутом состоянии, так как реле 9 постоянно включено происходит управление электродвигателем в реверсивном направлении.
1
зс
Заявленный пускатель устойчив в отношении импульсных помех, поступающих на силовые входы пускателя. Если, допустим, на первом силовом входе Ф возникает импульсная помеха и вследствие превышения критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии (dU/dt)кр симисторный ключ 2 (или оба ключа 1 и 2 открылись), на электродвигатель поступит полуволна, которая не сможет начать вращение электродвигателя в связи с инерционностью последнего, по завершению полупериода питающего напряжения симисторные ключи закрываются. Очевидно, что открытие симисторных ключей (в отличие от известного пускателя ПБР-3) не приводит к возникновению короткого замыкания между силовыми входами через открытые симисторные ключи и выходу их из строя.
Использование электромагнитного реле 9 не снижает износостойкость пускателя из-за искрообразования, т.к. включение электродвигателя по сигналу «Вперед» происходит через нормально-замкнутые контакты 11 и 12 реле 9. Искрообразование на этих контактах не происходит, так как они постоянно замкнуты.
Искрообразование на переключающих контактах реле 9 возможно в момент реверса, однако если выполнить задержку по времени на включение и на реверс в блоке 1 управления большим по значению, чем задержка у блока 4 управления, переключение реле 9 будет происходить в те моменты времени, когда симисторные ключи 2 и 3 выключены, Искрообразование на контактах 11 и 12 тоже не происходит.
Так как реле 9 коммутируется без образования искры, а механический ресурс современных реле достигает 20 млн. срабатываний, то заявляемый пускатель не имеет недостатка контактных пускателей, ресурс его повышается, а надежность не снижается, а реальная надежность оказывается значительно выше чем у прототипа ПБР-3, который в промышленных условиях, по статистике, работает до первого отказа от 5 минут до двух лет.