ЭЛЕКТРОПРИВОД ТАЛИ

Полезная модель относится к электротехнике, получающей применение в асинхронном электроприводе.
Известно, что прямой пуск асинхронного двигателя(АД) сопровождается броском тока в статорных обмотках, который многократно превышает номинальное значение. Это создает значительные трудности в эксплуатации АД. Наиболее простое в реализации устройство ограничения тока предполагает ограничение скорости нарастания напряжения статорных обмоток во время разгона двигателя (см. Петров Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. М.: Энергоатом издат, 1981.) Несмотря на уменьшение электромагнитного момента и быстродействия привода, данный способ удовлетворяет требованиям механизмов, имеющих вентиляторную механическую характеристику с малой величиной пускового момента. Реализация плавного пуска осуществляется чаще всего с помощью транзисторного регулятора напряжения, выполняемого на трех (по числу фаз питающего напряжения) парах встречно-параллельно включенных тиристоров. Недостатком данного решения является то, что при фазовом управлении высок уровень высших гармоник и тиристор выключается естественным образом.
Известно техническое решение (см. патент 2055443 (RU) Устройство для пуска трехфазного асинхронного электродвигателя/ Авт. Изобр.: Кондрашов Р.И. - опубликовано 27.02.1996) в котором предлагается использовать тиристорные ключи и управлять ими светом через фоторезисторы. Недостатком данного решения является невозможность реверса данной схемы и большое количество ключей
Известно техническое решение (см. патент на полезную модель 66632 (U1) Пускатель бесконтактный реверсивный / Авт.Изобр.: Захаров Ю.В. - опубликовано 10.09.2007) в котором четыре симисторных ключа обеспечивают пуск и реверс асинхронного двигателя. Недостатком схемы является постоянно присутствие напряжения на одной фазе и потеря мощности на резисторах.
Наиболее близким техническим решением является устройство (см. патент 2056699 (RU). Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем с фазным ротором. /Авт.Изобр.: К.Ю.Бурак, В.И.Горбатенко, Н.П.Лебедева. - Опубликовано 20.03.1996.) в котором предлагается автоматически по мере разгона (торможения) осуществлять периодическое включение фаз обмотки ротора, создавая замкнутый контур.
Недостатком данного технического решения является введение в схему шести трансформаторов тока, двух тиристорных ключей, конденсатора, что существенно усложняет схему.
Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие в силовых цепях схемы трехфазного моста, полярные выводы которого соединены через резистор.
Техническим результатом предлагаемого устройства является снижение напряжения на транзисторах и коммутационных перенапряжений возникающих в процессе работы, кроме этого обеспечивается возможность реализации реверса. Для этого регулятор предлагается выполнить в виде трехфазного выпрямительного моста к которому подключены концы обмоток статора АД выполняющие соединение «звезда». Полярные выходы трехфазного выпрямительного моста соединены через транзистор и резистор. К питающему напряжению обмотки подключены через симистры.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема асинхронного электропривода, оснащенного предлагаемым устройством, на фиг.2 показаны диаграммы сигналов на ключах.
К трехфазному выпрямительному мосту 7 подключены концы обмоток статора асинхронного двигателя 6, полярные выходы трехфазного выпрямительного моста соединены через транзистор Т6, параллельно которому подключен резистор R. К питающему напряжению статорные обмотки подключены через оптосимистры Т1-Т5. Предлагаемое устройство содержит 5 оптосимисторных ключей, параллельно каждому подключен варистор и RC-цепочка 1-5. Параллельно светодиоду оптосимистра подключен конденсатор. Силовые выводы первого оптосимистра подключены к питающему напряжению и фазе двигателя. Входы второго и третьего оптосимистра объединены между собой и подключены ко второй фазе питающего напряжения. Входы четвертого и пятого оптосимистра также объединены между собой и подключены к третьей фазе питающего напряжения. Выход второго и четвертого оптосимистра объединены между собой и подключены ко второй фазе двигателя. Выходы третьего и пятого оптосимистра также объединены между собой и подключены к третьей фазе двигателя. Катод светодиода первого оптосимистра является минусом для управляющего сигнала и является общим для сигнала пуска и реверса. Анод светодиода первого оптосимистра подключен через диод Д1 к катоду светодиода второго оптосимистра и через диод Д2 к катоду светодиода третьего оптосимистра. Анод светодиода второго оптосимистра соединен с катодом светодиода четвертого оптосимистра. Анод светодиода третьего оптосимистра соединен с катодом светодиода пятого оптосимистра. Аноды светодиодов четвертого и пятого оптосимистра являются плюсовыми для управляющего сигнала пуска и реверса соответственно.
Устройство работает следующим образом. При подключении питающего напряжения и подачи управляющего напряжения U1, открываются ключи Т1, Т3, Т5, при подаче напряжения U2 открываются ключи Т1, Т2, Т4, осуществляю чередование фаз, необходимое для реверса двигателя. На полярных точках трехфазного выпрямительного моста появляется постоянное напряжение, прикладываемое к резистору R и транзистору Т6, которые управляются ШИМ сигналом U3. (Фиг.2).
При синхронных и равных по длительности сигналах ШИМ осуществляется плавный пуск (Фиг.2).
Достигаемый технико-экономический эффект обусловлен снижением напряжения на транзисторах и коммутационных перенапряжений возникающих в процессе работы, а также обеспечивает возможность реверса.