ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИВОД ТОРМОЗА ФОРСИРОВАННОГО ПУСКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в тормозных системах для электродвигателей переменного тока.
Известен электромагнитный привод тормоза форсированного пуска для электродвигателя (Патент AU №7176887, fig. 4, МПК Н02К 7/102, 1987,), выбранный в качестве прототипа, содержащий электромагнит с двухсекционной катушкой, состоящей из пусковой и рабочей обмоток. Первый диод, резистор и рабочая обмотка подключены параллельно между собой, второй диод и резистор включены параллельно и подсоединены одной общей точкой к рабочей обмотке, другой общей точкой к первой клемме однофазной сети переменного тока (220 В, 50 Гц) таким образом, что диоды включены встречно, вторая клемма сети подключена к пусковой обмотке. Два тиристора, включенных встречно параллельно, подсоединены одним концом к средней точке катушки, другим концом ко второй клемме питающей сети. Управляющие выводы тиристоров при этом подключены к программируемым выходам постоянного напряжения (24 В) преобразователя частоты.
Недостатками электромагнитного привода тормоза является относительно низкое использование меди в двухобмоточном электромагните, что приводит к увеличению его габаритов. Предложенный электромагнит рассчитан на относительно высокое напряжение сети, поэтому имеет малое сечение провода при большом количестве витков обмоток, это делает производство данных электромагнитов не технологичным. При переключении режима форсировки на номинальный режим в
коммутирующем элементе выделяется относительно большое количество электрической энергии, что приводит к перенапряжению и малому сроку службы полупродниковых элементов.
Задачей заявляемой полезной модели является уменьшение габаритов, повышение технологичности производства и увеличение надежности электромагнитного привода тормоза форсированного пуска для электродвигателя.
Поставленная задача решена за счет того, что электромагнитный привод тормоза форсированного пуска для электродвигателя, содержит преобразователь частоты, электромагнит, к обмотке которого параллельно подключен первый диод, к катоду которого подключен катод второго диода. Согласно полезной модели анод второго диода связан с преобразователем частоты, который подключен к цепи управления оптронного тиристора, анод которого соединен с однофазной сетью переменного тока, а катод соединен с катодом первого диода, при этом анод первого диода подключен к преобразователю частоты и к сети переменного тока.
За счет использования одной секции обмотки электромагнита уменьшены расход меди, габариты электромагнита и повышена технологичность производства. Переключение электромагнита из режима форсировки на номинальный режим происходит не за счет подключения дополнительной секции обмотки как в прототипе, а за счет переключения питания с более высокого напряжение на более низкое, что повышает надежность работы коммутирующего элемента (оптронный тиристор). При этом значительная часть времени работы электромагнитного привода тормоза происходит при пониженном напряжении, получаемого от преобразователя частоты, что повышает надежность полупродниковых элементов и электромагнитного привода тормоза в целом.
На фиг.1 представлена электрическая схема управления электромагнитным приводом тормоза форсированного пуска для электродвигателя.
Электромагнитный привод тормоза форсированного пуска для электродвигателя содержит электромагнит 1, подключенный параллельно шунтирующему диоду 2, к катоду которого подключен катод диода 3, анод которого подключен к клемме 4 постоянного напряжения преобразователя частоты 5 (ПЧ). Анод оптронного тиристора 6 подключен к клемме 7 однофазной сети переменного тока, а его катод к катоду диода 3. Цепь управления оптронного тиристора 6 подключена к клеммам 8 и 9 постоянного напряжения управления преобразователя частоты 5 (ПЧ). Анод диода 2 подключен к клемме 10 постоянного напряжения преобразователя частоты 5 (ПЧ) и к клемме 11 однофазной сети переменного тока.
В качестве электромагнита 1 может быть выбран однообмоточный растормаживающий электромагнит двигателей серии АИРМ...Е. Диоды 2 и 3 серийно выпускаемые с обратным напряжением, рассчитанным на однофазное напряжение сети переменного тока (220 В). В качестве преобразователя частоты 5 (ПЧ) может быть выбран серийно выпускаемый преобразователь с клеммами 4 и 10 внешнего источника питания на 20-30 В и входным током более 1 А и с клеммами 8 и 9 аналогового или цифрового сигнала управления, который программируют в преобразователе частоты 5 (ПЧ). Оптронный тиристор 6 может быть выбран серийно выпускаемым.
При включении электродвигателя в сеть преобразователь частоты 5 (ПЧ) подает сигнал на цепь управления оптронного тиристора 6 и электромагнит 1 питается однополупериодным выпрямленным напряжением от сети переменного тока (220 В, 50 Гц), при этом происходит форсированное срабатывание электромагнита 1 (якорь притянулся к магнитопроводу) за счет быстрого нарастания тока в его обмотке. По истечении заданного промежутка времени форсировки сигнал в цепи управления оптронного тиристора 6 прерывается и он запирается первым полупериодом обратного напряжения сети. За счет ЭДС самоиндукции в электромагните 1 поддерживается ток, протекающий через шунтирующий диод 2. После снижения положительного потенциала на катоде диода 3, он открывается и
обеспечивается питание электромагнита 1 от низковольтного источника питания преобразователя частоты 5 (ПЧ) через клеммы 4 и 10. Потребляемая мощность электромагнита 1 не велика, т.к. ток удержания электромагнита 1 многократно ниже тока срабатывания при пуске электродвигателя. Диод 3 гальванически развязывает сеть низкого напряжения преобразователя частоты 5 (ПЧ) (клеммы 4 и 10) от относительного высокого напряжения сети переменного тока (клеммы 7 и 11).
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет использовать технологичный однообмоточный электромагнитный привод тормоза, что уменьшает расход меди в обмотке и габариты электромагнита. Переключение электромагнита из режима форсировки на номинальный режим происходит за счет переключения питания с более высокого напряжение на более низкое, что повышает надежность работы коммутирующего элемента. При этом значительная часть времени работы электромагнитного привода тормоза происходит при пониженном напряжении, что повышает надежность полупроводниковых элементов и электромагнитного привода тормоза в целом.