УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ


RU (11) 2089036 (13) C1

(51) 6 H02P1/42 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5049159/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.06.22 
(45) Опубликовано: 1997.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Торопцев Н.Д. Трехфазный асинхронный двигатель в схеме однофазного включения с конденсатором: Библиотека электромонтера. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 26. 2. Авторское свидетельство СССР N 113161, кл. H 02 P 1/44, 1957. 
(71) Заявитель(и): Уральское отделение Всероссийского научно- исследовательского института железнодорожного транспорта 
(72) Автор(ы): Новиков О.И. 
(73) Патентообладатель(и): Уральское отделение Всероссийского научно- исследовательского института железнодорожного транспорта 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ 

Использование: для управления рабочими режимами электрических двигателей. Сущность: в устройстве для управления асинхронным конденсаторным двигателем реле 6 выполнено в виде реле минимального тока, а контакты реле 5,6 - переключающими. Контакты обоих реле соединяют с источниками питания и выводами асинхронного конденсаторного двигателя по схеме, обеспечивающей подключение пускового конденсатора 3 и дополнительного конденсатора 4.2 или к зажимам источника питания, или к выводам упомянутого двигателя в зависимости от величины потребляемого тока. При этом в рабочем режиме, когда указанные конденсаторы подключены к источнику питания, компенсируется реактивная составляющая тока, что приводит к повышению энергетических показателей. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к устройствам управления рабочими режимами электрических двигателей и, в частности трехфазных асинхронных двигателей, которые питаются от однофазной сети.

Известно устройство для управления асинхронных двигателем, которое имеет батареи пусковых и рабочих конденсаторов и реле максимального тока, контролирующее величину потребляемого двигателем тока из сети. Реле тока имеет контакт в цепи батареи пусковых конденсаторов, который после окончания пуска двигателя размыкается и отключает пусковые конденсаторы. После этого пусковые конденсаторы в рабочем режиме двигателя не используются [1] В результате плохого использования пусковых конденсаторов (их включают в работу при пуске на несколько секунд) ограничивается использование асинхронных двигателей в схеме однофазного включения. В известном устройстве емкость рабочих конденсаторов не регулируется. Это приводит к увеличению тока конденсаторной фазы двигателя при снижении его механической нагрузки. В результате этого повышается перегрев обмоток двигателя и сокращается срок его эксплуатации.

Наиболее близким аналогом к изобретению является управление асинхронным конденсаторным двигателем, которое содержит однофазный источник питания, один зажим которого соединен с первым выводом двигателя, рабочий, пусковой и дополнительный конденсаторы, первые выводы которых соединены со вторым выводом асинхронного двигателя, два реле с контактами, одно из которых выполнено в виде реле максимального тока, второй вывод рабочего конденсатора соединен с третьим выводом двигателя. При пуске двигателя реле переключается, своими контактами отключают соответствующие конденсаторы от обмоток двигателя и улучшают его пусковой режим. В известном устройстве два конденсатора из трех подключаются и обмоткам двигателя кратковременно во время его пуска. В результате этого плохо используется установленная мощность конденсаторов. Это приводит к удорожанию устройств пуска и увеличивает эксплуатационные расходы.

Технический результат изобретения заключается в снижении потерь электроэнергии в сети, соединяющей двигатель с источником питания, и в цепях самого источника. Это позволяет уменьшить расходы на эксплуатацию двигателя и устройства управления.

Технический результат достигается тем, что в устройство для управления асинхронным конденсаторным двигателем, содержащим однофазный источник питания, один зажим которого соединен с первым выводом асинхронного конденсаторного двигателя, рабочий, пусковой и дополнительный конденсаторы, первые выводы которых соединены со вторым выводом асинхронного конденсаторного двигателя, два реле с контактами, одно из которых выполнено в виде реле максимального тока, второй вывод рабочего конденсатора соединен с третьим выводом асинхронного конденсаторного двигателя, второе реле выполнено в виде реле минимального тока, катушки указанных реле соединены последовательно, второй вывод реле минимального тока соединен со вторым выводом конденсаторного асинхронного двигателя, а другой вывод реле максимального тока с одним из зажимов однофазного источника питания, контакты упомянутых реле выполнены переключающими, второй вывод пускового конденсатора соединен с подвижным контактом реле максимального тока, а второй вывод дополнительного конденсатора с подвижным контактом реле минимального тока, выводы первых неподвижных контактов упомянутых реле соединены с третьим выводом асинхронного конденсаторного двигателя, а выводы их вторых неподвижных контактов с другим зажимом однофазного источника питания.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для управления асинхронным конденсаторным двигателем.

Устройство содержит трехфазный асинхронный двигатель 1, с обмотками, которые сдвинуты в пространстве на 120 град. и соединены в треугольник, однофазный источник питания с зажимами 2 (не показан), пусковой 3, рабочий 4.1, дополнительный 4,2 конденсаторы, реле 5 максимального тока с переключающим контактом 5.1, реле 6 минимального тока с переключающим контактом 6.1. Один из зажимов 2 источника питания соединен с первым выводом асинхронного двигателя. Другой из зажимов 2 через катушки реле 5 и 6 подключен к второму выводу асинхронного двигателя и к первым выводам конденсаторов 3, 4.1, 4.2. Второй вывод конденсатора 4.1 подключен к третьему выводу асинхронного двигателя. Вторые выводы конденсаторов 3 и 4.2 через контакты 5.1 и 6.1 соответственно соединены с третьим выводом 1 асинхронного двигателя и с одним зажимом 2 источника питания.

Устройство изобретения может быть использовано с получением указанного технического результата для управления двигателями с тремя обмотками, которые смещены в пространстве на 120 град. и соединены звездой, и с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на 90 град.

Устройство работает в следующей последовательности.

Подача напряжения на зажимы 2 сопровождается появлением тока в обмотках 1 двигателя и в цепи реле 5 и 6, они срабатывают и их контакты 5.1 и 6.1 подключают конденсаторы 3 и 4.2, соответственно параллельно конденсатору 471. Результирующая емкость конденсаторов 3, 4.1, 4.2 обеспечивает на валу двигателя пусковой момент и ротор двигателя приходит во вращение. По мере увеличения частоты вращения ротора ток в цепи 5-6 уменьшается и при заданном значении частоты вращения достигает установки реле 5, оно отпадает и меняет положение контакта 5.1. После этого от конденсаторов 4.1 и 4.2 отключается конденсатор 3 и подключается к зажимам 2 и используется для компенсации реактивного тока. Двигатель переходит из пускового режима в рабочий режим и продолжает работать. Когда двигатель работает с нагрузкой на валу, то реле 6 включено и конденсаторы 4.1, 4.2 подключены к соответствующим выводам обмоток 1 двигателя.

Когда уменьшается нагрузка на валу работающего двигателя и он переходит в режим холостого хода, то в цепи 5-6 ток уменьшается, реле 6 отпадает и меняет положение контакта 6.1. После этого от конденсатора 4.1 отключается конденсатор 4.2, подключается параллельно конденсатору 3 и используется для компенсации реактивного тока. Конденсатор 4.1 остается подключенным к соответствующим выводам обмоток 1 двигателя и обеспечивает его работу в режиме холостого хода.

При увеличении нагрузки на валу двигателя растет ток в цепи 5-6, срабатывает реле 6, меняет положение контакта 6.1, конденсатор 4.2 отключается от конденсатора 3 и подключается параллельно конденсатору 4.1. После этого конденсатор 3 продолжает использоваться для компенсации реактивного тока, а конденсаторы 471 и 4.2 обеспечивают работу двигателя с механической нагрузкой на валу. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для управления асинхронным конденсаторным двигателем, содержащее однофазный источник питания, один зажим которого соединен с первым выводом асинхронного конденсаторного двигателя, рабочий, пусковой и дополнительный конденсаторы, первые выводы которых соединены с вторым выводом асинхронного конденсаторного двигателя, два реле с контактами, одно из которых выполнено в виде реле максимального тока, второй вывод рабочего конденсатора соединен с третьим выводом асинхронного конденсаторного двигателя, отличающееся тем, что второе реле выполнено в виде реле минимального тока, катушки указанных реле соединены последовательно, второй вывод реле минимального тока соединен с вторым выводом асинхронного конденсаторного двигателя, а другой вывод реле максимального тока с одним из зажимов однофазного источника питания, контакты упомянутых реле выполнены переключающими, второй вывод пускового конденсатора соединен с подвижным контактом реле максимального тока, а второй вывод дополнительного конденсатора с подвижным контактом реле минимального тока, выводы первых неподвижных контактов упомянутых реле соединены с третьим выводом асинхронного конденсаторного двигателя, а выводы их вторых неподвижных контактов с другим зажимом однофазного источника питания.