Устройство для защиты однофазного коллекторного электродвигателя переменного тока при заклинивании ротора

)5 Н 02 Н 7/08, 5/0 ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР Я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ маш4. О Н ЕКТР АИР мам аео к устающим ля за(21) 4669162/07(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫФАЗ НОГО КОЛ,1 ЕКТОРНОГО ЭЛДВИГАТЕЛЯ 11 ЕРЕМЕННОГО ТОКЗАКЛИНИВАНИИ РОТОРА(57) Изобретение относится к систетоматики и робототехники, а именнройствам управления однофазнымиторными электродвигателями, рабов тяжелых условиях эксплуатации,щиты однофазных коллекторных электродвигателей бытовой техники, питаемой от сети переменного тока, например, в пылесо. сах, в ручном электроинструменте, в полотерах и т. д. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности срабатывания устройства защиты при перегрузках одно. фазного коллекторного электродвигателя Это достигается введением в устройство выпрямителя, переменного стабилитрона и подстроечного резистора 7, образующих с реле 9 последовательное соединение, которое подключено к выходным зажимам выпрями. теля 6. Это позволяет произвести отключение электродвигателя с помощью размыкающих контактов реле 2, которые размыкаются при уменьшении напряжения на об. мотке якоря. Это имеет место при перегруз. ках однофазного коллекторного электродвигателя, питаемого от сети переменно о тока 4 изИзобретение относится к системам автоматики и робототехники, а именно к устройствам управления однофазными коллекторными электродвигателями, работающими в тяжелых условиях эксплуатации, для защиты однофазных коллекторных электродвигателей бытовой техники, питаемой от сети переменного тока, например, в пылесосах, ручном электроинструменте, полотерах и т. д.Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности срабатывания устройства зашиты при перегрузке однофазного коллекторного электродвигателя.На фиг.представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - схема заме 1 цения; на фиг. 3 и 4 графики, поясняюп 1 ие физические процессы.Устройство содержит источник переменного напряжения, замыкающие контакты кнопки 1 Пуск, замыкающие контакты реле 2, размыкаюшие контакты кнопки 3 Стоп, однофазный коллекторный электро двигатель, имеющий последовательно соедини нные обмотку 4 возбуждения и обмотку 5 якоря, выпрямитель 6, подстроечный резисор 7, сгабилитрон 8 и реле 9.Один из зажимов источника переменного напряжения соединен последовательно с замыкающими контактами кнопки Г 1 уск, когорые зашунтированы замыкающими контак. гами 2 реле 9. Последовательно с кнопкой 11 уск соединена кнопка 3 Стоп. Один из контактов кнопки Стоп подключен к обмотке 4 возбуждения электродвигателя, обмогка возбуждения соединена последовательно с обмоткой 5 якоря и с источником переменного напряжения. К обмотке 5 якоря подключены входные зажимы выпрямителя 6, а к входным зажимам выпрямителя последовательно подключены подстроечный резистор 7, предназначенный для установки напряжения срабатывания реле 9, стабилитрон 8 и обмотка реле 9.Стабилитрон 8 с подстроечным резисто-, ром 7 определяет напряжение срабатывания реле 9.Устройство работает следующим образом.При нажатии кнопки Пуск к электродвигателю подводится переменное напряжение. Г 1 о обмоткам 5 якоря и 4 возбуждения будет протекать ток. В однофазных коллекторных двигателях последовательного возбуждения магнитный поток возбуждения и ток почти совпадают по фазе, поэтому при изменении направления тока и магнитного потока электромагнитный момент имеет небольшую отрицательную часть, а средний момент всегда будет иметь положительное значение, следовательно, направление врагцения изменяться не будет. После включения и окончания переходных процессов на бмотке 5 якоря электродвигателя будет устанавливаться напряжение, достаточное для срабатывания реле 9, которое своими замыкающими контактами 2 шунтирует кнопку Пуск 5 В 1. Схема замещения универсального однофазного коллекторного электродвигателя показана на фиг. 2. Так как последовательная обмотка возбуждения имеет малое число витков, то ее индуктивным сопротивлением можно пренебречь, и на схеме замещения (фиг. 2) она представлена только активным сопротивлением Я а обмотка якоря, представлена полным сопротивлением 2 О =й+1 Х , причем в зависимости от режима работы электродвигателя Х, =в.будет изменяться (фиг. 4).Поэтому уравнение равновесия напряжений для однофазного коллекторного электро.двигателя можно записать в следующем 15 Виде:. + в +где Ь - комплекс напряжения источника;Е - комплекс противоЭДС электродвигателя;Я / комплексное падение напряженияна активном сопротивлении обмотки возбуждения;2 1 - комплексное падение напряжения 25 на обмотке якоряПри возникновении перегрузки моментнагрузки возрастает, частота вращения электродвигателя п резко уменьшается (фиг. 3). Это приводит к некоторому уменьшению ЭДС вращения (противоЭДС), так 30 как Е=с и ф, и увеличению тока якоря.Так, в коллекторном электродвигателе последовательного возбуждения ток якоря равен току возбуждения, но значительное увеличение тока якоря не приводит к существенному увеличению магнитного потока и проз 5 тивоЭДС, так как электродвигатель работает в насыщенном в магнитном отношении режиме (фиг. 4). Увеличение тока якоря больше номинального (в 4 5 раз) приводит к резкому уменьшению индуктивности обмотки якоря, уменьшению индуктивного и, соответственно, полного сопротивления обмотки якоря. Следовательно, падение напряжения на обмотке возбуждения Ьд -- Ро 1 д увеличивается, а на обмотке якоря (l =2, Х Х 7 - . уменьшается, так как значение на пряжения источника остается постоянным,т, е. при неизменном значении напряжения источника происходит перераспределение напряжения между обмоткой якоря и обмоткой возбуждения.Снижение напряжения на обмотке якоря 50 (примерно в 4 - 5 раз) приводит к уменьшению напряжения на обмотке реле 9, которое отпускает свои контакты и разрывает цепь питания электродвигателя.Для повторного пуска после устраненияпричины перегрузки необходимо вновь нажать кнопку Пуск,Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить быстро1624592 Формула изобретения йая "ая НОК 10 НОМ НОИ Сос та в и тел ь К ША. Маковская Текред А, КравчукТиражларгтвенного комитета оо изобретениям113035, Москва, Ж - 35, Рву шскаянно издагедьский комбинат Па.гент., г. ан Ко По ектор Мисное 1 ож Релактор Заказ П 7 ИПИ 1 о иям нри ГКНТ 4,5д, уд Гаа 1 тнна откры наб, д УжгоргПроизводст действие и надежность срабатывания защиты по сравнению с прототипом, где чувствительным элементом является позистор, обладающий большой инерционностью, а в случае однофазного коллекторного электродвигателя его применение затруднено. В предлагаемом устройстве защита срабатывает при снижении частоты вращения электродвигателя до некоторого значения или его останове 1 режим устанавливается подстроечным резистором), что очень ьажно для электроинструмента при заедании насадок, например, сверла, фрезы и т. д. Надежность срабатывания достигается также введением стабилитрона с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Устройство для защиты однофазногс коллекторного электродвигателя переменного тока при заклинивании ротора, содержа цее цепочку из последовательно соединенных кнопок Пуск и Стоп, первый вывод которой имеет клемму для подключения к источнику питания, реле, замыкающий контакт которого включен параллельно кнопке Пуск, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него дополнительно введены выпрямител - ный мост, питающая диагональ которого 1 Оимеет клеммы для подключения к точке сое.динения якоря однофазного коллекторного электродвигателя с его обмоткой возбуждения и к точке соединения этого же якоря с клеммой для подключения другого вывода 1 сз источника питаниЯ, к дРУгой диагоналиупомянутого моста подключена цепочка из последовательно соединенных обмотки реле и вновь введенных переменного резистора и стабилитрона, а вывод кнопки Стоп имеет клемму для подключения к свободному вы"с 1 воду обмотки возбуждения.