Устройство для торможения асинхронного электродвигателя

(56)9 3382.кл. Н УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) А.Б.Неженцев, Л.Я.Будиков и С.Н.ШевченкоВорошиловградский машиностроий институт621,316,717(088.8)1, Авторское свидетельство СССР 979, кл. Н 02 Р 3/24, 1966.Патент Англии Р 1066581, 2 Ю , 1967.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее выпрямитель, входом подключенный к фазам роторной обмотки элек. тродвигателя, реле, катушка которого соединейа с выходом усилителя, пусковой контактор, контактор динамического торможения, в цепь питания катушки которого включен размыкающий контакт катушки пускового контактора и замыкающий контакт реле, источник постоянного тока, подключенный к двум Фазам статорной обмотки электродвигателя через замыкающие контак ты катушки контактора динамического торможения, другой размыкающий контакт которого включен в цепь питания катушки пускового контактора, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, в него введены двигатель электрогидротолкателя колодочного тормоза, блок сравнения с задающим входом, блок задержки, тормозной контактор и вспомогательное реле, ка тушка которого включена между "вумя фазами статорной обмотки электродвигателя, замыкающие контакты вспомогательного реле включены в цепи питания катушек пускового и тормозного контакторов соответственно, размыкающий контакт вспомогательного ре ле включен в цепь питания катушкиР контактора динамического торможения, замыкающий контакт вспомогательного реле шунтирован замыкающим контактом реле, обмотка статора двигателя электрогидротолкателя .колодочного тормоза снабженавыводами для подения к источнику питания чер контакты катушки тормозного коитактора, выход выпрямителя соединен сблоком сравнения с задающим входом, выход которого через блок задерки соединен с входом усилителя.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов подьема, передвижения и поворота подъемно-транспортных машин.Известно устройство для торможения асинхронного электродвиателя,содержащее источник постоянного тока,выход которого подключен к обмоткестатора электродвигателя13.Недостатком известного устройства является низкая надежность из"за отсутствия контроля окончания динамкчес. усилителя, пусковой контактор, контактор динамического торможения, в цепьпитания катушки которого включен раз"мыкающий контакт катушки пусковогоконтактора к замыкающий контакт реле, источник постоянного тока, подклю ченный к двум фазам статорной обмотки электродвигателя через замыкающиеконтакты катушки контактора динамического торможения, другой размыкающий контакт которого включен в цепьпитания катушки пускового контактора 22,Известное устройство характеризуется низкой надежностью и большимипотерями времени на процесс торможения механизма. Вследствие того, чтовремя отключения двигателя с моментаподачи соответствующей команды завискт от величины нагрузки на валу двигателя в начальный момент, выпрямленное напряжение подается на обмотку статора электродвигателя болеедлительное время прк большой нагрузке на валу двигателя и более короткое - прк малой. Процесс торможениямеханизма при большой нагрузке происходит с недостаточным быстродействием, так как на низких частотах вра.щечкя ротора двигателя т.е. в концединамического торможения) момент наего валу незначителен. то приводитк большому времени торможения механизма. Низкая надежность кзвестногоустройства обусловлена также тем,что длительность подключения обмоткистатора электродвигателя, например,к источнику постоянного тока зависиттолько от величины нагрузки в началь.ный момент торможения, т,е, отсутствует контроль величины нагрузкив процессе торможения, Следовательно, в случае изменения нагрузкина валу двигателя в процессе тормоЗО 35 40 5 О 55 бО кого торможения двигателя, что приводит к дополнительному нагреву обмоток двигателя. 35Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для торможения асинхронного электродвигателя, содержащее выпрямитель, 2 О входом подключенный к фазам роторной обмоткк электродвигателя, реле, катушка которого соединена с выходом жения отключение обмотки статора электродвигателя происходит либо значи"тельно позже остановки механизма,что приводит к дополнительному нагреву обмоток двигателя, либо - при слишком высокой частоте вращения ротораэлектродвигателя, что приводит к резкому (с ударами) торможению механизма.Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия.Укаэанная цель достигается тем,что в устройство для торможения асинхронного электродвигателя, содержащеевыпрямитель,.входом подключенный к,фазам роторной обмотки электродвигателя, реле, катушка которого соединена с выходом усилителя, пусковойконтактор, контактор динамическоготорможения, в цепь питания катушкикоторого включен размыкающий контакткатушки пускового контактора к замыкающий контакт реле, источник постоянного тока, подключенный к двумфазам статорной обмотки электродвигателя через замыкающие контакты катушки контактора динамическоготорможения, другой размыкающий контакт которого включен в цепь питания катушки пускового контактора,введены двигатель электрогидротолкателя колодочного тормоза, блоксравнения с задающим входом, блок задержки, тормозной контактор и вспомогательное реле, катушка котороговключена между двумя фазами статорной обмотки Электродвигателя, замыкающие контакты вспомогательногореле включены в цепи питания катушекпускового и тормозного контакторовсоответственно, размыкающий контактвспомогательного реле включен в цепьпитания катушки контактора динамического торможения, замыкающий контакт вспомогательного реле шунтированзамыкающим контактом реле, обмоткастатора двигателя злектрогидротолкателя колодочного тормоза снабженавыводами для подключения к источникупитания через контакты катушки тормозного контактора, выход выпрямителя соединен с блоком сравнения сзадающим входом, выход которого через блок задержки соединен с входомусилителя,На чертеже представлена схема устройства,Устройство для торможения аскнхронного электродвигателя 1 содержит выпрямитель 2, входом подключенный кфазам роторной обмотки электродвигателя 1, реле, катушка 3 которогосоединена с выходом усилителя 4,пусковой контактор, контактор динамического торможения, в цепь пита"ния катушки 5 которого включен размыкающий контакт б катушки 7 пускового контактора, и замыкающий контакт 8 реле, источник постоянноготока 9, подключенный к двум фазамстаторной обмотки электродвигателячерез замыкающие контакты 10 катушки 5, контактора динамического тор"можения, другой размыкающий контакт11 включен в цеп питания катушки 7пускового контактора, двигатель 12электрогидротолкателя колодочноготормоза, блок сравнения 13 с задающийвходом, блок задержки 14, тормозной 10контактор и вспомогательное реле,катушка 15 которого включена междудвумя фазами статорной обмотки электродвигателя 1, замыкающие контакты 16 и 17 вспомогательного реле вклю 15 ены в цепи питания катушек пускового и тормозного контакторов соответственно, размыкающий контакт 18 вспомогательного реле включен в епь питания катушки 19 тормозного чЦконтактора, замыкающий контакт 17 вспомогательного реле шунтирован замыкающим контактом 20 катушки реле, обмотка статора двигателя 12 электро гидротолкателя колодочного тормоза снабжена выводами для подключения к источнику питания через контакты 21 катушки 19 тормозного контактора, выход выпрямителя 2 соединен с блоком сравнения 13 с задающим входом, выход которого через блок задержки 14 соединен с входом усилителя 4.Выпрямитель 2 выполнен на диодах 22-27, блок сравнения 13 выполнен в виде потенциометрического делителя на резисторах 28 и 29 и стабилитроне 30, блок задержки 14 содержит резистор 31 и конденсатор 32, усилитель 4 содержит транзисторы 33 и 34, и диод 35. 40Устройство работает следующим образом.Для осуществления тормозного момента двигатель отключают от источника питания К двум фазам статорной 45 обмотки электродвигателя 1 подключается источник постоянного тока 9, в результате чего осуществляется дина-, мическое торможение, Причем при размыкании контактов вспомогательного реле катушка 19 тормозного контакто-ра не обесточивается, так как кон.такты реле в этот момент замкнуты. Это обеспечивается тем,что в ре" жиме динамического торможения в об мотках вращающегося ротора электродвигателя 1 наводится ЭДС, вызывающая переменный ток, который выпрямляется трехфазным выпрямителем 2 и через блок сравнения 13, блок задерж 60 ки 14 и усилитель 4 постоянного то" ка поступает на обмотку 3 реле. Следовательно, в начале тормозного процесса колодочный тормоз полностью разомкнут, а электродвигатель 1 ра ботаетв режиме динамического торможения. С выхода выпрямителя 2 напряжение Прот подается на один из входов блока сравнения 13. На другойвход блока сравнения 13,подается напряжение 0от задатчика, В блоке сравненйя 13 происходит сравнение сигналов И р, и 1.д . В случае,если П больше чем Пз, сигналс выхода блока сравненйя 13 поступает через блок задержки 14 и усилитель постоянного тока 4 на катушку 3 реле, Если же сигнал Прот меньше величины Б с, , то на выходе блока сравнения 13 сигнала нет и катушка 3 реле обесточена, В первом случае контакты 8 и 20 замкнуты, обеспечивая динамическое торможение путем подключения источника постоянно"го тока 9 к обмотке статора электродвигателя 1 и двигателя 11 электрогидротолкателя колодочного тормоза -к сети переменного тока. Во второмслучае контакты 8 и 20 разомкнуты,вследствие чего контакты 10, 11 и 21также разомкнуты, и торможение меха"низма осуществляется только колодочным тормозом. Величина напряжения Бр в процессе динамического торможения прямо пропорциональна частоте вращения ротора электродвигателя 1 и изменяет ся от максимального значения в начале торможения до нуля после остановки двигателя. Следовательно, в начале процесса динамического торможения частота вращения ротора высока и с выхода выпрямителя 2 на вхоц блока сравнения 13 подается напряжение Бнамного превышающее напряжение 0, Прн этом с выхода блока сравнейия 13 сигнал поступает через блок задержки 14 и усилитель 4 на катушку 3 реле. По мере снижения частоты вращения ротора двигателя напряжение Пр, на выходе выпрямителя 2 уменьшается, и при достияснии им заданного значения Б, д сигнал на выходе блока сравненйя 13 пропадает и катушка 3 реле обесточивается, что приводит к размыканию контактов 8 и 20, Вследствие этого размыкаются цепи питания контакторов 11, 10 и 21 которые отключают источник постоянного тока от обмотки статора электродвигателя 1,и двигатель 21 электрогидротолкателя колодочиого тормоза - от сети источника питания. В результате замыкаются тормозные колодки тормоза, а привод в процессе торможения переходит с одной из механических характеристик на характеристику с постоянным тормозным мо" ментом, Таким образом, задавая определенную величину напрякения, можно желаемым образом изменять момент отключения электродвигателя 1 в зави 1086532симости от частоты вращения ротора (или напряжения обмотки ротора )р,)Назначение и работа блока задержи заключается в следующем.При, переключении устройства из двигательного режима в тормозной кон-такты 8 и 20 должны быть замкнуты для того, чтобы обеспечить питание катушек 5 и 19, подключающих источник постоянного тока 9 к обмоткам статора электродвигателя 1 и электродви гатель 12 электрогидротолкателя коло дочного тормоза - к источнику питания, В течение промежутка времени с момента отключения электродвигателя от источника питания на обмот ку статора электродвигателя 1 кратковременно не подается питание, что может вызвать обесточивание катушки 3 и, следовательно, размыкание контактов 8 и 20 вследствие кратковременного отсутствия тока в цепи ротора. Для предотвращения послед него и предназначен блок задержки 14 работа которого заключается в том, что при мгновенном исчезновении тока в обмотке ротора ток, протекающий по катушке 3, не пропадает мгновенно, а плавно уменьшается по экспоненте. Следовательно, блок задержки 14 обеспечивает подачу напряжения на 30 катушку 3 в случае кратковременного исчезновения тока в цепи ротора элек тродвигателя 1 при переключении привода из двигательного режима в тормозной. Принцип работы элементов роторной цепи электродвигателя 1 основан на сравнении напряжения, сни, маемого с потенциометрического делнтеля, выполненного на резисторах 28 и 29, с напряжением стабилизации стабилитрона ЗО и получении на выхо де блока сравнения 13 сигнала - команды на отключение питания катушки 3.В режиме динамического торможения на переход эмиттер-база транзисто ра 33 через последовательно включенный стабилнтрон 30 подается напряжение, снимаемое со среднего выводарезистора 29, В начале динамическоготорможения указанное напряжение больше напряжения стабилизации стабилитрона 30, вследствие чего стабилитроноткрыт, и в базовой цепи транзистора 33 протекает от"ирающий ток, Приэтом отпирается также транзистор 34из"за протекания через его переходэмиттер-база тока коллектора транзистора 33. Поэтому через катушку Этечет ток и контакты 8 и 20 замыкаются, обеспечивая питание катушек 5и 19, подключающих выпрямитель 2 кобмотке статора электродвигателя 1и двигатель 12 электрогидротолкателяколодочного тормоза - к источникупитания. По мере снижения скорос"ти вращения ротора электродвигателя1 напряжение на выходе делителя, вы.полненного на резисторах 28 и 29,уменьшается и, при достижении имзначения напряжения стабилизациистабилитрона 30 последний запирается, Это приводит к исчезновению тока в базовой цепи транзистора 33 иего запиранию. Транзистор 34 такжезапирается, и катушка 3 обесточи"вается, что дриводит к размыканиюконтактов 8 и 20, размыканию контактов 10, 11 и 21 и замыканию тормозных колодок двигателя 12 электрогидротолкателя. Диод 35 служит для защиты транзистора 34 от перенапряжения, возникающего в результате переходных процессов при коммутациикатушки 3. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в широких пределах изменять момент отключения двигателя от источника постоянного тока с одновременным срабатыванием колодочного тормоза, что дает возможность формировать оптимальный по быстродействию и динамическим нагрузкам процесс торможения крановых механизмов.1086532 едак 26451 Тираж б 67 Подписи ВЯИИПИ госУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д.4 Ука илиал НПП "Патент",г. Ужгород,ул. Проектн Составитель Б.ПеремысловаПовхан Техред Т.Фанта Корректор С. Ше