[go: up one dir, main page]

RU2370876C1 - Device for capacitor-free start of three-phase electric motor from single-phase grid - Google Patents

Device for capacitor-free start of three-phase electric motor from single-phase grid Download PDF

Info

Publication number
RU2370876C1
RU2370876C1 RU2008110273/09A RU2008110273A RU2370876C1 RU 2370876 C1 RU2370876 C1 RU 2370876C1 RU 2008110273/09 A RU2008110273/09 A RU 2008110273/09A RU 2008110273 A RU2008110273 A RU 2008110273A RU 2370876 C1 RU2370876 C1 RU 2370876C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
windings
zero
electric motor
phase network
Prior art date
Application number
RU2008110273/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Васильевич Радченко (RU)
Михаил Васильевич Радченко
Татьяна Борисовна Радченко (RU)
Татьяна Борисовна Радченко
Мая Ивановна Стальная (RU)
Мая Ивановна Стальная
Алексей Павлович Борисов (RU)
Алексей Павлович Борисов
Александр Александрович Лантрат (RU)
Александр Александрович Лантрат
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2008110273/09A priority Critical patent/RU2370876C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2370876C1 publication Critical patent/RU2370876C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Motor And Converter Starters (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering.
SUBSTANCE: invention is related to the field of electric engineering and may be used in electric drive to supply to asynchronous three-phase electric motors. In start device stator windings of asynchronous motor are connected as per delta circuit and are connected to single-phase grid via semiconductor switch. As semiconductor switch intended for shorting of one of motor stator windings with connection of stator windings according to delta circuit, they use antiparallel connected dynistors. One common outlet of dynistors is connected to outlets of electric motor windings, one of which with its one outlet is connected to zero of single-phase grid, and with other outlet - to phase of single-phase grid, and the other winding is connected to zero of single-phase grid. The other common outlet of dynistors is connected to outlets of windings, one of which is connected to zero of single-phase grid, and the other one - to phase of single-phase grid.
EFFECT: higher reliability and efficiency and reduced dimensions.
3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам запуска трехфазных асинхронных электродвигателей от однофазной сети и может быть использовано в электроприводе для питания асинхронных трехфазных электродвигателей, статорные обмотки которых соединены по схеме «треугольник».The invention relates to devices for starting three-phase asynchronous electric motors from a single-phase network and can be used in an electric drive to power asynchronous three-phase electric motors, the stator windings of which are connected according to the "triangle" scheme.

Известно устройство конденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, содержащее конденсатор и индуктивность. Конденсатор и индуктивность имеют общий выход, который предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети, а другая соединена с фазой однофазной сети. Другой выход конденсатора соединен с фазой однофазной сети и предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети. Другой выход индуктивности соединен с нулем однофазной сети и выходами обмоток, одна из которых соединена с фазой однофазной сети. Обмотки двигателя соединены по типу треугольник (Бирюков С. Три фазы - Без потери мощности / С.Бирюков // Радио. - М., 2000. - №7. - С.37, рис.1).A device for the capacitor start of a three-phase electric motor from a single-phase network, containing a capacitor and inductance. The capacitor and inductance have a common output, which is designed to connect to the outputs of the windings, one of which is connected to the zero of the single-phase network, and the other is connected to the phase of the single-phase network. The other output of the capacitor is connected to the phase of the single-phase network and is designed to connect to the outputs of the windings, one of which is connected to the zero of the single-phase network. The other inductance output is connected to the zero of the single-phase network and the outputs of the windings, one of which is connected to the phase of the single-phase network. The motor windings are connected in the form of a triangle (S. Biryukov. Three phases - Without loss of power / S. Biryukov // Radio. - M., 2000. - No. 7. - P.37, Fig. 1).

Основными недостатками описанного устройства конденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети являются повышенные габариты, вследствие необходимости использования бумажных конденсаторов большой емкости и индуктивностей, а также низкая надежность ввиду наличия в схеме конденсаторов, индуктивностей.The main disadvantages of the described device for the capacitor starting of a three-phase electric motor from a single-phase network are increased dimensions, due to the need to use paper capacitors of large capacity and inductances, as well as low reliability due to the presence of capacitors and inductances in the circuit.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, содержащее полупроводниковый ключ для закорачивания и систему управления этим ключом, при соединении статорных обмоток по схеме «треугольник», подключенный параллельно одной обмотке. Один выход полупроводникового ключа соединен с выходами обмоток, причем одна из обмоток соединена одним выходом с нулем однофазной сети, а другим выходом - с фазой однофазной сети, а другая обмотка соединена только с фазой однофазной сети. Второй выход полупроводникового ключа соединен с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети, а другая - с фазой однофазной сети. Система управления этим полупроводниковым ключом состоит из диодного моста и двух тиристоров, включенных катодами встречно в одну из диагоналей моста. Общая катодная точка этих тиристоров соединена с минусом другой диагонали моста. (Голик В. Устройство запуска трехфазных двигателей / В.Голик // Радио. - М., 1996. - №6. - С.39, рис.1, 3).The closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a device for non-capacitive start of a three-phase electric motor from a single-phase network, containing a semiconductor key for shorting and a control system for this key, when connecting the stator windings according to the "triangle" circuit, connected in parallel to one winding. One output of the semiconductor switch is connected to the outputs of the windings, with one of the windings connected by one output to zero of the single-phase network, and the other output to the phase of the single-phase network, and the other winding connected only to the phase of the single-phase network. The second output of the semiconductor switch is connected to the outputs of the windings, one of which is connected to the zero of the single-phase network, and the other to the phase of the single-phase network. The control system for this semiconductor key consists of a diode bridge and two thyristors connected by cathodes in the opposite direction to one of the diagonals of the bridge. The common cathode point of these thyristors is connected to the minus of the other diagonal of the bridge. (Golik V. Device for starting three-phase motors / V. Golik // Radio. - M., 1996. - No. 6. - P.39, Fig. 1, 3).

Основными недостатками этого устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети являются пониженная надежность, большие габариты и высокая стоимость, обусловленные использованием сложной системы управления запуском и введением большого количества таких элементов, как диодный мост, стабилитрон, два транзистора, два тиристора.The main disadvantages of this device for capacitor-free starting of a three-phase electric motor from a single-phase network are reduced reliability, large dimensions and high cost due to the use of a complex control system for starting and introducing a large number of elements such as a diode bridge, a zener diode, two transistors, two thyristors.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности и экономичности, а также снижения габаритов устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети.The present invention solves the problem of improving reliability and efficiency, as well as reducing the dimensions of the device of the capacitor-free start-up of a three-phase electric motor from a single-phase network.

Для решения поставленной задачи в устройстве бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, содержащем полупроводниковый ключ, предназначенный для закорачивания одной из статорной обмотки двигателя при соединении статорных обмоток по схеме «треугольник», согласно изобретению в качестве полупроводникового ключа использованы встречно-параллельно соединенные динистoры, причем один общий выход динисторов предназначен для подключения к выходам обмоток электродвигателя, одна из которых одним выходом соединена с нулем однофазной сети, а другим выходом - с фазой однофазной сети, а другая обмотка соединена с нулем однофазной сети, другой общий выход динисторов предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети, а другая - с фазой однофазной сети.To solve this problem, in a device for capacitorless starting of a three-phase electric motor from a single-phase network, containing a semiconductor key, designed to short-circuit one of the stator windings of the motor when connecting the stator windings according to the "triangle" scheme, according to the invention, counter-parallel connected dinistors are used as semiconductor switches, and one common output of the dynistors is designed to connect to the outputs of the motor windings, one of which is connected to one output it is connected to the zero phase of the single-phase network, and the other output is connected to the phase of the single-phase network, and the other winding is connected to the zero of the single-phase network, the other common output of the dynistors is designed to connect to the outputs of the windings, one of which is connected to the zero of the single-phase network, and the other to the phase of the single-phase network.

Повышение надежности и экономичности, а также снижение габаритов устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети обусловлено использованием в качестве полупроводникового ключа встречно-параллельно соединенных динисторов, не требующих дополнительной системы управления их открытием и закрытием.The increase in reliability and economy, as well as the decrease in the size of the device for the capacitor-less starting of a three-phase electric motor from a single-phase network, is due to the use of counter-parallel connected dinistors as a semiconductor key, which do not require an additional control system for opening and closing them.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети; на фиг.2 изображена векторная диаграмма вращения, состоящего из четырех фиксированных положений магнитного потока поля статора; на фиг.3 показано пофазное изменение магнитного потока в обмотках статора в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.2.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a circuit diagram of the proposed device of the capacitor-free start-up of a three-phase electric motor from a single-phase network; figure 2 shows a vector diagram of rotation, consisting of four fixed positions of the magnetic flux of the stator field; figure 3 shows the phase-wise change in magnetic flux in the stator windings in accordance with the vector diagram shown in figure 2.

Кроме того, на чертежах изображено следующее:In addition, the drawings show the following:

- Ф - фаза;- Ф - phase;

- 0 - ноль;- 0 - zero;

- А, В, С - статорные обмотки электродвигателя;- A, B, C - stator windings of the electric motor;

- VT1-VT2 - динисторы;- VT1-VT2 - dinistors;

- I, II, III, IV - последовательные фиксированные положения вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора асинхронного двигателя;- I, II, III, IV - sequential fixed positions of the magnetic flux vector of a circular rotating field of the stator of an induction motor;

- дугообразные линии со стрелкой - направления вращения магнитного поля статора;- arcuate lines with an arrow - the direction of rotation of the stator magnetic field;

- Uсети=f(t) - изменение питающего напряжения во времени.- U network = f (t) - change in supply voltage over time.

Устройство бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети содержит полупроводниковый ключ, в качестве которого использованы встречно-параллельно соединенные динисторы 1 (VT1) и 2 (VT2). Один общий выход динисторов 1 и 2 предназначен для подключения к выходам статорных обмоток электродвигателя, одна из которых, обмотка А, одним выходом соединена с нулем однофазной сети, а другим выходом - с фазой однофазной сети, а другая обмотка, обмотка В, соединена с нулем однофазной сети. Другой общий выход динисторов 1 и 2 предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых, обмотка В, соединена с нулем однофазной сети, а другая, обмотка С, - с фазой однофазной сети. Статорные обмотки А, В, С электродвигателя соединены по схеме «треугольник».The device for capacitor-free starting of a three-phase electric motor from a single-phase network contains a semiconductor switch, which is used as counter-parallel connected dinistors 1 (VT1) and 2 (VT2). One common output of the dynistors 1 and 2 is designed to connect to the outputs of the stator windings of the electric motor, one of which, winding A, is connected to the single-phase network zero by one output, and the single-phase network phase is the other output, and the other winding, B winding, is connected to zero single phase network. Another common output of the dynistors 1 and 2 is for connecting to the outputs of the windings, one of which, winding B, is connected to the zero of the single-phase network, and the other, winding C, to the phase of the single-phase network. Stator windings A, B, C of the electric motor are connected according to the "triangle" scheme.

Работа устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети осуществляется следующим образом. При прохождении положительной полуволны питающего напряжения сначала ток проходит по всем трем обмоткам А, В, С электродвигателя (фиг.3). Образуется первое положение вектора магнитного поля статора. При достижении порогового значения питающего напряжения открывается динистор 1 (VT1). Происходит закорачивание обмотки В и образуется второе положение вектора магнитного поля статора. При прохождении отрицательной полуволны питающего напряжения, сначала ток проходит по всем трем обмоткам А, В, С электродвигателя. Образуется третье положение вектора магнитного поля статора. При достижении порогового значения питающего напряжения открывается динистор 2 (VT2). Образуется четвертое положение вектора магнитного поля статора. Поле статора получается эллипсоидным, пространственным, изменяющимся во времени.The operation of the device of the capacitorless start of a three-phase electric motor from a single-phase network is as follows. With the passage of the positive half-wave of the supply voltage, first the current passes through all three windings A, B, C of the electric motor (figure 3). The first position of the stator magnetic field vector is formed. When the threshold value of the supply voltage is reached, the dinistor 1 (VT1) opens. The winding B is shorted and the second position of the stator magnetic field vector is formed. With the passage of the negative half-wave of the supply voltage, first the current passes through all three windings A, B, C of the electric motor. A third position of the stator magnetic field vector is formed. When the threshold value of the supply voltage is reached, the dinistor 2 (VT2) opens. The fourth position of the stator magnetic field vector is formed. The stator field is ellipsoidal, spatial, and changes in time.

Таким образом, увеличиваются надежность и экономичность, а также снижаются габариты устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети при отсутствии использования сложной системы управления запуском трехфазного электродвигателя.Thus, reliability and economy are increased, as well as the dimensions of the device for non-capacitor starting of a three-phase electric motor from a single-phase network are reduced in the absence of the use of a complex control system for starting a three-phase electric motor.

Claims (1)

Устройство бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, содержащее полупроводниковый ключ, предназначенный для закорачивания одной из статорных обмоток двигателя при соединении статорных обмоток по схеме «треугольник», отличающееся тем, что в качестве полупроводникового ключа использованы встречно-параллельно соединенные динисторы, причем один общий выход динисторов предназначен для подключения к выходам обмоток электродвигателя, одна из которых одним выходом соединена с нулем однофазной сети, а другим выходом - с фазой однофазной сети, а другая обмотка соединена с нулем однофазной сети, другой общий выход динисторов предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых соединена с нулем однофазной сети, а другая - с фазой однофазной сети. A device for capacitorless starting of a three-phase electric motor from a single-phase network, containing a semiconductor switch, designed to short-circuit one of the stator windings of the motor when connecting the stator windings according to the "triangle" scheme, characterized in that counter-parallel connected dynistors are used as a semiconductor switch, with one common output dynistors is designed to connect to the outputs of the motor windings, one of which is connected to the zero of a single-phase network by one output, and others the other output is connected to the zero of the single-phase network, the other common output of the dynistors is designed to connect to the outputs of the windings, one of which is connected to the zero of the single-phase network, and the other to the phase of the single-phase network.
RU2008110273/09A 2008-03-17 2008-03-17 Device for capacitor-free start of three-phase electric motor from single-phase grid RU2370876C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110273/09A RU2370876C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Device for capacitor-free start of three-phase electric motor from single-phase grid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110273/09A RU2370876C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Device for capacitor-free start of three-phase electric motor from single-phase grid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2370876C1 true RU2370876C1 (en) 2009-10-20

Family

ID=41263093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110273/09A RU2370876C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Device for capacitor-free start of three-phase electric motor from single-phase grid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2370876C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193216U1 (en) * 2019-06-03 2019-10-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Semiconductor device for non-capacitor starting a three-phase asynchronous electric motor from a single-phase mains

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193216U1 (en) * 2019-06-03 2019-10-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Semiconductor device for non-capacitor starting a three-phase asynchronous electric motor from a single-phase mains

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140239876A1 (en) Electric drive with reconfigurable winding
KR830001998B1 (en) Variable Speed Electromechanical Device with Controlled Magnetic Flux Density
US9344020B2 (en) Power conversion apparatus and electrical-mechanical energy conversion system
US20080137383A1 (en) Two-phase power converter apparatus and method
KR101791288B1 (en) Multi-level inverter
JP6253850B2 (en) AC rotating electrical machine control device
RU2385527C1 (en) Semiconductor device of capacitor-free start-up of three-phase electric motor from single-phase grid
RU193358U1 (en) Reversible switching device for starting a three-phase asynchronous squirrel-cage motor from a single-phase network
Klumpner et al. New steps towards a low-cost power electronic building block for matrix converters
Nikouie et al. A highly integrated electric drive system for tomorrow's EVs and HEVs
RU2420857C1 (en) Semiconductor device to control speed of single-phase double-winding induction motor
RU2370876C1 (en) Device for capacitor-free start of three-phase electric motor from single-phase grid
CA1147019A (en) Motor energizing circuit including free-running diodes and demagnetization windings
Takaku et al. Improved wind power conversion system using magnetic energy recovery switch (MERS)
US8310118B2 (en) Packaging improvement for converter-fed transverse flux machine
CN101262195B (en) Five-level switch magnetic resistance motor power converter
CN103840577B (en) Double armature winding double salient-pole electric machine electricity generation system
RU2370877C1 (en) Device for capacitor-free start of three-phase short-circuited electric motor from single-phase grid
Tungpimolrut et al. Torque improvement of three-phases full bridge converter based switched reluctance motor with DC assisted winding
RU200744U1 (en) Compact device for starting a three-phase motor from a single-phase network
RU121972U1 (en) SEMICONDUCTOR DEVICE FOR CAPACITY-FREE STARTING OF A THREE-PHASE ELECTRIC MOTOR FROM A SINGLE-PHASE NETWORK AT CONNECTION OF STATOR WINDINGS TO A TRIANGLE
CN108429499B (en) Self-excitation High speed SRM power converter system
WO2016193092A1 (en) Dc bus ripple reduction
RU2344540C2 (en) One-phase-three-phase reversing switchboard
CN105790478A (en) Triangle-connection three-phase alternating-current motor and three-phase electric reactor dual-purpose winding

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100318