RU2826446C1 - Non-reversible control circuit of self-braking induction motor with displacing squirrel-cage rotor - Google Patents
Non-reversible control circuit of self-braking induction motor with displacing squirrel-cage rotor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2826446C1 RU2826446C1 RU2024108339A RU2024108339A RU2826446C1 RU 2826446 C1 RU2826446 C1 RU 2826446C1 RU 2024108339 A RU2024108339 A RU 2024108339A RU 2024108339 A RU2024108339 A RU 2024108339A RU 2826446 C1 RU2826446 C1 RU 2826446C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contactor
- control circuit
- self
- coil
- electric motor
- Prior art date
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 title abstract 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в действие электропривода с самотормозящимся асинхронным электродвигателем со смещающимся ротором.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to operate an electric drive with a self-braking asynchronous electric motor with a shifting rotor.
Известна схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором при помощи нереверсивного магнитного пускателя (Москаленко В.В. - Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 368с. стр. 196-197). Схема управления содержит магнитный пускатель, состоящий из контактора КМ и трех встроенных в него тепловых реле защиты КК. Схема обеспечивает прямой пуск электродвигателя (без ограничения тока и момента), отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FA) и перегрузки (тепловые реле КК).A control circuit for an asynchronous motor with a squirrel-cage rotor using a non-reversible magnetic starter is known (Moskalenko V.V. - Electric Drive: Textbook for students of higher educational institutions. - M.: Publishing Center "Academy", 2007. - 368 pages, pp. 196-197). The control circuit contains a magnetic starter consisting of a contactor KM and three thermal protection relays KK built into it. The circuit provides direct starting of the electric motor (without limiting the current and torque), disconnecting it from the network, as well as protection against short circuits (fuses FA ) and overloads (thermal relays KK ).
Основными достоинствами этой схемы управления является ее простота, надежность и удобство в эксплуатации.The main advantages of this control scheme are its simplicity, reliability and ease of operation.
Однако применение данной схемы управления для электропривода с самотормозящимся асинхронным электродвигателем со смещающимся короткозамкнутым ротором имеют свои особенности, проявляющиеся в процессе его пуска.However, the use of this control circuit for an electric drive with a self-braking asynchronous electric motor with a shifting squirrel-cage rotor has its own characteristics that manifest themselves during the process of its start-up.
Особенность процесса пуска самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся ротором подробно описаны в источнике на стр. 31 (Ряженцев Н. П., Швец С. А. Самотормозящийся асинхронный двигатель с конусным ротором. - Новосибирск: «Наука», 1974. - 70 с.). В нем указывается то, что после подачи напряжения ротор начнет вращаться только в тот момент, когдаThe peculiarity of the process of starting a self-braking asynchronous electric motor with a shifting rotor is described in detail in the source on page 31 (Ryazentsev N. P., Shvets S. A. Self-braking asynchronous motor with a conical rotor. - Novosibirsk: "Science", 1974. - 70 p.). It indicates that after applying voltage, the rotor will begin to rotate only at the moment when
, (1) , (1)
где - пусковой момент двигателя;Where - engine starting torque;
- момент сопротивления всего агрегата; - moment of resistance of the entire unit;
- тормозной момент. - braking torque.
Тормозной момент ‚ создаваемый тормозной пружиной, снимается аксиальным электромагнитным усилием . Однако аксиальное электромагнитное усилие пропорционально току намагничивания , а так как они возрастают от нуля по экспоненциальному закону, то в течение некоторого времени, пока не увеличится до определенной величины, ротор стоит на месте в заторможенном состоянии (режим короткого замыкания асинхронного электродвигателя), что ведет к резкому увеличению протекающего тока по обмотке статора. При этом полная величина напряжения на обмотках статора создает крутящий момент на валу ротора (при заторможенном роторе), что ведет к дополнительному увеличению кратности пускового тока электродвигателя и ее интенсивному нагреву в этот момент.Braking torque ‚ created by the brake spring, is removed by axial electromagnetic force . However, the axial electromagnetic force proportional to the magnetizing current , and since they increase from zero exponentially, then for some time, while does not increase to a certain value, the rotor stands still in a braked state (short-circuit mode of an asynchronous electric motor), which leads to a sharp increase in the current flowing through the stator winding. In this case, the full value of the voltage on the stator windings creates a torque on the rotor shaft (with a braked rotor), which leads to an additional increase in the starting current of the electric motor and its intense heating at this moment.
Недостатком данной схемы управления является то, что ее применение не позволяет уменьшить интенсивный нагрев обмотки статора в момент пуска (когда он еще заторможен) и приводит к резкому уменьшению интенсивности пусков самотормозящихся асинхронных электродвигателей, а при интенсивной эксплуатации - к усиленному ускорению процессов старения изоляции. Все это ведет к преждевременному выходу изоляции обмоток статора из строя и уменьшению эксплуатационной надежности и долговечности работы электродвигателей.The disadvantage of this control scheme is that its use does not reduce the intense heating of the stator winding at the moment of starting (when it is still braked) and leads to a sharp decrease in the intensity of starts of self-braking asynchronous electric motors, and with intensive operation - to an increased acceleration of the aging processes of the insulation. All this leads to premature failure of the stator winding insulation and a decrease in the operational reliability and service life of electric motors.
Дополнительно к этому происходит увеличение кратности пускового тока электродвигателей, которая ведет к нежелательному увеличению величины срабатывания (отключения) установок защитной аппаратуры.In addition to this, there is an increase in the starting current of electric motors, which leads to an undesirable increase in the response (disconnection) value of protective equipment installations.
В итоге данная схема управления ухудшает эксплуатационные характеристиками электроприводов с самотормозящимися асинхронными электродвигателями со смещающимися короткозамкнутыми роторами.As a result, this control scheme worsens the performance characteristics of electric drives with self-braking asynchronous electric motors with shifting squirrel-cage rotors.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся короткозамкнутым ротором (RU 2796580 от 25.05.2023 г. Бюл. № 15).The closest in technical essence and achieved result to the claimed invention is a non-reversible control circuit for a self-braking asynchronous electric motor with a shifting squirrel-cage rotor (RU 2796580 dated 05/25/2023, Bulletin No. 15).
Пуск электродвигателя М, при включенном автоматическом выключателе QF, осуществляется нажатием кнопки SB1 в цепи управления, при этом получает питание катушка контактора KM1 с подключением напряжения к одной обмотке электродвигателя М.The start of the electric motor M, with the automatic switch QF turned on, is carried out by pressing the button SB1 in the control circuit, while the coil of the contactor KM1 is supplied with power by connecting the voltage to one winding of the electric motor M.
Недостатком данной схемы управления является то, что в этот момент времени ток по обмотке не может протекать, так как двухполюсный контактор КМ2 находится в разомкнутом состоянии, тем самым размыкая путь циркуляции тока по двум другим фазам. В этот момент времени отсутствие протекающего тока по обмоткам статора не позволяет создать достаточное аксиальное электромагнитное усилие для сжатия тормозной пружины и освобождения ротора от тормозного устройства и не позволяет уйти во время пуска от режима, в котором ротор находится в заторможенном состоянии, при полной величине подключенного напряжения к обмоткам статора.The disadvantage of this control circuit is that at this point in time the current cannot flow through the winding, since the two-pole contactor KM2 is in the open state, thereby breaking the current circulation path through the other two phases. At this point in time, the absence of current flowing through the stator windings does not allow creating a sufficient axial electromagnetic force to compress the brake spring and release the rotor from the braking device and does not allow moving away from the mode during start-up, in which the rotor is in a braked state, with the full value of the voltage connected to the stator windings.
Это ведет к увеличению протекающего тока по обмоткам статора, кратности пускового тока электродвигателя и интенсивности нагрева обмотки статора в этот момент, что приведет к резкому уменьшению интенсивности пусков электродвигателей, а при интенсивной эксплуатации - к усилению процессов старения изоляции, уменьшению срока службы изоляции обмоток статора, эксплуатационной надежности и долговечности работы электродвигателей.This leads to an increase in the current flowing through the stator windings, the multiplicity of the starting current of the electric motor and the intensity of heating of the stator winding at this moment, which will lead to a sharp decrease in the intensity of starting electric motors, and with intensive operation - to an increase in the aging processes of the insulation, a decrease in the service life of the stator winding insulation, operational reliability and durability of the electric motors.
Задачей изобретения является усовершенствование нереверсивной схемы управления для самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся короткозамкнутым ротором.The objective of the invention is to improve a non-reversible control circuit for a self-braking asynchronous electric motor with a shifting squirrel-cage rotor.
Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, а именно в уменьшении пусковых токов обмотки статора, увеличении интенсивности пусков, эксплуатационной надежности и долговечности работы электродвигателей.The technical result consists in improving the operational characteristics, namely, reducing the starting currents of the stator winding, increasing the intensity of starts, operational reliability and durability of electric motors.
Технический результат достигается тем, что нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся короткозамкнутым ротором содержит нереверсивный магнитный пускатель, состоящий из контактора с его катушкой и трех встроенных в него тепловых реле защиты, двухполюсный контактор с его катушкой, автоматический выключатель, предохранители, цепь управления, состоящая из кнопки управления, соединенной последовательно с катушкой контактора, реле времени с задержкой времени срабатывания двухполюсного контактора, при этом концы обмоток электродвигателя имеют общую точку, к которой подключен нейтральный провод.The technical result is achieved in that the non-reversible control circuit of a self-braking asynchronous electric motor with a shifting squirrel-cage rotor contains a non-reversible magnetic starter consisting of a contactor with its coil and three thermal protection relays built into it, a two-pole contactor with its coil, an automatic switch, fuses, a control circuit consisting of a control button, united in series with the contactor coil, a time relay with a delay in the response time of a two-pole contactor, at the same time The ends of the electric motor windings have a common point to which the neutral wire is connected.
Так как концы обмоток электродвигателя имеют общую точку, к которой подключен нейтральный провод, то при подключении фазного напряжения к этой обмотке электродвигателя через нейтральный провод будет протекать ток, который позволит создать достаточное аксиальное электромагнитное усилие для сжатия тормозной пружины и освобождения ротора от тормозного устройства.Since the ends of the electric motor windings have a common point to which the neutral wire is connected, then when phase voltage is connected to this winding of the electric motor, a current will flow through the neutral wire, which will create a sufficient axial electromagnetic force to compress the brake spring and release the rotor from the brake device.
Одновременное подключение с задержкой времени второй и третей обмотки статора асинхронного самотормозящегося электродвигателя, за счет наличия и срабатывания реле времени с последующим подключением двухполюсного контактора, позволяет уйти во время пуска от режима, в котором ротор находится в заторможенном состоянии, при полной величине подключенного напряжения к обмоткам статора. Это позволит уменьшить протекающий ток по обмоткам статора, уменьшить кратность пускового тока электродвигателя и уменьшить интенсивность нагрева обмотки статора в этот момент, что приведет к резкому увеличению интенсивности пусков электродвигателей, а при интенсивной эксплуатации - к уменьшению процессов старения изоляции, увеличению срока службы изоляции обмоток статора, эксплуатационной надежности и долговечности работы электродвигателей.Simultaneous connection with a time delay of the second and third stator windings of an asynchronous self-braking electric motor, due to the presence and operation of a time relay with subsequent connection of a two-pole contactor, allows to leave during start-up the mode in which the rotor is in a braked state, with the full value of the voltage connected to the stator windings. This will reduce the current flowing through the stator windings, reduce the starting current multiplicity of the electric motor and reduce the intensity of heating of the stator winding at this moment, which will lead to a sharp increase in the intensity of electric motor starts, and with intensive operation - to a decrease in the aging processes of the insulation, an increase in the service life of the stator winding insulation, operational reliability and durability of the electric motors.
В итоге предлагаемая схема управления улучшает эксплуатационные характеристики электроприводов с самотормозящимися асинхронными электродвигателями со смещающимися короткозамкнутыми роторами.As a result, the proposed control scheme improves the performance characteristics of electric drives with self-braking asynchronous electric motors with shifting squirrel-cage rotors.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is explained by drawings.
На фиг. 1 показана нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся короткозамкнутым ротором.Fig. 1 shows a non-reversible control circuit for a self-braking asynchronous electric motor with a shifting squirrel-cage rotor.
Нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателе со смещающимся короткозамкнутым ротором содержит нереверсивный магнитный пускатель, состоящий из контактора КМ1 с катушкой, трех встроенных в него тепловых реле защиты КК (фиг. 1). Автоматический выключатель QF служит для подключения электродвигателя М к трехфазному источнику напряжения (A,B,C). Концы обмоток электродвигателя М имеют общую точку, к которой подключен нейтральный провод (N).The non-reversible control circuit of a self-braking asynchronous electric motor with a shifting squirrel-cage rotor contains a non-reversible magnetic starter consisting of a contactor KM1 with a coil, three thermal protection relays KK built into it (Fig. 1). The automatic switch QF is used to connect the electric motor M to a three-phase voltage source (A, B, C). The ends of the windings of the electric motor M have a common point to which the neutral wire (N) is connected.
Предохранители FA защищают электродвигатель М от коротких замыканий в цепи статора.Fuses FA protect the electric motor M from short circuits in the stator circuit.
Пуск электродвигателя М осуществляется кнопкой SB1 в цепи управления.The electric motor M is started by button SB1 in the control circuit.
Кнопка SB2 служит для торможения электродвигателя М.Button SB2 is used to brake the electric motor M.
Реле времени КТ установлено последовательно с катушкой контактора КМ1 и подключает с выдержкой времени двухполюсный контактор КМ2 в цепи статора.The time relay KT is installed in series with the coil of the contactor KM1 and connects the two-pole contactor KM2 in the stator circuit with a time delay.
Тепловое реле КК обеспечивает защиту электродвигателя М от перегрузок.Thermal relay KK provides protection of electric motor M from overloads.
Работает схема управления следующим образом.The control circuit operates as follows.
Пуск электродвигателя М, при включенном автоматическом выключателе QF, осуществляется нажатием кнопки SB1 в цепи управления, при этом получает питание катушка контактора KM1 с подключением напряжения к одной обмотке электродвигателя М и последующим протеканием тока по ней через нейтральный провод N. Протекающий ток по обмотке статора создает магнитный поток, который пересекает магнитопровод статора и ротора. Из-за стремления магнитопровода ротора электродвигателя М расположиться в «магнитной середине» по отношению к статору возникает аксиальное электромагнитное усилие, которое сжимает тормозную пружину. Ротор приходит в движение в аксиальном направлении, тем самым освобождается от тормозного устройства.The electric motor M is started, with the automatic switch QF switched on, by pressing the SB1 button in the control circuit, whereby the coil of the contactor KM1 is energized by connecting the voltage to one winding of the electric motor M and the subsequent flow of current through it via the neutral wire N. The current flowing through the stator winding creates a magnetic flux that intersects the magnetic circuit of the stator and rotor. Due to the tendency of the magnetic circuit of the rotor of the electric motor M to be located in the "magnetic middle" in relation to the stator, an axial electromagnetic force arises, which compresses the brake spring. The rotor begins to move in the axial direction, thereby being released from the braking device.
В этот момент времени происходит срабатывание реле времени КТ (с задержкой времени срабатывания относительно начала пуска) с замыканием двухполюсного контактора КМ2, который одновременно подключает вторую и третью обмотку статора электродвигателя М. На обмотки статора электродвигателя М подается трехфазное напряжение (А,В,С), возникает крутящий момент, что приводит его в движение.At this point in time, the time relay KT is triggered (with a delay in response time relative to the start of the start) with the closing of the two-pole contactor KM2, which simultaneously connects the second and third stator windings of the electric motor M. Three-phase voltage (A, B, C) is supplied to the stator windings of the electric motor M, a torque is generated, which sets it in motion.
Для отключения электродвигателя М нажимается кнопка SB2. При этом контактор КМ теряет питание и отключает электродвигатель М от сети. Начинается процесс торможения, при котором ротор приходит в движение в аксиальном направлении под воздействием тормозной пружины и входит во взаимодействие с тормозным устройством с последующим остановом.To switch off the electric motor M, the SB2 button is pressed. In this case, the contactor KM loses power and disconnects the electric motor M from the network. The braking process begins, during which the rotor starts moving in the axial direction under the influence of the brake spring and interacts with the braking device, followed by a stop.
Для защиты электропривода во время работы от перегрузок в схеме предусмотрено тепловые реле КК.To protect the electric drive from overloads during operation, the circuit includes a thermal relay KK.
Предохранители FA защищают электродвигатель М от коротких замыканий в цепи статора.Fuses FA protect the electric motor M from short circuits in the stator circuit.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2826446C1 true RU2826446C1 (en) | 2024-09-11 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2150647Y (en) * | 1993-03-01 | 1993-12-22 | 谷恩荣 | Magnetic-starter for transient fault delay interruption of power system |
RU2152123C1 (en) * | 1996-11-12 | 2000-06-27 | Ульяновский государственный технический университет | Induction motor plugging and braking device |
CN204906232U (en) * | 2015-07-28 | 2015-12-23 | 常大伟 | Three -phase asynchronous motor reduced -voltage starting and operation reactive compensation circuit |
RU2748215C1 (en) * | 2020-10-12 | 2021-05-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" | Device for improving the energy efficiency of an asynchronous electric drive |
RU2793623C1 (en) * | 2022-08-11 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Non-reversible control circuit of self-braking asynchronous electric motor with shifting squirrel-cage rotor |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2150647Y (en) * | 1993-03-01 | 1993-12-22 | 谷恩荣 | Magnetic-starter for transient fault delay interruption of power system |
RU2152123C1 (en) * | 1996-11-12 | 2000-06-27 | Ульяновский государственный технический университет | Induction motor plugging and braking device |
CN204906232U (en) * | 2015-07-28 | 2015-12-23 | 常大伟 | Three -phase asynchronous motor reduced -voltage starting and operation reactive compensation circuit |
RU2748215C1 (en) * | 2020-10-12 | 2021-05-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" | Device for improving the energy efficiency of an asynchronous electric drive |
RU2793623C1 (en) * | 2022-08-11 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Non-reversible control circuit of self-braking asynchronous electric motor with shifting squirrel-cage rotor |
RU2796580C1 (en) * | 2022-08-11 | 2023-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Non-reversible control circuit of self-braking asynchronous electric motor with shifting squirrel-cage rotor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4307327A (en) | Control arrangement for single phase AC systems | |
Bruce et al. | Reduced-voltage starting of squirrel-cage induction motors | |
US4467257A (en) | Multiple speed induction motor | |
JPS61164450A (en) | Synchronous alternating current motor | |
US3897595A (en) | Dynamic motor brake control for AC motors | |
JPS5829704B2 (en) | braking electric motor | |
RU2826446C1 (en) | Non-reversible control circuit of self-braking induction motor with displacing squirrel-cage rotor | |
RU2796580C1 (en) | Non-reversible control circuit of self-braking asynchronous electric motor with shifting squirrel-cage rotor | |
RU2793623C1 (en) | Non-reversible control circuit of self-braking asynchronous electric motor with shifting squirrel-cage rotor | |
RU2827651C1 (en) | Reversible control circuit of self-braking asynchronous electric motor with displacing squirrel-cage rotor | |
RU2793340C1 (en) | Reversible control circuit of self-braking asynchronous electric motor with shifting squirrel-cage rotor | |
RU2796585C1 (en) | Reversible control circuit of self-braking asynchronous electric motor with shifting squirrel-cage rotor | |
US2836780A (en) | Single-phase electric motor | |
US3559016A (en) | Permanent split capacitor motor having starting current control | |
RU2489796C1 (en) | Induction motor braking apparatus | |
EP1267473B1 (en) | AC induction motor and method of starting same | |
RU2152123C1 (en) | Induction motor plugging and braking device | |
SU1374387A1 (en) | A.c. electric drive with built-in brake | |
RU2396692C1 (en) | Synchronous motor start-up device | |
CN215646646U (en) | Three-phase asynchronous motor's step-down starting system | |
SU1663727A1 (en) | Asynchronous electric drive | |
SU1136285A2 (en) | Method of breaking asynchronous motor with self-excitation | |
US2279210A (en) | Self-starting single-phase induction motor with plugging reversing connections | |
US1797009A (en) | Control system | |
US1127263A (en) | Starting device for alternating and three-phase current motors. |