Многодвигательный асинхронный электропривод

В статье приведено описание простого устройства для торможения многодвигательного электропривода переменного тока, который выполнен на базе трёх трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором с наличием доступа к нулевым точкам обмоток двигателей.

Режим торможения, в данном случае, обеспечивается од­новременным протеканием по обмоткам статора двигателей переменного тока сети и постоянного тока за счёт наличия трёхфазного однополупериодного выпрямителя.

Предлагаемое техническое решение относится к электро­технике и может быть использовано в электроприводах об­щепромышленных механизмов при наличии доступа к нуле­вым выводам обмоток трёхфазных асинхронных двигателей (АД), т.е. при использовании АД с шестью выводами статор­ных обмоток — С1, С2, СЗ, С4, С5, Сб.

Известны устройства для торможения многодвигательных электроприводов [1-4].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущ­ности и достигаемому результату является устройство для торможения многодвигательного электропривода перемен­ного тока [3]. Это устройство содержит два трёхфазных асин­хронных электродвигателя с короткозамкнутым ротором, кон­такты линейного контактора, одни выводы которых снабже­ны выводами для подключения к источнику питания, а дру­гие — с одними выводами объединённых пофазно статорных обмоток АД, другие выводы фаз статорной обмотки первого электродвигателя соединены с катодами первых трёх диодов. Другие выводы фаз статорной обмотки второго электродви­гателя соединены с анодами вторых трёх диодов, катоды ко­торых объединены и через резистор соединены с общей точкой соединения анодов первых трёх диодов. Другие вы­воды первых фаз статорных обмоток каждого электродвига­теля через первый и второй коммутационные элементы, со­ответственно, соединены с другими выводами вторых фаз своего электродвигателя, которые через третий и четвёртый коммутационные элементы соединены с другими выводами третьих фаз статорных обмоток каждого электродвигателя.

Недостатком известного устройства является невозмож­ность его использования для электроприводов с тремя и бо­лее АД и с разными по мощности двигателями электропри­вода. Кроме того, оно отличается сложностью, так как содер­жит относительно большое число элементов, что снижает надёжность работы устройства.

Предлагаемое техническое решение (авт. свидетельство [5] автора статьи) свободно от указанного недостатка.

Описание устройства

На рис.1 показана принципиальная электрическая схе­ма предлагаемого многодвигательного электропривода пере­менного тока, который содержит:

• N асинхронных электродвигателей 1, 2, 3, линейный кон­тактор КМ, контакты КМ1 которого одними выводами под­ключены к источнику питания, а другими выводами со­единены с первыми выводами объединённых пофазно ста­торных обмоток электродвигателей;
• три диода VD, катоды которых соединены вместе;
• N тормозных резисторов R1, R2, R3.

Другие выводы фаз статорной обмотки каждого электро­двигателя объединены и соединены с первыми выводами тор­мозных резисторов R1, R2, R3, соответственно, другие выво­ды которых объединены и через коммутационный элемент SA1 соединены с общим выводом диодов VD, анод каждого из ко­торых соединён соответственно с первыми выводами объеди­нённых пофазно статорных обмоток электродвигателей 1, 2,3.

Рис. 1

Принцип работы электропривода

При включении электродвигателей замыкаются контакты КМ1 линейного контактора КМ, в результате обмотки стато­ра каждого электродвигателя обтекаются переменным током, создаётся вращающее магнитное поле, под действием кото­рого ротор двигателей начинает вращаться.

Для перевода АД из рабочего режима в тормозной не­обходимо замкнуть коммутационный элемент SA1.

В этом случае обмотки статоров 1, 2, 3, электродвигате­лей обтекаются переменным током, а также током одного на­правления за счёт наличия диодов VD, что создаёт дополни­тельно постоянное (неподвижное) магнитное поле, в резуль­тате двигатели тормозятся, причём необходимую эффектив­ность торможения каждого двигателя можно установить под­бором величины соответствующего резистора R1, R2, R3.

Таким образом, если электродвигатели разные по мощ­ности и скорости, то одинаковая эффективность торможения достигается соответствующим изменением величины резис­торов R1, R2, R3.

Режим торможения электродвигателей прекращается при отключении контактов КМ1 линейного контактора КМ, при этом коммутационный элемент SA1 размыкается.

Предлагаемое решение позволяет осуществить одновре­менное торможение любого количества двигателей, а также торможение неодинаковых по мощности и скорости вращения электродвигателей, благодаря индивидуальной настрой­ке тока торможения каждого электродвигателя с помощью соответствующего резистора. Каждый последующий электро­двигатель присоединяется параллельно предыдущему, а его нулевая точка через дополнительный резистор — к общей точ­ке резисторов R1, R2, R3.

Электропривод является более простым, так как в срав­нении с прототипом содержит меньшее количество элемен­тов. В двухдвигатепьном варианте устройство содержит три диода VD, два резистора R1, R2 и один коммутационный эле­мент SA1, т.е. всего шесть элементов.

Известное устройство (прототип) содержит шесть диодов, один резистор и четыре коммутационных элемента, т.е. все­го одиннадцать элементов. Таким образом, предлагаемый многодвигательный элек­тропривод содержит примерно в два раза меньше элемен­тов чем прототип (6 против 11), следовательно, по надёжно­сти, массе и габаритам являются более предпочтительными.

Детали

Диоды VD выбирают исходя из мощности и тока электро­двигателей 1, 2, 3, с обратным напряжением не ниже 800 В для электросети 0,4 кВ. Резисторы R1, R2, R3 — проволоч­ные типа РП-1, РП-2, их выбирают исходя из номинального тока двигателей и необходимой эффективности торможения. Коммутационный элемент SA1 любой, подходящий по току и напряжению. Элементы защиты двигателей и диодов выбирают для каждого конкретного случая, и они на принципиаль­ной схеме устройства не приведены.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №1081770, кл. Н02р 3/24, 1983.
2. Авторское свидетельство СССР №1145436, кл. Н02р 3/24, 1985.
3. Авторское свидетельство СССР №1295495, кл. Н02р 3/24, 1987.
4. Авторское свидетельство СССР №1429266, кл. Н02р 3/24, 1988.
5. Авторское свидетельство СССР №1686678, кл.Н02р 3/24. Многодвигательный электропривод пере­менного тока / К.В. Коломойцев и др. (СССР). — №4717262/24-07 (095639): заяв. 1107.89; опуб. 23.10.91 Бюл. №39.

Автор: Константин Коломойцев, г. Ивано-Франковск