Устройство для динамического торможения однофазного асинхронного конденсаторного двигателя

В статье дается описание простого устройст­ва для пуска и торможения однофазного асин­хронного конденсаторного двигателя с короткоза­мкнутым ротором, в котором вспомогательная обмотка включена параллельно главной через ра­бочий конденсатор.

Предлагаемое техническое решение предназ­начено для динамического торможения однофаз­ных электродвигателей, имеющих главную и вспо­могательную обмотки на статоре и рабочий фазосдвигающий конденсатор.

Известны схемы для динамического торможе­ния однофазных электродвигателей, в которых эффект торможения достигается путем разряда заряженного конденсатора на обмотку электро­двигателя при отключении его от сети [1].

Недостатком данных схем является то, что ем­кость конденсатора должна соответствовать мощ­ности электродвигателя. С увеличением мощнос­ти двигателя емкость конденсатора получается очень большой, и использовать практически такую схему торможения невыгодно из-за увеличения веса, габаритов и стоимости конденсатора. Кро­ме того, конденсатор в этих схемах используется только для осуществления режима динамическо­го торможения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является однофазный электродвигатель с устройством для динамиче­ского торможения, содержащий параллельно соединенные главную и вспомогательную обмот­ки, фазосдвигающий элемент, соединенный по­следовательно с вспомогательной обмоткой, од­нополюсный переключатель на два положения, общий контакт которого соединен с точкой со­единения фазосдвигающего элемента с главной обмоткой, цепочку из последовательно соеди­ненных диода, резистора и тормозного конден­сатора, подключенную к зажимам главной обмот­ки и реле [2].

Недостатком такого устройства является отно­сительно невысокий тормозной момент, так как в режиме торможения используется только одна из обмоток электродвигателя.

На рис. 1 показана схема включения для дина­мического торможения конденсаторного одно­фазного асинхронного электродвигателя (КОАД), которая свободна от указанного недостатка (ав­торское свидетельство автора статьи [3]).

Рис. 1

Описание устройства

Устройство содержит двухполюсный переклю­чатель SA1 на два положения, с помощью которо­го к питающей сети подключается главная обмот­ка «Г» двигателя, вспомогательная обмотка «В» через фазосдвигающий элемент С1 и последова­тельная цепочка из диода VD1, токоограничиваю­щего резистора R1, тормозного конденсатора С2, к зажимам которого присоединена обмотка К1 герконового реле. Контакты 1-2 переключателя SA1 в цепи главной обмотки «Г» двигателя шунти­рованы последовательной цепочкой из контактов К1.1 герконового реле К1 и диода VD2. В исходном предпусковом положении фазосдвигающий эле­мент С1 шунтирован резистором R2 через замк­нутые контакты 4-5 переключателя SA1, а контак­ты К1.1 реле разомкнуты.

Принцип действия

Включение КОАД осуществляют переключате­лем SA1, при этом обтекается током главная об­мотка «Г» двигателя через контакты 1-2 и вспо­могательная «В» через контакты 4-6 переключателя и фазосдвигающий элемент С1. Двигатель запускается при этом, одновременно обтекается током последовательная цепочка из диода VD1, токоограничивающего резистора R1, тормозного конденсатора С2. Последний заряжа­ется, и величина тока, протекающая по нему, уменьшается, а через обмотку К1 герконового ре­ле увеличивается. При определенном токе об­мотки К1 поле, создаваемое ею, будет достаточ­ным для замыкания контактов К1.1 герконового реле, причем контакты К1.1 будут находиться все время в замкнутом состоянии за счет заряженно­го конденсатора С2.

Последовательная цепочка из диода VD2 и кон­тактов К1.1 герконового реле К1 шунтируется че­рез замкнутые контакты 1-2 переключателя SA1.

При отключении КОАД от сети переключа­телем SA1 контактами 4-6 разрывается цепь питания конденсатора С1, который че­рез контакты 4-5 шунтируется резистором R2, а обмотки КОАД через контакты 1 -3 пе­реключателя соединяются параллельно и обтекаются выпрямленным током сети че­рез элементы VD2 и К1.1. В результате че­го двигатель эффективно тормозится. По окончании разряда тормозного конденсато­ра С1 на обмотку К1 герконового реле, по­следнее размыкает свои контакты К1.1 в це­пи диода VD2, отключая тем самым обмотки «Г» и «В» двигателя от сети.

Устройство обеспечивает эффективное динамическое торможение КОАД, а также уменьшение искрения контактов переклю­чателя SA1 при отключении двигателя за счет шунтирующего действия цепочки VD2-K1.1, что увеличивает надежность его работы.

Устройство может быть использовано не толь­ко для маломощных электродвигателей, но и для машин большой мощности, так как емкость тор­мозного конденсатора не зависит от мощности электродвигателя.

Детали

Выключатель SA1 любой малогабаритный двух­полюсный на два положения, подходящий по то­ку и напряжению, например, типа П2Т-13 220В-3А или ТП1-2 220В-2А.

Диод VD1 типа КД105В,Г (0,3 А, 600 В, 800 В); КД209Б,В (0,5 А, 600 В, 800 В) или 1N4007, 1 А, 1000 В. Диод VD2 типа КД202М, Р на ток 3 А и на­пряжение 500 В и 600 В соответственно для дви­гателей мощностью до 600 Вт может быть заменен диодом Д248Б или Д234Б.

Резисторы R1 и R2 типа МЛТ-2 сопротивлени­ем 3 кОм и 5,6 кОм соответственно.

Конденсатор С1 подбирают примерно из рас­чета 6,6…7,0 мкФ на 100 Вт мощности двигателя типа МБГО-2, КБГ-МП, БГТ на напряжение не ни­же 400 В или типа МБГЧ, что предпочтительней. Конденсатор С2 типа КЭ-2, ЭМ или импортный 100… 150 мкФ 50…100 В.

Герконовое реле К1 состоит из катушки от ре­ле МКУ-48 на 48 В, в отверстии которой установ­лен геркон на ток, соответствующий мощности КО­АД. Вместо герконового реле может быть использовано промежуточное реле переменного тока на напряжение 220 В, с контактной группой на 5 А, типа РП-21 или, соответственно, реле типа РП-25 и МКУ-48.

Наладка

Наладка устройства заключается в уточнении величины сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С2 для получения задержки на от­пускание контактов К1.1 реле К1 в пределах 2…3 с, которую можно осуществить без подключения КОАД к сети. Это время можно окончательно уточнить при подключенном двигателе, чтобы оно совпало примерно со временем его остановки, тоесть отсутствовал бы свободный выбег ротора КО­АД при работе в режиме торможения.

Литература

1. Патент Швейцарии №452040, кл. Н 02 Р 3/24, 1969.
2. Патент США №3798523, кл. 318-212, 1974.
3. Авторское свидетельство №813641 СССР, М. Кл³. Н 02 Р 3/24, Н02 К 17/04. Однофазный асинхронный электродвигатель с устройством для динамического торможения / К.В. Коломойцев (СССР). — №2692759/24-07: заяв. 07.12.78; опуб. 15.03.81 Бюл. №10.

Автор: Константин Коломейцев, г. Ивано-Франковск