專利名稱:使異步電機(jī)斷路的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于使異步電機(jī)斷路的方法和裝置，是使用從交流電源來(lái)的經(jīng)檢波后的直流電，施加于上述電機(jī)的磁場(chǎng)繞組。
用直流電加于異步電機(jī)的磁場(chǎng)繞組的方法，以解決異步電機(jī)斷路的問(wèn)題，可從以前公開(kāi)的例子中找到，如德國(guó)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)2，214，731及3，040，035。在這些解決方法中，斷路的持續(xù)時(shí)間基于對(duì)斷路時(shí)間的設(shè)定，因此，如果電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度改變，或者連接著其電樞的轉(zhuǎn)子質(zhì)量改變，斷路時(shí)間就不會(huì)準(zhǔn)確停止并出現(xiàn)再設(shè)定現(xiàn)象。排除以上缺點(diǎn)的方法，可在以下公開(kāi)文件中找到如，美國(guó)書(shū)4，392，098，德國(guó)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)A1 3，110，841和歐洲書(shū)A2 41，191，其中要控制加到鼠籠形感應(yīng)電機(jī)中磁場(chǎng)繞組的斷路電流，可使用以下方法利用從磁場(chǎng)繞組中感應(yīng)到的電壓頻率、感應(yīng)到的電壓或感應(yīng)到的電流。這些方法都常要利用相當(dāng)昂貴的包括一些結(jié)構(gòu)元件的專門(mén)儀器。
本發(fā)明的目的，在于提供一個(gè)方法及裝置，來(lái)控制異步電機(jī)的斷路，而不論電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和/或與電樞相接的轉(zhuǎn)子質(zhì)量有何改變;這方法及裝置可用來(lái)啟動(dòng)和斷路單相、雙相或多相的異步電機(jī)。
本發(fā)明的主要特征將在權(quán)利要求
書(shū)的各項(xiàng)特點(diǎn)中予以說(shuō)明。
本發(fā)明將以實(shí)施例及所附圖表說(shuō)明，其中圖1為裝置的電路圖，該裝置為啟動(dòng)和斷路以三相網(wǎng)絡(luò)供電的三角形接法的鼠籠電機(jī);
圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的裝置電路圖，該裝置為啟動(dòng)和斷路以三相網(wǎng)絡(luò)供電的三角形接法鼠籠電機(jī);
圖3為根據(jù)圖2裝置中斷路電流控制器的電路圖;
圖4為一裝置的電路圖，該裝置附有安全繼電器，用作連接和控制斷路電流，此電流是三相網(wǎng)絡(luò)供至星形接法鼠籠電機(jī)的;
圖5為一裝置的電路圖，該電路連接和控制斷路電流，此電流由雙相網(wǎng)絡(luò)供至鼠籠電機(jī);
圖6為一裝置的電路圖，該電路連接和控制斷路電流，此電流由單相網(wǎng)絡(luò)供至三角形接法電容式電機(jī)中;
圖7為一裝置的電路圖，該電路連接和控制斷路電流，此電流由單相網(wǎng)絡(luò)供至星形接法電容式電機(jī)中;
圖8為一裝置的電路圖，該電路連接和控制斷路電流，此電流由單相網(wǎng)絡(luò)供至電容式電機(jī);以及圖9為一發(fā)電機(jī)電壓的曲線圖，該電壓由圖1實(shí)施例所產(chǎn)生;
在各圖中，相似的構(gòu)件都以同樣標(biāo)號(hào)表示。
圖1顯示一個(gè)三相網(wǎng)絡(luò)的R、S、T、N端，以及鼠籠電機(jī)的三角形接法磁場(chǎng)繞組1、2、3。要啟動(dòng)電機(jī)，S端由按鍵開(kāi)關(guān)13，經(jīng)按鍵停止開(kāi)關(guān)14、按鍵應(yīng)急開(kāi)關(guān)15、斷路電流繼電器28的觸點(diǎn)23、運(yùn)行電流繼電器27的線圈7，連接到N端，跟著，工作電流繼電器吸合，其中的觸點(diǎn)8開(kāi)啟，觸點(diǎn)9、10、11將來(lái)自R，S，T的相電壓連接至磁場(chǎng)繞組1、2、3的6、5、4端，而線圈7經(jīng)觸點(diǎn)14、12、15、23得到維持電流。要把電機(jī)斷路，工作電流繼電器27的維持電流電路，要經(jīng)按鍵停止開(kāi)關(guān)14或按鍵應(yīng)急開(kāi)關(guān)15切斷，使工作電流繼電器27釋放，其中觸點(diǎn)9、10、11、12斷開(kāi)以切斷電機(jī)的工作電流，然后觸點(diǎn)8閉合，通過(guò)短路電樞鐵心的轉(zhuǎn)動(dòng)及勵(lì)磁在磁場(chǎng)繞組1，2，3中感應(yīng)到的交流電壓，從兩個(gè)相互串連相接的磁場(chǎng)繞組1，2的4，6端，經(jīng)電阻16和整流器17，及與電容器兩端相接的斷路電流繼電器28的線圈19接至電容器18;這時(shí)候，斷路電流繼電器28吸合，用作斷路電源的三相網(wǎng)絡(luò)R端，經(jīng)觸點(diǎn)20，通過(guò)二極管24，連接到該兩個(gè)互相串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組1，2的外端6，又通過(guò)二極管25，連接到該兩個(gè)互相串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組1、2的另一外端4，接著，該兩個(gè)互相串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組1、2的共同端5，借觸點(diǎn)22，經(jīng)斷路電流調(diào)節(jié)器26，連接到斷路電源的N端。沿同一方向經(jīng)二極管24，25流向電機(jī)磁場(chǎng)繞組1、2的直流電，在短路電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，于該兩個(gè)互相串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組1、2的外端維持一交流電壓，與此同時(shí)在斷路電流繼電器28中維持一保持電流，該保持電流利用斷路電流繼電器28的保持電流調(diào)節(jié)器16和/或斷路電流調(diào)節(jié)器26，來(lái)調(diào)節(jié)以適合于不同的斷路過(guò)程，使斷路電流繼電器28釋放，并且當(dāng)短路電樞轉(zhuǎn)動(dòng)停止或當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)速度減至某設(shè)定值時(shí)，其觸點(diǎn)20、21、22可切斷斷路電流。斷路電流繼電器28的可開(kāi)觸點(diǎn)23，在斷路時(shí)切斷電機(jī)的啟動(dòng)電流電路。
圖9中，曲線圖A表示出鼠籠電機(jī)的工作電壓，曲線圖B表示鼠籠電機(jī)產(chǎn)生的發(fā)電電壓，該發(fā)電電壓是在圖1實(shí)施例中工作電壓切斷后產(chǎn)生的，并是從串連的磁場(chǎng)繞組1、2的外端4、6所量測(cè)的。在所加的斷路電流的無(wú)電流半周期和經(jīng)二極管24、25的半波整流期間會(huì)產(chǎn)生此發(fā)電電壓。由于在斷路電流的帶電流半周期中，此電壓要作用于整流器17的交流端，所以此斷路電流沒(méi)有在整流器17的直流端1形成電壓。但圖9的發(fā)電電壓被整流到整流器17的直流側(cè)，如上述圖1所示。如圖9示出的發(fā)電電壓的電平保持相當(dāng)高這一現(xiàn)象的原因，是由于在斷路電流的帶電半周期中，電機(jī)的鐵心被磁化。因此，在斷路電流的無(wú)電流半周期間(特別是電機(jī)仍以高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí))，剩磁量和發(fā)電電壓的電平頗高。
即使幾個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)著，據(jù)圖1這種裝置的斷路電流繼電器的各觸點(diǎn)也會(huì)產(chǎn)生不希望有的火花和成拱現(xiàn)象。結(jié)果觸點(diǎn)受熱，使用于較高工作電壓的各觸點(diǎn)的通斷電流和通斷速率降低，觸點(diǎn)及繼電器的有效時(shí)間縮短，并且裝置的工作可靠性降低。這些問(wèn)題，都在根據(jù)本發(fā)明裝置的另一實(shí)施例中解決了，在圖2至圖8中所示出的此實(shí)施例是與幾種不同類(lèi)型的電機(jī)相接的。
圖2示出了一個(gè)三相網(wǎng)絡(luò)的R、S、T、N端，以及一個(gè)鼠籠電機(jī)的三角形接法磁場(chǎng)繞組1、2、3。要啟動(dòng)此鼠籠電機(jī)，S端藉啟動(dòng)開(kāi)關(guān)13，經(jīng)停止開(kāi)關(guān)14、應(yīng)急停止開(kāi)關(guān)15、斷路電流繼電器28的觸點(diǎn)23，和工作電流繼電器27的繞圈7連接到N端，從而使工作電流繼電器27吸合，其中的觸點(diǎn)8被開(kāi)啟，觸點(diǎn)9、10、11將來(lái)自R、S、T端的相電壓加到磁場(chǎng)繞組1、2、3的6、5、4端上，而繞圈7經(jīng)觸點(diǎn)12接收維持電流。要把電機(jī)斷路，工作電流繼電器27的維持電流電路藉停止開(kāi)關(guān)14或應(yīng)急停止開(kāi)關(guān)15斷開(kāi)，跟著工作電流繼電器27釋放，其中觸點(diǎn)9、10、11被開(kāi)路，電機(jī)的工作電流切斷，觸點(diǎn)8被閉合，從而將通過(guò)短路電樞鐵心的剩磁和電樞的轉(zhuǎn)動(dòng)在磁場(chǎng)繞組1、2、3中感應(yīng)出的來(lái)自兩個(gè)相互串接的磁場(chǎng)繞組1和2的發(fā)電電壓經(jīng)整流器17加到斷路電流繼電器28的線圈19和斷路電流控制器18上;然后使斷路電流繼電器28閉合，其中觸點(diǎn)20、21、22閉合，而觸點(diǎn)20經(jīng)半導(dǎo)體二極管24將斷路電源RN的R端連到磁場(chǎng)繞組1、2的外端6，觸點(diǎn)21經(jīng)半導(dǎo)體二極管25，將上述R端連到磁場(chǎng)繞組1、2的另一外端4上，觸點(diǎn)22則經(jīng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)26(處于非導(dǎo)通狀態(tài))，連接斷路電源RN的另一端N到磁場(chǎng)繞組1、2共用的S端上;跟著控制器18使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)26處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而接通斷路電流以激勵(lì)磁場(chǎng)繞組1、2，直至控制單元18使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)26成非導(dǎo)通狀態(tài)，之后斷路電流繼電器28釋放，其中觸點(diǎn)20、21、22分開(kāi)。由于斷路電流繼電器28的觸點(diǎn)20、21、22在其閉合及分開(kāi)時(shí)沒(méi)有電流，所以也不會(huì)有火花或成拱現(xiàn)象產(chǎn)生。斷路時(shí)，斷路電流繼電器28的不開(kāi)觸點(diǎn)23將切斷鼠籠電機(jī)的啟動(dòng)電流電路。
圖3顯示的電路圖包括了斷路電流控制器18、整流器17、斷路電流繼電器28的線圈19和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)26?？刂破?8包括前置電阻29、電容器30、齊納二極管31、發(fā)光二極管電流調(diào)節(jié)電阻32和光耦合器33。當(dāng)鼠籠電機(jī)的工作電流切斷，鼠籠電機(jī)的發(fā)電電壓就經(jīng)工作電流繼電器27的觸點(diǎn)8和整流器17，連接到斷路電流繼電器28的線圈19和斷路電流控制器18上，繼而斷路電流繼電器28吸合，與此同時(shí)電容器30經(jīng)前置電阻29充電。當(dāng)充電充到某預(yù)定電壓電平時(shí)，光耦合器33使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通(如三端雙向可控硅開(kāi)關(guān))，而斷路電流被加到磁場(chǎng)繞組1、2上。齊納二極管31將電容器30的電量限制在某預(yù)定電壓電平上。此斷路操作使鼠籠電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和發(fā)電電壓減至零，同樣地電容器30的電壓亦因發(fā)光二極管電流和斷路電流繼電器28的保持電流而減少，光耦合器33使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)26呈非導(dǎo)通裝態(tài)并使斷路電流切斷，但是斷路電流繼電器28仍經(jīng)前置電阻29從電容器30接收維持電流，直至斷路電流繼電器28隨著電容器30的電壓被減至某預(yù)定的電平而予以釋放。藉控制器18可制動(dòng)鼠籠電機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)娜贉p至減速，繼而使其自轉(zhuǎn)動(dòng)或再啟動(dòng)。光耦合器33可由發(fā)光二極管和光敏電阻組成，或可由發(fā)光二極管和光敏半導(dǎo)體組成。而齊納二極管31可由相應(yīng)的用以限制電壓和穩(wěn)定電壓的元件代替。
圖4說(shuō)明了一星形接法鼠籠電機(jī)內(nèi)對(duì)斷路電流的通斷及控制，該鼠籠電機(jī)由三相網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)。斷路電流經(jīng)磁場(chǎng)繞組1、2、3予以連接使其流通，但它也可直接從磁場(chǎng)繞組1、2共用的5端，連接到半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)26上。否則斷路電流的通斷及控制，就會(huì)與聯(lián)系圖2、圖3所說(shuō)明的情況類(lèi)似。據(jù)圖4的裝置中，延時(shí)繼電器39的線圈36，與工作電流繼電器27的線圈7串聯(lián)。當(dāng)繼電器27的維持電流切斷一段時(shí)間后，繼電器39將釋放，繼而觸點(diǎn)37會(huì)開(kāi)啟。這樣縱使與斷路過(guò)程有關(guān)的元件損壞，也能確保斷路電流的斷開(kāi)。
圖5顯示了對(duì)鼠籠電機(jī)內(nèi)斷路電流的通斷和控制，該電機(jī)由二相網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)，且附有兩個(gè)相似的繞組。圖5所示的通斷操作，跟圖2裝置的操作完全相同。
圖6顯示了對(duì)三角形接法電容式電機(jī)內(nèi)斷路電流的通斷和控制，該電機(jī)由單相網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)。電容器34與串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組1、2的外端4、6相連。否則其斷路電流的通斷和控制將與結(jié)合圖2、圖3所說(shuō)明的過(guò)程類(lèi)似。
圖7說(shuō)明了對(duì)星形接法電容式電機(jī)內(nèi)斷路電流的通斷和控制，該電機(jī)由單相網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)。電容器34與串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組1、2的外端4、6相連。斷路電流流經(jīng)第三個(gè)磁場(chǎng)繞組3，但亦可直接從磁場(chǎng)繞組1、2共用的5端，連接到半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)26上。否則斷路電流的通斷和控制會(huì)與結(jié)合圖2圖3所說(shuō)明的情況類(lèi)似。
圖8說(shuō)明了電容式電機(jī)內(nèi)斷路電流的通斷和控制，該電容式電機(jī)由單相網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)。電容器34與串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組1、2的外端4、6相連。否則斷路電流的通斷和控制則與圖2、圖3所說(shuō)明的操作相應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的方法和各裝置，可用來(lái)通斷和控制加在單、雙或多相鼠籠電機(jī)磁場(chǎng)繞組上的斷路電流。
斷路電流控制器18，配合其他裝置可用來(lái)控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的維持電流，和/或直流繼電器的維持電流。
權(quán)利要求
1.一種使異步電機(jī)斷路的方法，利用從交流電源來(lái)經(jīng)整流后的直流電加于上述電機(jī)的磁場(chǎng)繞組上，其特征在于斷路電流的接通，是在工作電流切斷后且當(dāng)其電樞仍靠某一電壓和電能轉(zhuǎn)動(dòng)(它產(chǎn)生于作為發(fā)電機(jī)的異步電機(jī))，此電壓和電能來(lái)自異步電機(jī)兩個(gè)互相串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組的外端，并且在半波整流斷路電流的無(wú)電流半周期中，自上述磁場(chǎng)繞組得到的上述發(fā)電機(jī)電壓和電能可維持所加斷路電流，直至上述電壓和電能減至某預(yù)定值。
2.一種使異步電機(jī)斷路的裝置，利用來(lái)自交流電源(RN)的經(jīng)整流后的直流電加于上述電機(jī)的磁場(chǎng)繞組(1、2、3)，其特征在于兩個(gè)互相串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組(1、2)的一個(gè)外端(6)，經(jīng)工作電流繼電器(27)的觸點(diǎn)(8)，連接到整流器(17)的一個(gè)交流電壓端，當(dāng)切斷工作電流時(shí)該觸點(diǎn)亦閉合，另一個(gè)外端(4)連接到整流器(17)的另一交流電壓端，而且為了使上述斷路電流繼電器(28)有維持電流，此斷路電流繼電器(28)的線圈(19)和斷路電流控制器(18)連接到整流器(17)的直流電壓端，同時(shí)斷路電源(RN)的一個(gè)(R)端通過(guò)半波整流元件(24)連接到上述串聯(lián)的磁場(chǎng)繞組(1、2)的另一外端(6)，又通過(guò)同相作用的另一半波整流元件(25)連接到上述磁場(chǎng)繞組的另一外端(4)上，而斷路電源(RN)的另一端(N)直接地或經(jīng)過(guò)第三磁場(chǎng)繞組(3)，連接到上述磁場(chǎng)繞組(1、2)的共用端(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的裝置，其特征在于斷路電流調(diào)節(jié)器(26)配置于斷路電源的另一端(N)和磁場(chǎng)繞組(1、2)共用的上述端(5)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2的裝置，其特征在于斷路電流控制器包括有電容器(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于斷路電流控制器(18)包括有電容器(30)、電容器穩(wěn)壓元件(32)(與上述電容器并連相接)和光耦合器(33)(由電容器(30)的電壓控制，其輸出被連接以控制上述斷路電流調(diào)節(jié)器(26)。
6.根據(jù)利要求3或5的裝置，其特征在于斷路電流調(diào)節(jié)器是一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(26)。
專利摘要
本發(fā)明是將直流電加于異步電機(jī)磁場(chǎng)繞組而使電機(jī)斷路的方法和裝置。據(jù)本發(fā)明呈發(fā)電作用的該電機(jī)串聯(lián)磁場(chǎng)繞組1，2外端4，6的交流電壓，在斷其工作電流后即被整流，并接斷路電流繼電器28的線圈19使其吸合，斷路電源R端經(jīng)半導(dǎo)體24由28的觸點(diǎn)20，21，22接繞組6端，又經(jīng)半導(dǎo)體25接其4端，而共用端5經(jīng)斷電調(diào)節(jié)器接N端。經(jīng)24，25加于繞組的直流電使其4，6端維持交流電壓，且在繼電器線圈19上呈整流后的維持電流，直至短路電樞停轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低于預(yù)定值，28即行釋放其觸點(diǎn)切斷斷路電流。
文檔編號(hào)H02P3/24GK86101326SQ86101326
公開(kāi)日1986年7月30日 申請(qǐng)日期1986年2月4日
發(fā)明者維諾·卡爾賈萊南 申請(qǐng)人:維諾·卡爾賈萊南導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan