Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_458
.pdf
который замкнет обмотку 64 первого реле и, таким образом, закоротит ее. Двигатель будет автоматически
разогнан до полной рабочей скорости 90 градусов аналогично тому, как это показано на рис. 6. На рис. 6 при
замкнутом разъединителе 51 двигатель будет отключен от источника питания при размыкании пилотного
выключателя 95 53, при этом второе и третье реле останутся в замкнутом положении, но первое реле будет
активировано и разомкнет свои контакты в ответ на размыкание контактора линии 10l 54.
В схеме, показанной на рис. 7, при замкнутом разъединителе 63, размыкание управляющего выключателя 67
отключит двигатель от источника питания и автоматически включит все три реле, размыкая их контакты.
Конструкция, показанная на рис. 6, имеет преимущество перед конструкцией, показанной на рис. 7, в том, что
при размыкании пилотного выключателя 53 для отключения двигателя от источника питания срабатывает
только первое реле, размыкая его контакты, тогда как в конструкции, показанной на рис. 7, размыкание
пилотного выключателя 67 приводит к срабатыванию всех трех реле и размыканию их контактов.
В схеме, показанной на рис. 8, описанные ранее реле выполнены в виде электромагнитных переключателей,
которые напрямую закорачивают пусковые резисторы, а не через электромагнитные переключатели или
контакторы, как в предыдущих схемах. В данной схеме замыкание переключателя 70 с ручным управлением
соединяет двигатель с источником питания, при этом резисторы R12 и R13 в цепи двигателя ограничивают
ток, потребляемый двигателем при запуске. Замыкание выключателя 70 накоротко замыкает обмотку 71
первого электромагнитного выключателя и позволяет этому выключателю замыкать контакты в ответ на
падение напряжения на резисторе R".
1,5 Замыкание первого электромагнитного выключателя закорачивает обмотку 72 «съемника» второго
электромагнитного выключателя и позволяет замыкать этот выключатель в ответ на включение обмотки 73
«отключения», которая включается в ответ на падение напряжения на резисторе R12. Замыкание второго
электромагнитного выключателя также приводит к замыканию третьего электромагнитного выключателя в
соответствии с его смещением в замкнутое положение, реагируя на падение напряжения на резисторе R13.
Размыкание выключателя 70 приводит к размыканию всех электромагнитных резистивных выключателей,
поскольку нижние, или «подающие», обмотки одновременно находятся под напряжением на контактах
выключателя 70. Затем детали будут установлены в положение, показанное на чертеже.
=35 На схеме, показанной на рис. 9, электромагнитные переключатели или контакторы, управляющие
пусковыми резисторами, имеют нормально замкнутый тип, а электромагнитные реле, управляющие этими
пусковыми контакторами, имеют нормально разомкнутый тип. При расположении компонентов, показанном на
рисунке, замыкание пилотного выключателя 74 подает питание на линейный контактор 75, который замыкает
цепь и подключает двигатель 4a5 к источнику питания с пусковыми резисторами R14, R15 и R16,
включенными в цепи двигателя для ограничения тока, потребляемого двигателем при запуске. Замыкание
линейного контактора 73 закорачивает обмотку 76 первого реле, отвечающую за срабатывание, и включает
обмотку 77 этого реле, отвечающую за отключение, в ответ на падение напряжения на резисторе R'4.
Обмотка 78 второго реле будет активироваться в ответ на падение напряжения на резисторе ER4, обмотка 79
будет активироваться в соответствии с падением напряжения на резисторе Ro5, обмотка 78 будет
активироваться в соответствии с падением напряжения на резисторе R5, а обмотка 71 будет активироваться в
соответствии с падением напряжения на резисторе R6.
Следует отметить, что при замкнутом вручную разъединителе 82 и разомкнутом линейном контакторе 75, как
показано на чертеже, все реле, управляющие резистивными контакторами, находятся под напряжением,
замыкая свои контакты относительно смещения T0 до разомкнутого положения, а резистивные контакторы
находятся под напряжением, размыкая свои контакты относительно смещения до замкнутого положения.
Когда ток, потребляемый двигателем, уменьшится до заданного значения, включение обмотки 77 первого
реле будет таким, что это реле сможет разомкнуть свои контакты в соответствии со своим смещением в
разомкнутое положение и тем самым обесточить обмотку резистивного контактора 83, позволяя этому
контактору замкнуть свои контакты, чтобы закоротить резистор R14 и обмотку 78 второго реле. Обмотки 85
резистивных контакторов 84 и 83 будут последовательно обесточиваться для последовательного
закорачивания резисторов R15 и R16 способом, который будет очевиден специалистам в данной области
техники из описания других модификаций нашего изобретения.
В схеме, показанной на рис. 10, электродвигатель, имеющий якорь А и последовательное поле F,
предназначен для подключения к источнику питания SO через линейные контакторы 87 и 88 для одного
направления работы и через линейные контакторы 89 и 90 для другого направления работы. Резисторы R17,
I0%R и R9 предназначены для ограничения тока, потребляемого двигателем при запуске и при изменении
направления вращения двигателя с одного на другое. Контактор 91 предназначен для замыкания накоротко
резистора R19, а контактор 92 — для замыкания накоротко резистора R18. Реле 93 предназначено для
управления обмоткой контактора 92, а реле 94 и 95 предназначены для управления обмоткой контактора 91, а
также обмоткой контактора 92, как будет объяснено позже.
Управление двигателем осуществляется через контакторы и реле Ilz с помощью главного контроллера 96.
В таком виде и с таким расположением деталей, как показано на чертеже, работа данного варианта
осуществления нашего изобретения 1j_Uv осуществляется следующим образом: сначала замыкается
разъединитель 97, и включается защитный контактор 971, замыкающий цепь и устанавливающий
поддерживающую цепь для своей обмотки через свой верхний вспомогательный контакт. Таким образом,
обмотка 98 реле 95 и обмотка 99 реле 94 будут последовательно запитаны от источника питания через цепь,
которая включает последовательное поле F генератора. Катушка отключения 102 реле 95 и катушка
отключения 101 реле 94 также последовательно подключены к источнику питания. Таким образом, реле 94 и
95 будут активированы, размыкая свои контакты против их смещения в замкнутое положение. Перемещение
главного выключателя 96 вправо в рабочее положение подаст питание на обмотки контакторов 89 и 90 от
источника питания, тем самым замыкая цепь двигателя через резисторы R17, 1118 и.
Р19. Как только контакторы 89 и 90 замкнутся, на резисторе R19 возникнет падение напряжения, при котором
обмотка 100 реле 93 будет запитана, размыкая это реле против его смещения в замкнутое положение.
Обмотка 103 будет включена в соответствии с падением напряжения на RU8. Замыкание контактора 90
вызывает короткое замыкание обмотки 99 реле 94, но это реле останется разомкнутым, поскольку обмотка
101 реле теперь подключена параллельно резистору R19 и, следовательно, будет срабатывать в ответ на
падение напряжения на этом резисторе. Реле 95 4& также будет оставаться открытым, поскольку оно
заполнено.
На обмотку 98 этого реле будет подаваться сетевое напряжение, а верхняя обмотка 102 этого реле будет
подключена параллельно якорю двигателя и последовательно соединенным резисторам R17 и R18.
Когда ток падает до заданного значения из-за увеличения скорости вращения двигателя, падение напряжения
на резисторе R19 будет таким, что напряжения J50- на обмотке 101 будет недостаточно для поддержания
реле 94 в разомкнутом состоянии, несмотря на его смещение в замкнутое положение, и это реле замкнется,
тем самым включив обмотку контактора 91 5a от источника питания. Контактор 91 при замыкании замыкает
резистор R19 и обмотку 100 реле 93. Однако это реле 93 будет оставаться разомкнутым в течение некоторого
интервала времени (100), поскольку его верхняя, или «выпадающая», обмотка катушки 103 активируется в
ответ на падение напряжения на резисторе R18. Как только ток, потребляемый двигателем, снова упадет до
заданного значения, напряжение 65 на обмотке lo103 будет таким, что реле 93 сможет замкнуться, тем самым
подавая напряжение на обмотку контакторов 92 через источник питания.
Контактор 92 замыкает короткое замыкание 70 резистором R18. Если теперь главный выключатель 96
повернуть влево из положения «выкл» в рабочее положение слева, то контакторы 89, 90, 91 и 99 разомкнутся,
а контакторы 87 и 88 75 замкнутся. Размыкание контакторов 89 и 90 подает на каждую из обмоток реле 94 и 95
половинное линейное напряжение, и реле 94 разомкнется, но размыкание этого реле пока не окажет никакого
эффекта на реле 80, поскольку резистивные контакторы 91 и 92 размыкаются, когда контроллер переводится
в положение «выключено». Реле 95 будет оставаться разомкнутым, пока главный выключатель 9685
переводится из одного положения в другое, поскольку на обе катушки реле подается половина напряжения
сети. В левом рабочем положении главного выключателя 96 контакторы 87 и 88-90 будут замкнуты,
подключая двигатель к источнику питания с изменением направления тока через якорь двигателя. Замыкание
контактора 88 вызывает короткое замыкание обмотки 98 95 реле 95, но это реле остается разомкнутым
благодаря включению его обмотки 102, которая теперь находится под напряжением в ответ на падение
напряжения на резисторе R19.
Реле 94 также будет оставаться разомкнутым, поскольку на его обмотку 99 подается полное линейное
напряжение, а обмотка 101 запитывается в ответ на падение напряжения на якоре двигателя и резисторах
R17, 105 и R8. Резисторы R17, R1S и R'9 обеспечат достаточное сопротивление, чтобы двигатель можно было
напрямую переключать с одного направления вращения на другое, и ток, потребляемый двигателем I10l, не
был чрезмерным. Когда ток, потребляемый двигателем, снизится до заданного значения, реле 95 замкнет
свои контакты, тем самым активировав контактор 91, который замкнет и закоротит резистор R'9 и обмотку 100
реле 93. Таким образом, замыкание реле 93 будет регулироваться в зависимости от падения напряжения на
резисторе R"'. Когда падение напряжения 120 175,815 уменьшится до заданного значения, реле замкнет свои
контакты и включит контактор 92, чтобы замкнуть резистор R'8 и закоротить его, тем самым разгоняя
двигатель до полной рабочей скорости для данного направления вращения.
Если главный выключатель 96 перевести из левого положения в правое, то контакторы сопротивления 91 и 92
разомкнутся, линейные контакторы 87 и 88 разомкнутся, линейные контакторы 89 и 90 замкнутся, и реле 94
будет работать, предотвращая короткое замыкание резисторов R'8 и R19 до тех пор, пока ток, потребляемый
двигателем, не упадет до заданного значения.
Благодаря нашей конструкции, главный выключатель можно быстро перевести из одного рабочего положения
в другое, и двигатель будет реверсирован без чрезмерного или опасного потребления тока от источника
питания.
Схема, изображенная на рис. 10, в некоторых отношениях аналогична схеме на рис. 1, за исключением того,
что она проще и не обеспечивает такой же степени ручного управления двигателем, как схема на рис. 1. В
случае отключения электроэнергии во время работы двигателя контактор 971 будет обесточен, и контроллер
96 необходимо вернуть в положение «выключено», прежде чем двигатель можно будет снова запустить.
В описанных выше схемах, за исключением схемы на рис. 10, падение напряжения при замкнутом
разъединителе линии может привести к одновременному замыканию резистивных контакторов и линейного
выключателя при возобновлении подачи электроэнергии.
Для облегчения понимания нашего изобретения способы реализации этой особенности не показаны ни на
одном из рисунков, за исключением рис. 10.
Теперь мы опишем другую схему, в которой учитывается это условие, и специалистам в данной области будет
понятно, что показанное решение носит лишь иллюстративный характер и что защита может быть обеспечена
и другими способами.
Обращаясь к рисункам 11 и 12, можно заметить, что на рисунке 11 показана практически та же схема, что и на
рисунке 6, за исключением того, что предусмотрены средства для предотвращения отключения
электроэнергии. На фиг. 6 показано, что если разъединитель 51 замкнут, а пилотный выключатель 53 замкнут,
линейный контактор 54, реле и резистивные контакторы замкнуты, и двигатель подключен непосредственно к
линии, то в случае отключения питания линейный контактор 54, а также другие электромагнитные
выключатели и реле, смогут занять положение, показанное на рисунке. Если подача электроэнергии 70
возобновится, существует вероятность того, что резистивные контакторы 60, 61 и 62 замкнутся до или
одновременно с замыканием линейного контактора 54. Если произойдет это событие 75, замыкание
линейного контактора 54 подключит двигатель напрямую к источнику питания, и двигатель будет потреблять
чрезмерный ток, если скорость двигателя 80 существенно снизится.
Расположение элементов на рис. 11 призвано устранить подобную проблему.
Следует отметить, что мы предусмотрели кнопочное управление, а линейный контактор 104 снабжен
вспомогательным контактом 105.
Для запуска двигателя предусмотрена нормально разомкнутая кнопка 106, а для остановки двигателя —
нормально замкнутая кнопка 107. Реле 108 имеет неподвижный контакт 109, соединенный с клеммой кнопки
запуска 106. В таком виде, как показано на рисунке 96, работа данной особенности нашего изобретения
осуществляется следующим образом:
Сначала будет замкнут выключатель 110, что приведет к подаче напряжения на нижнюю или «спусковую»
катушку 111 реле унитаза 108. В притянутом положении.
Реле соединится с контактом 109. Если теперь кнопка запуска 106 замкнута, электромагнитный линейный
контактор 104 будет заряжен для замыкания цепи 105, при этом цепь проходит через проводник 112, кнопку
остановки 107, кнопку запуска 106, контакт 109 реле 108, через обмотку контактора к другому питающему
проводнику. 110 В замкнутом состоянии линейный проводник замыкает цепь через вспомогательные контакты
105 и создает удерживающую цепь для обмотки линейного контактора через контакты 105 и 11; кнопку
остановки 107, так что кнопку запуска 106 можно отпустить, и линейный контактор останется замкнутым.
Электромагнитные резистивные контакторы будут включены для последовательного замыкания 120 175,815
таким же образом, как описано в связи с рис. 6, и считается, что дальнейшее описание не требуется.
Предположим, что резистивные контакторы замкнуты, двигатель подключен непосредственно к источнику
питания, и что в случае отключения электроэнергии линейный контактор 104, а также резистивные контакторы
и ускоряющие реле займут положения, показанные на рисунке.
Если в этот момент произойдет возобновление подачи электроэнергии, линейный контактор не сможет
замкнуться, поскольку цепь удержания через вспомогательные контакты 105 разомкнута, а цепь через кнопку
запуска 106 также разомкнута. Таким образом, двигатель не будет запущен до тех пор, пока оператор не
закроет кнопку запуска 106.
На рис. 12 показан фрагмент схемы управления, в которой вместо кнопочного управления, показанного на
рис. 11, используется пилотный переключатель.
Это сводится лишь к замыканию контактов кнопки запуска 106 и подаче сигнала на пилотный выключатель
113 вместо кнопки остановки 107.
Когда переключатель 113 перемещается влево в положение замыкания цепи, обмотка линейного контактора
104 запитывается через контакт 109 и подвижный контакт реле 108, так что в случае обрыва напряжения и
возвращения реле 108, а также других реле и линейного контактора 104 в исходное положение, линейный
контактор не может быть повторно замкнут до тех пор, пока реле 108 не будет запитано и не замкнет
контактор 109. Это предотвратит замыкание резистивных контакторов до замыкания линейного контактора.
Чтобы продемонстрировать широкую применимость нашего изобретения в самых разных областях, мы
показали его воплощение в нескольких вариантах управления электродвигателем, однако специалистам в
данной области будет очевидно из понимания нашего изобретения, что его применение никоим образом не
ограничивается показанными конкретными вариантами. Представленные варианты были выбраны с основной
целью быстрого ознакомления других с изобретением и с целью показать, как изобретение может быть
применено в различных областях.
2 сентября 1920 г. Джон Грей, Кэннон-стрит, 83, Лондон, Восточный округ, агент заявителей, завершает
спецификацию, касающуюся усовершенствований в области управления электродвигателями. Мы, компания
«Британская электротехническая компания», британская компания с зарегистрированным офисом по адресу:
Кэннон-стрит, 83, Лондон, Восточный округ, настоящим заявляем о характере данного изобретения
(сообщение от компании «Генеральная электротехническая компания», корпорации, организованной в
соответствии с законами штата Нью-Йорк, из города Шенектади, округ Шенектади, штат Нью-Йорк).
(Соединенные Штаты Америки) и то, каким образом это должно быть выполнено, должно быть подробно
описано и установлено в следующем заявлении: Наше изобретение относится к управлению
электродвигателями и обеспечивает усовершенствованные средства, с помощью которых двигатели могут
запускаться, останавливаться и в целом управляться безопасным, надежным и эффективным способом.
В частности, наше изобретение относится к управлению электродвигателями, в котором двигатель
разгоняется до полной рабочей скорости посредством ряда последовательных шагов.
Обычно для ограничения тока, потребляемого двигателем во время запуска, используются резисторы,
которые постепенно отключаются до тех пор, пока двигатель не выйдет на полную рабочую скорость. Ранее
были предусмотрены различные средства для осуществления автоматического отключения пускового
сопротивления, чтобы ток, потребляемый двигателем, не превышал заданного значения, и чтобы двигатель
мог быть выведен на полную рабочую скорость в кратчайшие сроки, соответствующие безопасным условиям
эксплуатации.
Ранее было принято разгонять двигатель ступенчато, регулируя ток с помощью реле ограничения тока и
подобных устройств. Эти реле обычно снабжены контактами, регулирующими включение соответствующих
переключателей, которые замыкают накоротко пусковые резисторы по мере увеличения скорости вращения
двигателя. В системах такого типа обычно используются шунтирующие контакторы, снабженные дисковыми
контактами с блокировкой. Эти контакты 1 5 не совсем свободны от недостатков с точки зрения эксплуатации,
особенно если управляющее устройство расположено таким образом, что может накапливать пыль и грязь.
Более современная разработка, позволяющая избежать использования этих блокировочных контактов,
представлена так называемой последовательной контакторной системой, в которой используются контакторы,
активируемые током двигателя, которые блокируются при высоком токе двигателя и замыкаются, когда ток
падает до надлежащего значения. Однако такая система не всегда обеспечивает тот полный контроль,
который может потребоваться.
В своей простейшей форме она не полностью контролируется оператором, а также не полностью
контролируется течением.
Кроме того, эта система плохо подходит для использования в случаях, когда двигатель должен работать без
нагрузки в течение части времени.
Для реализации нашего изобретения мы используем падение напряжения на пусковом сопротивлении,
которое пропорционально протекающему току и, следовательно, уменьшается по мере ускорения двигателя
из-за возрастающей противодействующей силы двигателя.
Подобные системы уже предлагались ранее, но не получили коммерческого применения, главным образом
потому, что не были должным образом организованы для удовлетворения практических условий
эксплуатации.
Одной из целей нашего изобретения является создание системы управления двигателем, обладающей всеми
преимуществами систем, в которых используются параллельные контакторы, и систем, в которых
используются последовательные контакторы, и при этом лишенной присущих этим системам недостатков.
Принципы нашего изобретения легко понять, рассмотрев его работу в связи с запуском двигателя постоянного
тока, хотя из понимания нашего изобретения станет очевидно, что оно не ограничивается управлением
двигателями постоянного тока, а может быть легко адаптировано для управления другими типами двигателей.
Для лучшего понимания нашего изобретения обратитесь к чертежам, прилагаемым к предварительной
спецификации 65, где на фиг. 1 показана система управления двигателем постоянного тока, воплощающая
наше изобретение, а на фиг. 2 и 3 показаны, соответственно, боковой и горизонтальный виды нормально
замкнутого реле для управления включением электромагнитных резистивных выключателей системы
управления, показанной на фиг. 1 На фиг. 4 и 5 показаны упрощенные схемы управления устройством, в
котором реле имеет нормально разомкнутый тип 7,5, а на фиг. 6–12 включительно схематически показано
наше изобретение, реализованное различными способами в системах управления электродвигателями.
На фиг. 1 показано, что электродвигатель 80 М с последовательным полем F питается от источника питания
10 через реверсивные контакторы 11, 12, 13 и 14, причем пара контакторов 11 и 14 предназначена для
подключения двигателя к источнику 85 для работы в одном направлении, а пара контакторов 12 и 13 — для
подключения двигателя к источнику для работы в другом направлении. В цепи якоря двигателя
предусмотрено сопротивление 0,90 Ом для ограничения тока, потребляемого двигателем при запуске. В
варианте осуществления нашего изобретения, показанном на фиг. 1, предусмотрены три секции пусковых
сопротивлений R1, R2 и R3. 95 Резистор R1 предназначен для закорачивания с помощью электромагнитного
выключателя или контактора 15, резистор R2 — с помощью контактора 16, а резистор R3 — с помощью
контактора 17. Управление этими резистивными переключателями осуществляется с помощью
электромагнитных переключателей или реле, которые срабатывают в ответ на падение напряжения на
пусковом сопротивлении.
Таким образом, резистивные контакторы 105 управляются в зависимости от тока, потребляемого двигателем,
причем схема устроена так, что когда двигатель разгоняется при запуске и ток, потребляемый двигателем,
уменьшается до надлежащего значения, 110 контактор 15 замыкается и закорачивает участок R', после чего
ток двигателя снова возрастает. Когда ток снова падает до нужного значения, контактор 16 замыкается.
Затем, когда двигатель ускоряется и ток снова падает, замыкается контактор 17. Нормально замкнутые реле
18 и 19 предназначены для управления первым резистивным контактором 15, нормально замкнутое реле
120-12175815 — для управления контактором 16, а нормально замкнутое реле 21 — для управления
контактором 17. Предусмотрен главный контроллер 22 для управления пуском, остановкой, изменением
скорости и реверсированием двигателя, а также сетевой выключатель 23 для управления подключением
двигателя и его управляющего устройства к источнику питания.
Реле с 18 по 21 включительно, которые очень схематично показаны на рис. 1, более подробно представлены
на рис. 2 и 3.
Каждое из этих реле по конструкции практически идентично, хотя обмотки 1,5 реле 18 и 19 соединены иначе,
чем обмотки реле 20 и 21.
Для наглядности будет описано реле № 20. Данное реле включает в себя неподвижный контакт 24 и
подвижный контакт 25 для управления включением обмотки катушки контактора 16, при этом подвижный
контакт 25 соединен с поворотным и подвижным элементом 26, к которому подсоединен якорь 27 верхней
катушки 28 и к которому также подсоединен якорь 29 нижней катушки 30. Элемент 26, несущий контакт 25,
смещается в непритянутое положение, то есть в положение, в котором контакты 24 и 25 зацепляются,
посредством пружины 31. В варианте осуществления нашего изобретения, показанном на фиг. 1, 2 и 3, реле
обозначены как 3.5 и имеют нормально замкнутое состояние, однако наше изобретение не ограничивается
этим, как будет объяснено в связи с расположением реле на фиг. 4. Якорь 27 крепится болтом 32 с резьбой,
благодаря чему якорь можно очень точно отрегулировать относительно сердечника 33 электромагнита,
частью которого является обмотка 28. Для удержания якоря 27 в перемещенном положении предусмотрен
фрикционный элемент 34, обладающий определенной упругостью.
Нижний якорь 29 также установлен на болте 35, имеющем резьбу и упругое фрикционное устройство 36,
удерживающее якорь в положении, в которое он был установлен относительно сердечника 37
электромагнита, частью которого является обмотка 30. Следует отметить, что магнитная структура верхнего
электромагнита практически не зависит от магнитной структуры нижнего электромагнита, и что оба
электромагнита могут регулироваться практически независимо друг от друга. Обмотка 28 верхнего
электромагнита подключена к второму резистору R2, а обмотка 30 нижнего электромагнита подключена к
первому резистору RI.
Реле 18 и 19 имеют аналогичную конструкцию, как и реле 20, за исключением того, что два независимых
электромагнита реле соединены параллельно, так что они одновременно включаются и выключаются. Когда
линейный выключатель 23 замкнут, два комплекта обмоток реле -70 соединены последовательно
параллельно источнику питания 10, и реле 18 и 19 разомкнуты. Когда главный выключатель 22 перемещается
вправо, чтобы активировать контакторы 12 и 13 75 для работы двигателя в одном направлении, обмотки реле
19 подключаются к части пускового сопротивления, а обмотки реле 18 — к оставшейся части сопротивления и
якорю двигателя 80, так что реле 19 замыкается, когда двигатель разгонится и ток двигателя уменьшится до
надлежащего значения. Таким образом, электромагнитный резистивный выключатель 15 (85) получает
питание и замыкается, инициируя последовательное замыкание резистивных выключателей по мере
увеличения скорости двигателя и уменьшения потребляемого двигателем тока до заданного значения.
Аналогично, когда главный контроллер -90 22 поворачивается влево, линейные контакторы 11 и 14
замыкаются под напряжением, и обмотки реле 18 подключаются к той же части резистора, что и обмотки реле
05 19, причем в этом случае обмотки реле 19 подключаются к оставшейся части резистора и якорю двигателя.
Реле 18 замкнется в ответ на увеличение скорости вращения двигателя 1000 и вызовет замыкание
резистивного выключателя 15. Когда двигатель работает в одном направлении, и главный контроллер 22
быстро переключается из положения «выкл» в другое рабочее положение, реле 18 и 19 предотвращают
замыкание резистивных переключателей 15, 16 и 17 до тех пор, пока ток, потребляемый двигателем, не
уменьшится до заданного значения. Таким образом, двигатель 110 можно «подключить», то есть быстро
перевести в обратное положение, быстро переключив главный выключатель из одного рабочего положения в
другое, без серьезных повреждений двигателя, поскольку при быстром переключении главного выключателя
из одного рабочего положения в другое пусковое сопротивление будет полностью возвращено в цепь якоря
двигателя, и это сопротивление не будет отключено до тех пор, пока ток якоря двигателя 12') 17-8I5 не упадет
до заданного безопасного значения.
Как только двигатель будет подключен к источнику питания, на пусковом сопротивлении возникнет падение
напряжения S, и реле 20 и 21 автоматически разомкнутся; импульсы от верхних катушек реле будут
дополнять импульсы от нижних катушек, обеспечивая размыкание. Замыкание резистивного контактора 15
обесточивает обмотку реле 20, а замыкание резистивного выключателя 16 обесточивает обмотку нижнего
электромагнита реле 21. Нижние электромагниты предназначены для размыкания реле, а верхние
электромагниты — для управления замыканием реле.
Поскольку обмотка 28 верхнего электромагнита реле 20 подключена параллельно резистору R2,
управляемому реле, при замыкании контактора 15 замыкающая катушка 30 обесточивается, и реле
удерживается в разомкнутом положении с помощью обмотки 28 до тех пор, пока падение напряжения на
резисторе R2 не уменьшится до такого значения, что реле замкнется, тем самым активируя контактор 16 для
замыкания и короткого замыкания участка R2 пускового резистора. Замыкание контактора 16 аналогичным
образом обесточивает нижнюю, или размыкающую, катушку реле 21 и позволяет этому реле замыкаться в
ответ на падение напряжения на участке R3 резистора.
В таком виде и с таким расположением деталей, показанным на рис. 1, работа системы осуществляется
следующим образом: для запуска двигателя сначала замыкается сетевой выключатель 23, тем самым
соединяя последовательно обмотки реле 18 и обмотки реле 19 в цепи питания. Таким образом, эти реле
разомкнутся, несмотря на смещение в сторону замкнутого положения.
Затем главный выключатель 22 будет перемещен, скажем, вправо, в свое первое рабочее положение, в
результате чего пара реверсивных контакторов 12 и 13 замкнется, чтобы подключить двигатель к источнику
питания со всем пусковым сопротивлением в цепи двигателя. Когда контакторы 12 и 13 замыкаются, обмотки
реле 19 подключаются к участку Rx резистора R1, а обмотки реле 18 подключаются к оставшейся части
резистора и якорю двигателя. Замыкание цепи двигателя приведет к размыканию нормально замкнутых реле
20 и 21, поскольку нижняя, или размыкающая катушка 30 реле 20 активируется в ответ на падение
напряжения на резисторе R', а верхняя, или замыкающая катушка 28 активируется в ответ на падение
напряжения на резисторе R2, и нижняя, или размыкающая катушка реле 21 активируется в ответ на падение
напряжения на резисторах R' и R'2, а верхняя, или замыкающая катушка активируется в ответ на падение
напряжения на резисторе R3.
Как только ток двигателя снизится из-за его ускорения, падение напряжения на участке Rx уменьшится до
такого значения 75, что реле 19 замкнет свои контакты в соответствии со своим смещением. Однако
резистивный контактор 15 не будет замкнут до тех пор, пока главный контроллер не будет перемещен во
второе рабочее положение 80, тем самым замыкая цепь для обмотки контактора 15 через контакты реле 19 и
сегменты 38 главного контроллера. Замыкание контактора 15 обесточит нижнюю или размыкающую катушку
30 реле 20, но это реле не замкнется, поскольку оно удерживается в разомкнутом положении с помощью
верхней или замыкающей катушки 28. Как только падение напряжения на участке R2 резистора 10
уменьшится до такого значения, что обмотка 28 перестанет удерживать реле в разомкнутом положении,
противодействуя его смещению в замкнутое положение, реле автоматически замкнет свои контакты. Однако
контактор 16 не будет замыкаться под напряжением до тех пор, пока главный контроллер не будет перемещен
в третье рабочее положение, в результате чего обмотка контактора 16 будет запитана через контакты 24 и 25
реле 20, сегмент 39 главного выключателя и контакты реле 19.
Замыкание контактора 16 обесточит нижнюю, или размыкающую, катушку реле 21, и это реле будет
удерживаться в разомкнутом положении с помощью верхней, или замыкающей, катушки, так что когда
падение напряжения на участке R3 пускового резистора уменьшится до заданного значения, реле 21 замкнет
свои контакты в соответствии со своим смещением. Контактор 17 не будет замкнут до тех пор, пока главный
выключатель не будет перемещен в четвертое рабочее положение, так что обмотка контактора ii 17 может
быть запитана от источника питания через контакты реле 21, сегмент 40 главного выключателя и контакты
реле 19.
При необходимости главный выключатель 22 можно сразу перевести в четвертое рабочее положение, и
контакторы сопротивления будут автоматически последовательно замыкаться в ответ на увеличение скорости
двигателя и падение напряжения на пусковом сопротивлении. Автоматическое замыкание резистивных
контакторов может быть прекращено в любой момент путем перемещения контроллера назад в третье,
второе или первое рабочее положение контроллера. Например, главный контроллер сначала переводится в
четвертое положение, и автоматическое отключение сопротивления продолжается до тех пор, пока не
замкнется контактор 16; если контроллер переместить обратно во второе положение, последовательное
замыкание контакторов будет остановлено, контактор 16 разомкнется, но контактор 15 останется замкнутым.
В случае, если главный контроллер 22 сначала сместится влево, обмотки реле 18 будут подключены к части
Rx пускового сопротивления R', а обмотки реле 19 будут подключены к оставшейся части сопротивления и
якорю двигателя. Когда падение напряжения на компоненте Rx уменьшится до заданного значения, реле 18
замкнется, инициируя автоматическое отключение пускового резистора аналогично тому, как это описано в
связи с реле 19, когда контроллер был перемещен из выключенного положения вправо. Разумеется, следует
понимать, что при перемещении главного контроллера влево пара реверсивных контакторов 12 и 13
обесточивается, а пара 11 и 14 включается, подключая двигатель к источнику питания для работы в
направлении, отличном от того, которое возникает при замыкании контакторов 12 и 13. Если главный
контроллер переведён в четвёртое или полностью рабочее положение вправо, и требуется быстро
переключить двигатель в обратное направление, это можно сделать, быстро переведя главный контроллер в
четвёртое или полностью рабочее положение влево.
После этого пара контакторов 12 и 13 разомкнутся, все резистивные контакторы автоматически разомкнутся, а
пара реверсивных контакторов 11 и 14 замкнутся. Затем двигатель 565 будет подключен к источнику для
работы в обратном направлении, при этом все пусковые сопротивления будут включены в цепь двигателя.
Это называется «заглушкой» двигателя, и это не причинит двигателю никакого вреда, поскольку все пусковое
сопротивление включено в цепь якоря двигателя, чтобы уменьшить скачок тока. Когда ток в цепи якоря
двигателя уменьшится до заданного значения, реле 6,5 18 замкнет свои контакты, чтобы инициировать
последовательное срабатывание резистивных контакторов описанным ранее способом.
Следует отметить, что магнитные цепи 70 катушек реле независимы друг от друга и что реле с 18 по 21
включительно обладают широким диапазоном регулировки. Значения, при которых реле будут открываться и
закрываться, могут изменяться независимо друг от друга, и этот широкий диапазон допустимых регулировок
делает реле пригодным практически для всех видов эксплуатации, в которых используются электродвигатели.
Следует также отметить, что одно и то же реле и катушки могут использоваться для двигателей всех
типоразмеров с практически одинаковым напряжением, что приводит к упрощению и снижению стоимости
оборудования управления и требует наличия на складе очень небольшого количества запасных частей.
Благодаря отсутствию блокировочных контактов устраняется множество проблем в работе, упрощается
проводка, и требуется меньше времени и трудозатрат при изготовлении контрольного оборудования. Реле не
имеют механической связи с резистивными контакторами и могут располагаться в любом удобном месте или
быть защищены от несанкционированного доступа.
сыновья и подальше от грязи. Контактные части реле расположены вертикально, поэтому в них будет
скапливаться минимальное количество грязи.
Следует отметить, что в нашей конфигурации сохраняются как преимущества систем с последовательным
контактором, так и преимущества систем с параллельным контактором. Реле, будучи нормально замкнутыми,
никогда не используются для размыкания цепи и, следовательно, могут быть сделаны довольно простыми и
недорогими, поскольку замыкание цепи относительно просто по сравнению с размыканием цепи, особенно
индуктивной. Вследствие этого, движение контактов реле l10 может быть любым желаемым, а значения
«срабатывания» и «отключения» реле могут регулироваться независимо от расстояния между контактами в
разомкнутом состоянии реле. 1 15 Ввиду широкого диапазона допустимых регулировок, любая из катушек
реле может быть подключена для содействия срабатыванию реле или же в качестве катушки, управляющей
срабатыванием реле. Поскольку обе катушки реле обесточиваются при замыкании контактора сопротивления,
управляемого реле, не возникает тенденции к размыканию реле или уменьшению давления на контакты реле
из-за увеличения тока при отключении контактора сопротивления.
Еще одним важным преимуществом нашего изобретения является возможность наличия как характеристики
ограничения времени отключения пускового сопротивления, так и характеристики ограничения тока. Таким
образом, когда катушка реле 20 замыкается накоротко при замыкании резистивного выключателя 15, катушка
не обесточивается мгновенно из-за индуктивного эффекта, и якорь 29, следовательно, будет оставаться в
притянутом положении в течение значительного промежутка времени. Этот временной интервал может
изменяться путем изменения положения якоря 29 на резьбовом болте 35, поскольку чем ближе якорь к
сердечнику электромагнита, тем дольше якорь будет удерживаться намагниченностью после обесточивания
катушки.
Ещё одним важным преимуществом нашего изобретения является то, что в случае «замораживания» любого
из резистивных контакторов это повлияет только на этот участок сопротивления и не приведёт к практически
прямому подключению двигателя к источнику питания. Таким образом, предположим, что контакты контактора
15 случайно запаялись, и что контроллер 22 повернут вправо так, что катушки реле 19 подключены к участку
Rx пускового сопротивления.
Катушка 30 реле 20 будет закорочена контактором 15, но скачок тока будет таким, что падение напряжения на
резисторе R активирует катушку 28, размыкая контакты реле. Реле 21 разомкнется в 45-м положении
обычным способом, но ни один из резистивных выключателей не будет замыкаться до тех пор, пока не
замкнется реле 19, после чего контактор 16 замкнется, когда замкнется реле 20, и отключение резистора
будет происходить описанным выше способом.
В расположении, показанном на рис.
4
и 5 мы продемонстрировали наше изобретение, воплощенное в устройстве, в котором 5,5 электромагнитный
переключатель или реле для управления сопротивлением в цепи двигателя с целью изменения скорости
двигателя имеет нормально разомкнутый тип. Схема на фиг. 4 и 5 представляет собой упрощенную
диаграмму соединений системы управления подъемным двигателем, и для удобства понимания нашего
изобретения показаны только соединения для опускания.
Когда пилотный выключатель 41 замкнут, резистивный контактор 42 замыкается, поскольку обмотка этой
катушки будет запитана через контакты главного выключателя 43, когда главный выключатель находится в
выключенном положении. При замыкании контактор 42 замыкает накоротко участок резистора R5 под углом
70°. Когда главный выключатель перемещается влево в следующее рабочее положение, линейный контактор
44 и резистивный контактор 45 замыкаются, тем самым соединяя двигатель с источником питания, при этом
последовательное поле F двигателя подключается параллельно якорю двигателя, а катушка
электромагнитного тормоза активируется, освобождая тормоз. В этом положении контактор 42 обесточен, и
сопротивление R5 включено в цепь двигателя.
Контактор 46 также находится под напряжением, включая якорь двигателя, соединенный последовательно с
резистором R6, находящимся в параллельной цепи с последовательно включенным полем F и тормозной
катушкой B. Нормально замкнутый контактор 47 также будет подан для размыкания. Реле 48 будет
активировано (id) для замыкания контактов, поскольку нижняя катушка 49 подключена к резистору R5, а
верхняя катушка 50 — к резистору R6. Таким образом, реле будет активировано, чтобы замкнуть свои
контакты, противодействуя смещению в разомкнутое положение, и установить поддерживающую цепь для
обмоток контакторов 46 и 47, чтобы поддерживать контакторы 46 замкнутыми, а контакторы 47 разомкнутыми
независимо от главного выключателя 43.
При работающем двигателе, если главный выключатель перевести в положение «выключено», линейный
контактор 44 обесточится и разомкнется, а резистивный контактор 1roj также обесточится и разомкнет свои
контакты. Теперь резистивный контактор 49 будет под напряжением, чтобы замкнуть и закоротить
сопротивление R5, в результате чего нижняя катушка 49 реле 1.10 48 будет обесточена. Реле будет
оставаться замкнутым в течение определенного интервала времени, поскольку верхняя или отключающая
катушка 50 подключена параллельно резистору R6, так что контакторы 46 и 47 останутся под напряжением,
даже если главный выключатель l lo будет возвращен в положение «выключено». Теперь двигатель будет
включен в местную цепь динамического торможения, которая включает в себя якорь двигателя A, резистор
Rl6, контактор 46, 12 -16 175,815 175,815, тормозную катушку B и последовательное поле F.
Таким образом, тормоз будет оставаться отпущенным до тех пор, пока скорость двигателя существенно не
снизится, а падение напряжения 5a на сопротивлении R6 не уменьшится до такого значения, что реле 48
разомкнет свои контакты в соответствии со своим смещением. Когда скорость двигателя снизится до такого
значения, разомкнутое реле 48 обесточит контакторы 46 и 47, тем самым обесточив тормозную катушку B,
включив тормоз и подключив двигатель к локальной цепи динамического торможения, которая включает якорь
двигателя A, сопротивление R7 и последовательное поле F. Сопротивление R7 имеет такое значение, что
двигатель быстро остановится, а динамическое торможение будет дополнено тормозным эффектом
электромагнитного тормоза B. Следует отметить, что реле 48 является нормально разомкнутым, но принцип
его работы тот же, что и у нормально замкнутых реле, которые мы подробно описали в связи с рис. 1-3
включительно. В обоих случаях реле перемещается против своего смещения в одно положение с помощью
двух катушек, каждая из которых подключена к резистору для регулирования скорости двигателя, и когда одна
из катушек обесточивается в результате короткого замыкания одного из резисторов, реле перемещается в
соответствии со своим смещением в исходное положение в ответ на включение другой катушки.
Исходя из приведенного ранее описания нашего изобретения, предполагается, что полное понимание
варианта осуществления нашего изобретения, представленного на рисунках с 6 по 10 включительно, будет
получено из описания работы устройства.
Обращаясь к рис. 6, замыкание выключателя 51 с ручным управлением 4,5 соединяет обмотку 52 первого
реле с источником питания и приводит к размыканию контактов этого реле.
Соседние файлы в папке патенты