专利名称:使异步电机断路的方法和装置的制作方法
本发明是关于使异步电机断路的方法和装置，是使用从交流电源来的经检波后的直流电，施加于上述电机的磁场绕组。
用直流电加于异步电机的磁场绕组的方法，以解决异步电机断路的问题，可从以前公开的例子中找到，如德国公开说明书2，214，731及3，040，035。在这些解决方法中，断路的持续时间基于对断路时间的设定，因此，如果电机转动的速度改变，或者连接着其电枢的转子质量改变，断路时间就不会准确停止并出现再设定现象。排除以上缺点的方法，可在以下公开文件中找到如，美国书4，392，098，德国公开说明书A1 3，110，841和欧洲书A2 41，191，其中要控制加到鼠笼形感应电机中磁场绕组的断路电流，可使用以下方法利用从磁场绕组中感应到的电压频率、感应到的电压或感应到的电流。这些方法都常要利用相当昂贵的包括一些结构元件的专门仪器。
本发明的目的，在于提供一个方法及装置，来控制异步电机的断路，而不论电机转动的速度和/或与电枢相接的转子质量有何改变;这方法及装置可用来启动和断路单相、双相或多相的异步电机。
本发明的主要特征将在权利要求
书的各项特点中予以说明。
本发明将以实施例及所附图表说明，其中图1为装置的电路图，该装置为启动和断路以三相网络供电的三角形接法的鼠笼电机;
图2为根据本发明另一实施例的装置电路图，该装置为启动和断路以三相网络供电的三角形接法鼠笼电机;
图3为根据图2装置中断路电流控制器的电路图;
图4为一装置的电路图，该装置附有安全继电器，用作连接和控制断路电流，此电流是三相网络供至星形接法鼠笼电机的;
图5为一装置的电路图，该电路连接和控制断路电流，此电流由双相网络供至鼠笼电机;
图6为一装置的电路图，该电路连接和控制断路电流，此电流由单相网络供至三角形接法电容式电机中;
图7为一装置的电路图，该电路连接和控制断路电流，此电流由单相网络供至星形接法电容式电机中;
图8为一装置的电路图，该电路连接和控制断路电流，此电流由单相网络供至电容式电机;以及图9为一发电机电压的曲线图，该电压由图1实施例所产生;
在各图中，相似的构件都以同样标号表示。
图1显示一个三相网络的R、S、T、N端，以及鼠笼电机的三角形接法磁场绕组1、2、3。要启动电机，S端由按键开关13，经按键停止开关14、按键应急开关15、断路电流继电器28的触点23、运行电流继电器27的线圈7，连接到N端，跟着，工作电流继电器吸合，其中的触点8开启，触点9、10、11将来自R，S，T的相电压连接至磁场绕组1、2、3的6、5、4端，而线圈7经触点14、12、15、23得到维持电流。要把电机断路，工作电流继电器27的维持电流电路，要经按键停止开关14或按键应急开关15切断，使工作电流继电器27释放，其中触点9、10、11、12断开以切断电机的工作电流，然后触点8闭合，通过短路电枢铁心的转动及励磁在磁场绕组1，2，3中感应到的交流电压，从两个相互串连相接的磁场绕组1，2的4，6端，经电阻16和整流器17，及与电容器两端相接的断路电流继电器28的线圈19接至电容器18;这时候，断路电流继电器28吸合，用作断路电源的三相网络R端，经触点20，通过二极管24，连接到该两个互相串联的磁场绕组1，2的外端6，又通过二极管25，连接到该两个互相串联的磁场绕组1、2的另一外端4，接着，该两个互相串联的磁场绕组1、2的共同端5，借触点22，经断路电流调节器26，连接到断路电源的N端。沿同一方向经二极管24，25流向电机磁场绕组1、2的直流电，在短路电枢转动时，于该两个互相串联的磁场绕组1、2的外端维持一交流电压，与此同时在断路电流继电器28中维持一保持电流，该保持电流利用断路电流继电器28的保持电流调节器16和/或断路电流调节器26，来调节以适合于不同的断路过程，使断路电流继电器28释放，并且当短路电枢转动停止或当其转动速度减至某设定值时，其触点20、21、22可切断断路电流。断路电流继电器28的可开触点23，在断路时切断电机的启动电流电路。
图9中，曲线图A表示出鼠笼电机的工作电压，曲线图B表示鼠笼电机产生的发电电压，该发电电压是在图1实施例中工作电压切断后产生的，并是从串连的磁场绕组1、2的外端4、6所量测的。在所加的断路电流的无电流半周期和经二极管24、25的半波整流期间会产生此发电电压。由于在断路电流的带电流半周期中，此电压要作用于整流器17的交流端，所以此断路电流没有在整流器17的直流端1形成电压。但图9的发电电压被整流到整流器17的直流侧，如上述图1所示。如图9示出的发电电压的电平保持相当高这一现象的原因，是由于在断路电流的带电半周期中，电机的铁心被磁化。因此，在断路电流的无电流半周期间(特别是电机仍以高速转动时)，剩磁量和发电电压的电平颇高。
即使几个触点串联着，据图1这种装置的断路电流继电器的各触点也会产生不希望有的火花和成拱现象。结果触点受热，使用于较高工作电压的各触点的通断电流和通断速率降低，触点及继电器的有效时间缩短，并且装置的工作可靠性降低。这些问题，都在根据本发明装置的另一实施例中解决了，在图2至图8中所示出的此实施例是与几种不同类型的电机相接的。
图2示出了一个三相网络的R、S、T、N端，以及一个鼠笼电机的三角形接法磁场绕组1、2、3。要启动此鼠笼电机，S端藉启动开关13，经停止开关14、应急停止开关15、断路电流继电器28的触点23，和工作电流继电器27的绕圈7连接到N端，从而使工作电流继电器27吸合，其中的触点8被开启，触点9、10、11将来自R、S、T端的相电压加到磁场绕组1、2、3的6、5、4端上，而绕圈7经触点12接收维持电流。要把电机断路，工作电流继电器27的维持电流电路藉停止开关14或应急停止开关15断开，跟着工作电流继电器27释放，其中触点9、10、11被开路，电机的工作电流切断，触点8被闭合，从而将通过短路电枢铁心的剩磁和电枢的转动在磁场绕组1、2、3中感应出的来自两个相互串接的磁场绕组1和2的发电电压经整流器17加到断路电流继电器28的线圈19和断路电流控制器18上;然后使断路电流继电器28闭合，其中触点20、21、22闭合，而触点20经半导体二极管24将断路电源RN的R端连到磁场绕组1、2的外端6，触点21经半导体二极管25，将上述R端连到磁场绕组1、2的另一外端4上，触点22则经半导体开关26(处于非导通状态)，连接断路电源RN的另一端N到磁场绕组1、2共用的S端上;跟着控制器18使半导体开关26处于导通状态，从而接通断路电流以激励磁场绕组1、2，直至控制单元18使半导体开关26成非导通状态，之后断路电流继电器28释放，其中触点20、21、22分开。由于断路电流继电器28的触点20、21、22在其闭合及分开时没有电流，所以也不会有火花或成拱现象产生。断路时，断路电流继电器28的不开触点23将切断鼠笼电机的启动电流电路。
图3显示的电路图包括了断路电流控制器18、整流器17、断路电流继电器28的线圈19和半导体开关26。控制器18包括前置电阻29、电容器30、齐纳二极管31、发光二极管电流调节电阻32和光耦合器33。当鼠笼电机的工作电流切断，鼠笼电机的发电电压就经工作电流继电器27的触点8和整流器17，连接到断路电流继电器28的线圈19和断路电流控制器18上，继而断路电流继电器28吸合，与此同时电容器30经前置电阻29充电。当充电充到某预定电压电平时，光耦合器33使半导体开关26导通(如三端双向可控硅开关)，而断路电流被加到磁场绕组1、2上。齐纳二极管31将电容器30的电量限制在某预定电压电平上。此断路操作使鼠笼电机的转动速度和发电电压减至零，同样地电容器30的电压亦因发光二极管电流和断路电流继电器28的保持电流而减少，光耦合器33使半导体开关26呈非导通装态并使断路电流切断，但是断路电流继电器28仍经前置电阻29从电容器30接收维持电流，直至断路电流继电器28随着电容器30的电压被减至某预定的电平而予以释放。藉控制器18可制动鼠笼电机的转速从全速减至减速，继而使其自转动或再启动。光耦合器33可由发光二极管和光敏电阻组成，或可由发光二极管和光敏半导体组成。而齐纳二极管31可由相应的用以限制电压和稳定电压的元件代替。
图4说明了一星形接法鼠笼电机内对断路电流的通断及控制，该鼠笼电机由三相网络激励。断路电流经磁场绕组1、2、3予以连接使其流通，但它也可直接从磁场绕组1、2共用的5端，连接到半导体开关26上。否则断路电流的通断及控制，就会与联系图2、图3所说明的情况类似。据图4的装置中，延时继电器39的线圈36，与工作电流继电器27的线圈7串联。当继电器27的维持电流切断一段时间后，继电器39将释放，继而触点37会开启。这样纵使与断路过程有关的元件损坏，也能确保断路电流的断开。
图5显示了对鼠笼电机内断路电流的通断和控制，该电机由二相网络激励，且附有两个相似的绕组。图5所示的通断操作，跟图2装置的操作完全相同。
图6显示了对三角形接法电容式电机内断路电流的通断和控制，该电机由单相网络激励。电容器34与串联的磁场绕组1、2的外端4、6相连。否则其断路电流的通断和控制将与结合图2、图3所说明的过程类似。
图7说明了对星形接法电容式电机内断路电流的通断和控制，该电机由单相网络激励。电容器34与串联的磁场绕组1、2的外端4、6相连。断路电流流经第三个磁场绕组3，但亦可直接从磁场绕组1、2共用的5端，连接到半导体开关26上。否则断路电流的通断和控制会与结合图2图3所说明的情况类似。
图8说明了电容式电机内断路电流的通断和控制，该电容式电机由单相网络激励。电容器34与串联的磁场绕组1、2的外端4、6相连。否则断路电流的通断和控制则与图2、图3所说明的操作相应。
根据本发明的方法和各装置，可用来通断和控制加在单、双或多相鼠笼电机磁场绕组上的断路电流。
断路电流控制器18，配合其他装置可用来控制半导体开关的维持电流，和/或直流继电器的维持电流。
权利要求
1.一种使异步电机断路的方法，利用从交流电源来经整流后的直流电加于上述电机的磁场绕组上，其特征在于断路电流的接通，是在工作电流切断后且当其电枢仍靠某一电压和电能转动(它产生于作为发电机的异步电机)，此电压和电能来自异步电机两个互相串联的磁场绕组的外端，并且在半波整流断路电流的无电流半周期中，自上述磁场绕组得到的上述发电机电压和电能可维持所加断路电流，直至上述电压和电能减至某预定值。
2.一种使异步电机断路的装置，利用来自交流电源(RN)的经整流后的直流电加于上述电机的磁场绕组(1、2、3)，其特征在于两个互相串联的磁场绕组(1、2)的一个外端(6)，经工作电流继电器(27)的触点(8)，连接到整流器(17)的一个交流电压端，当切断工作电流时该触点亦闭合，另一个外端(4)连接到整流器(17)的另一交流电压端，而且为了使上述断路电流继电器(28)有维持电流，此断路电流继电器(28)的线圈(19)和断路电流控制器(18)连接到整流器(17)的直流电压端，同时断路电源(RN)的一个(R)端通过半波整流元件(24)连接到上述串联的磁场绕组(1、2)的另一外端(6)，又通过同相作用的另一半波整流元件(25)连接到上述磁场绕组的另一外端(4)上，而断路电源(RN)的另一端(N)直接地或经过第三磁场绕组(3)，连接到上述磁场绕组(1、2)的共用端(5)。
3.根据权利要求
2的装置，其特征在于断路电流调节器(26)配置于断路电源的另一端(N)和磁场绕组(1、2)共用的上述端(5)之间。
4.根据权利要求
2的装置，其特征在于断路电流控制器包括有电容器(18)。
5.根据权利要求
1的装置，其特征在于断路电流控制器(18)包括有电容器(30)、电容器稳压元件(32)(与上述电容器并连相接)和光耦合器(33)(由电容器(30)的电压控制，其输出被连接以控制上述断路电流调节器(26)。
6.根据利要求3或5的装置，其特征在于断路电流调节器是一个半导体开关(26)。
专利摘要
本发明是将直流电加于异步电机磁场绕组而使电机断路的方法和装置。据本发明呈发电作用的该电机串联磁场绕组1，2外端4，6的交流电压，在断其工作电流后即被整流，并接断路电流继电器28的线圈19使其吸合，断路电源R端经半导体24由28的触点20，21，22接绕组6端，又经半导体25接其4端，而共用端5经断电调节器接N端。经24，25加于绕组的直流电使其4，6端维持交流电压，且在继电器线圈19上呈整流后的维持电流，直至短路电枢停转或转速低于预定值，28即行释放其触点切断断路电流。
文档编号H02P3/24GK86101326SQ86101326
公开日1986年7月30日 申请日期1986年2月4日
发明者维诺·卡尔贾莱南 申请人:维诺·卡尔贾莱南导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan