Напівпровідниковий пусковий пристрій

Напівпровідниковий пусковий пристрій, що включає силовий позистор і притискні плоскі контакти, який відрізняється тим, що він складається з датчика струму, виконаного у вигляді кільця з марганець-цинкових феритових матеріалів, первинна обмотка якого включена в нульовий робочий провід однофазного електродвигуна, а вторинна обмотка з'єднана з ланцюгом керування симетричного тиристора, що включений у ланцюг пускової обмотки двигуна Винахід відноситься до електротехніки й електроніки зокрема, до пуску однофазних електродвигунів з пусковою обмоткою (ПО), наприклад, приводів холодильників, пральних машин, пилососів, кондиціонерів і ін В даний час мається ряд пускових захисних пристроїв (ПЗП) [1-3], що забезпечують пуск і захист від перевантаження однофазних електродвигунів і складаються з пускового пристрою (ПП) і захисного пристрою Пусковий пристрій призначений для включення пускової обмотки на час пускового процесу і відключення її після закінчення пуску, тобто коли ротор двигуна розженеться до частоти обертання, близької до сталого, а струм статора також буде наближатися до сталого (номінального) свого значення ПП [3] складається з термочутливого напівпровідникового елемента з позитивним температурним коефіцієнтом опору (силового позис-тора) і двох притискних плоских контактів із двома виводами Позистор включається послідовно з пусковою обмоткою При пуску двигуна пусковий струм у ланцюзі ПО і позистора різко збільшується і зростає температура позистора, разом з тим різко збільшується його опір, що обмежує струм у ланцюзі пускової обмотки До недоліків таких ПП можна віднести те, що після закінчення пуску по-зистор цілком не відключає ПО, тобто цілком не защіпається При цьому він працює в імпульсному режимі на малих струмах (приблизно, 10-20мА), підігрівається ними для підтримки свого «закритого» стану, і на ньому розсіюється електрична потужність Від цих струмів розсіюється потужність і в ПО, але тільки в меншому ступені, тому що провідність ПО на багато більше позистора При пуску, у позисторі розсіюється потужність у багато разів більше, ніж у сталому режимі роботи двигуна При частих включеннях двигуна і тривалому його режимі роботи це приводить до значної додаткової витрати електричної енергії Наприклад, для холодильників він складає, приблизно 6 2% від споживаної електроенергії Споживання електроенергії може бути ще більшим за рахунок зниження температури навколишнього середовища, тому що режим роботи позистора залежить від навколишньої температури Крім того, через постійний підігрів позистора і, особливо, при частих пусках, де зміна температури відбувається стрибкоподібно, це приводить до зниження надійності пускових пристроїв і їхнього терміну служби На термін служби позистора (старіння) також впливають його численні домішки, що у процесі технології додаються до основного складу структури позистора титанату барію ВаТЮз і ін В основу винаходу поставлена задача підвищення надійності і терміну служби пускових пристроїв, зменшення споживання ними електроенергії і зниження їхньої вартості Поставлена задача вирішується в такий спосіб Пусковий пристрій виконується у виді напівпровідникового пускового пристрою (НПП) і складається з двох блоків (фіг) блоку датчика струму 2 і блоку комутації струму 3 Це є основною ВІДМІННІСТЮ ВІД [3] Датчик струму (ДС2) складається з кільця розміром 15х8х4мм, виконаного з марганець-цинкових ю 52974 феритових матеріалів з магнітною проникністю р>2000 і двох обмоток, первинної і вторинної, намотаних на це кільце Первинна обмотка має малу КІЛЬКІСТЬ витків і включається в нульовий робочий провід двигуна Вторинна - має велику КІЛЬКІСТЬ ВИТКІВ і включається в ланцюг керування блоку З Блок комутації струму 3 складається з керованого силового напівпровідникового вентиля (симистора), що включається в ланцюг пускової обмотки двигуна Цей блок може бути виконаний із двох зустрічноспрямованих тиристорів, але це здорожує схему На фігурі показана структурна схема керування пуском однофазного електродвигуна Де 1 робоча обмотка (РО) двигуна, 4-пускова обмотка (ПО), 5-ротор електродвигуна, Ф-фазний провідник, N-нульовий робочий провідник Схема працює таким спосібом При пуску двигуна по робочій обмотці 1 і первинній обмотці ДС2 буде протікати пусковий струм Магнітний потік, що виникає від пускового струму РО, перетинає витки вторинної обмотки ДС2 і індукує у ній перемінну ЭДС Відбувається насичення феритового кільця, і на виході блоку 2 (резистор R) виникають біполярні імпульси напруги керування з напівперюдним часом проходження при частоті мережі 50 Гц, які у момент початку напівперюду струму в робочій обмотці подаються на електрод керування симистора блоку 3 Сими-стор відкривається при струмі в первинній обмотці ДС2 рівному >1 ,ЗІН і включає ПО, що сприяє утворенню обертаючого пускового моменту Де, Ін - номінальне значення струму двигуна (робочої обмотки) тд Прийняті токові уставки спрацьовування НПП величиною 1 ЗІн, забезпечують селективну роботу НПП і теплового захисту при перевантаженнях За час пуску і при подальшій сталій роботі, НПП, практично, електроенергію не споживає Робота НПП не залежить від навколишньої температури Це пристрій надійний, безконтактний і має високу чутливість, малошерційний з малими габаритами і вартістю в 5 2 рази меншої існуючих ПП із силовими позисторами [3] Припущенний економічний ефект тільки при впровадженні НПП в холодильниках України складає, приблизно, 223 03млн грн у рік з економією електроенергії більш 320 6млн кВтг Цей ефект може бути ще більшим, якщо врахувати економію від застосування НПП в приводах однофазних електродвигунів пральних машин, пилососів, кондиціонерів і інших аналогічних электроприймачах Застосування НПП дозволяє підвищити надійність і чутливість пускових пристроїв, збільшити їхній термін служби, зменшити споживання електроенергії і знизити їхню вартість Пристрій простий у виготовленні, зручний в експлуатації, надійний й економічний - це дозволяє рекомендувати його для пуску будь-яких однофазних електродвигунів з пусковою обмоткою Джерела інформації, прийняті в увагу при експертизі 1 Бабкин В С , Выгодин В А Бытовые холодильники и морозильники -М Колос, 1998-бЗіс ил (справочник) 2 Каталог Холодильники бытовые электрические NORD-431, AO"NORD" 2000, Донецк, Украина 3 Каталог Пускозащитные реле на позисторах MPV14,~220-240V, 1 4 A, Made in Ukrama Patent VIDEUTON ELE kft Завод электроавтоматики, Ужгород, 2000 (ПРОТОТИП) Ротор розвертається і починає набирати оберти Коли оберти ротора наблизяться до номінального свого значення, пусковий струм зменшиться і при значенні рівному