CS251836B1

CS251836B1 - Power Factor Improvement Circuit

Info

Publication number: CS251836B1
Application number: CS856806A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Jermar
Original assignee: Stanislav Jermar
Priority date: 1985-09-24
Filing date: 1985-09-24
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS680685A1

Abstract

Zapojení pro zlepšení účiníku indukčních motorů při chodu naprázdno využívá závislosti na odebíraném proudu ve vinutí motoru. Proud se snímá proudovým transformátorem. V řídicím obvodu se proudový signál mšní na napětový pro řízení polovodičového spínače. Řídicí obvod podle zatížení motoru mšní úhel zapnutí polovodičového spínače. Při odlehčení motoru poklesne napájecí napští přiváděné na motor, a tím poklesne odběr jalové . energie a zlepší se účiník. Využití přichází v úvahu v textilním a kožedělném průmyslu, kde pracují velké množství šicích strojů převážná s nízkým zatšžovatelem. Přínos je tím vyšší, čím vštší je poměr doby chodu naprázdno k době plného zatížení.The circuit for improving the power factor of induction motors during no-load operation uses the dependence on the current drawn in the motor winding. The current is sensed by a current transformer. In the control circuit, the current signal is converted to a voltage signal for controlling the semiconductor switch. The control circuit varies the switching angle of the semiconductor switch according to the motor load. When the motor is unloaded, the supply voltage supplied to the motor decreases, thereby reducing the consumption of reactive energy and improving the power factor. It can be used in the textile and leather industry, where a large number of sewing machines operate, mostly with low loads. The benefit is higher, the greater the ratio of the no-load time to the full load time.

Description

Vynález se týká zapojená obvodu pro zlepšení účiníku Indukčních motorů při chodu naprázdno.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to circuitry for improving the idling power factor of induction motors.

. V textilním a kožedělném průmyslu ee používají různá Sici stroje, u kterých je pohánějící motor stále připojen k napájecímu zdroji. Pomocí mechanická spojky ee v potřebý okamžik připojí k motoru poháněný stroj. Výhodou tohoto způsobu rozbíhání stroje je velký záběro vý moment a meněí proudový náraz než při rozběhu motoru zastaveného.. In the textile and leather industry, various Sici machines are used in which the driving motor is still connected to a power supply. With the help of the mechanical clutch ee connects the driven machine to the motor at the required moment. The advantage of this method of starting the machine is a large engagement torque and less current impact than when the motor is stopped.

Nevýhodou je stále připojení motoru k napájecímu napětí, jehož důsledkem je odběr jalové energie a malý účiník.The disadvantage is still the connection of the motor to the supply voltage, which results in reactive power consumption and low power factor.

Uvedené nedostátky v podstatě odstraňuje vynález zapojení obvodu pro zlepSení dělníku, jehož podstata spočívá v tom, že v sérii 8 vinutím motoru je zapojen proudový transformátor a polovodičový spínač. Řídicí výstup proudového transformátoru je zapojen na řídicí obvod. Řídicí obvod je zapojen paralelně k polovodičovému spínači prvním a druhým výstupem a sériově třetím výstupem je připojen k jeho řídicí elektrodě.[0007] The invention is substantially eliminated by the invention of a circuit for improving a worker, the principle of which is that in a series 8 motor windings a current transformer and a semiconductor switch are connected. The control output of the current transformer is connected to the control circuit. The control circuit is connected in parallel to the semiconductor switch by the first and second outputs and is connected in series to the control electrode.

Výhodou zapojení je, že při chodu naprázdno indukčního mótoru se zvySuje účinnost v závislosti na odebíraném proudu. Proud je snímán jediným proudovým transformátorem, Převodem proudu na napěiovou úroveň je využito pro řízení polovodičového spínače.The advantage of the wiring is that when the inductor is idling, the efficiency increases depending on the current drawn. The current is sensed by a single current transformer. By converting the current to a voltage level, it is used to control the semiconductor switch.

Na připojených výkresech je na obr. 1 uveden příklad zapojení pro jednofázový motor a na obr. 2 pro třífázový motor.In the accompanying drawings, FIG. 1 shows a wiring example for a single-phase motor and FIG. 2 for a three-phase motor.

Podle obr. 1 je do aerie s vinutím 2 jednofázováho motoru zapojen proudový transformátor 2 s řídicím výstupem 21 a polovodičový spínač 1. Řídicí výstup 21 he zapojen na řídící obvod 21> který je připojen paralelně k polovodičovému spínači 1 prvním a druhým výstupem U, 12 fc řídící elektrodě polovodičového spínače 1 třetím výstupem 12. Řídící výstup 21 je zapojen na filtr £ řídicího obvodu 21* Filtr fi je zapojen na spínač 2» ke kterému je paralelně zapojen druhý odpor 1. Spínač 2 je dále zapojen přes první odpor fi na první výstup JJ.} přes kondenzátor fi na druhý výstup 12 a přes diak fi na třetí výstup Ifi.According to FIG. 1, a current transformer 2 with a control output 21 and a semiconductor switch 1 is connected to the winding 2 of a single-phase motor. The control output 21 is connected to a control circuit 21 which is connected in parallel to the semiconductor switch 1 by the first and second outputs U, 12. fc the control electrode of the semiconductor switch 1 through the third output 12. The control output 21 is connected to the filter 6 of the control circuit 21 * The filter fi is connected to the switch 2 »to which the second resistor 1 is connected in parallel. output 11 via a capacitor fi to the second output 12 and via diac fi to the third output Ifi.

Na obr. 2 je příklad zapojení pro třífázový motor. Na jedno vinutí fi je zapojen proudový transformátor 2 ³ třemi řídicími výstupy 21> Zít £3* Tyto výstupy jsou zapojeny na řídicí obvody 21» iít 2Í jednotlivých fázových vinutí fi motoru. Na výstupy řídicích obvo*. dů 21i 2Í, 2Í jsou zapojeny polovodičová spínače 1·Fig. 2 shows an example of wiring for a three-phase motor. On one coil Fi is connected the current transformer ³ two three control outputs 21> Zít £ 3 * These outputs are connected to control circuits 21 »IIT 2i fi individual phase windings of the motor. For control circuit outputs *. 21I 2Í, 2Í are semiconductor switches 1 ·

Řídicí obvod 24 podle zatížení motoru mění úhel zapnutí polovodičového spínače 1. Důsledkem této činnosti je při odlehčení motoru pokles napájecího napětí přiváděného na motor a tím též pokles odběru jalové energie a zlepšení účiníku. Motor tedy pracuje naprázdno při sníženém napájecím napětí.The control circuit 24 changes the switch-on angle of the semiconductor switch 1 according to the motor load. As a result of this operation, when the motor is unloaded, the supply voltage applied to the motor decreases and thus the reactive energy consumption decreases and power factor improves. Thus, the motor is idling at a reduced supply voltage.

Napájecí napětí je připojeno na vinuti fi a elektrický obvod se uzavírá přes polovodičový spínač 1 a proudový transformátor 2*The supply voltage is connected to the winding fi and the electric circuit is closed via a semiconductor switch 1 and a current transformer 2 *

Pokud vinutí fi odebírá proud menší než jmenovitý, nabíjí se kondenzátor fi přes první a druhý odpor fial. Tímto zapojením je určena časová konstanta určující okamžik sepnutí polovodičového spímače 1. Sepnutí nastane vybitím kondenzátoru fi přes diak fi do řídicí elektrody polovodičového spínače 1· Při zvýšení odběru proudu zátěže se zvýší i napětí indukované v sekundárních vinutích na výstupech 21 transformátoru 2*If the winding fi draws less than the rated current, capacitor fi is charged through the first and second resistors violet. This connection determines the time constant determining the moment of switching on the semiconductor switch 1. The switching on occurs by discharging the capacitor fi via diac fi into the control electrode of the semiconductor switch 1 · The voltage induced in the secondary windings at the outputs 21 of the transformer 2 increases.

Po usměrnění a filtraci ve filtru fi se zvýěí i napětí na výstupu z filtru fi. Při dosažení nastavené úrovně napětí odpovídající určitému proudu zátěží, sepne spínač 2* Vyřadí se tím drtjhý odpor 1 a změní se časová konstamta nabíjení kondenzátoru fi. Opačně při poklesu proudu - odlehčení ve vinutí fi se sníží napětí ne řídicím výstupu 21 proudového trensformótoru 2 a také napětí na výstupu z filtru fi.After rectifying and filtering the fi filter, the voltage at the fi filter output also increases. When the set voltage level corresponding to a certain load current is reached, switch 2 * closes the resistor 1 and changes the charging constant of capacitor fi. Conversely, when the current decreases in the winding fi, the voltage at the control output 21 of the current trensformator 2 and the voltage at the output of the filter fi are reduced.

Při poklesu pod úroveň spínacího napětí spínače Z se tento prvek rozepne a opět se uplatní druh* odpor ±.If it falls below the switching voltage level of switch Z, this element opens and the type * resistor ± is applied again.

Na obr. 2 je uspořádána zapojení v uzlu trojfázového motoru. Předpokládá se symetrické zatížení, čili stejný fázový proud ve vinutích g. Potdm stačí jediný snímač proudu proudový transformátor 2 z oddělenými sekundárními vinutími jako řídicími výstupy 21> 22. 23. Polovodičové spínače 1 např. tyristory jsou zapojeny v uzlu trojfázového motoru. Obvod neýyžaduje žádné dalěí zdroje napětí.In Fig. 2, a wiring in a three-phase motor node is provided. A symmetrical load is assumed, ie the same phase current in the windings g. Potdm is sufficient for a single current transformer current transformer 2 with separate secondary windings as control outputs 21> 22. 23. Semiconductor switches 1 eg thyristors are connected in a three-phase motor node. The circuit does not require any additional voltage sources.

Hlavní oblast využití je v textilním a kožedělném průmyslu. Zde pracují velké množství šicích strojů převážně s nízkým zatěžovatelem. Přínos zatížení je tím vyěěí, čím je větěí poměr doby chodu naprázdno k době plného zatížení tj. kdy je tzv. malý zatěžovatel.The main field of application is in the textile and leather industry. Here a large number of sewing machines work mostly with a low load factor. The benefit of the load is the greater the greater the ratio of idle time to full load, ie when the so-called small load is.

Claims

1. Circuit for improving the idling power of induction motors in idle / characterized in that a current transformer (2) and a semiconductor switch (1) are connected in series with the motor winding (9), wherein the control output (21) of the current transformer (2) is connected to the control circuit (24), the control circuit (24) being connected in parallel to the semiconductor switch (1) by the first and second outputs (11, 12) and the third output (13) connected to the control electrode of the semiconductor switch (1)

Wiring according to claim 1, characterized in that the control output (21) of the current transformer (2) is connected to the switch (7) via a filter (8) of the control circuit (24), a second resistor (4) is connected in parallel to the switch. ), the switch (7) being connected via a first resistor (3) to a first output (11) of the control circuit, via a capacitor (6) and to a second output (12) of the control circuit and via a diac (5) to a third output (13) ) of the control circuit.