Устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя Советский патент 1983 года по МПК H02P7/36 

Изобретение откосится к апекгротехнике и может быть использовано в 8Пвктроприводах промышленных механизмов, преимуществейно грузоподъемных. Известно устройство для регупирования скорости асинхронного эпектродвигатепя, содержащее тиристорный коммутатор в цепи обмотки статора, бпок регу жирования частоты импульсов, в который входят яепитепь частоты, кольцевой счет чик импульсов и логический распределитель импульсов, блок регулирования фазы нмпупьсов, причем выходы блоков регулирования частоты и фаоы через элемеит И связаны с управляющими электродами тиристоров коммутатораГ. Недостатком данного устройства явл ется сложность системы правления т ристорным коммутатором. Наиболее близким к изобретению по техтетеской сущности является устройство для регулирования скорости асинхронного впектродвигателя, содержащее тиристорный коммутатор в цепи статорной обмотки электродвигателя, распределител импульсов, выходом соединенный с управляющими электродами тиристоров ком мутатора, выпрямитель, вход которого подключен к статорной обмотке злектродвигателя, элемент задержки, выполненный в виде последовательно соединенных регулируемого резистора со средними выводами и конденсатора, и входом подключенный к выходу выпрямителя, а выходом соединенный со входом порогового элемента, выход которого связан со вхо дом распределителя импульсов 2j. Недостатком известного устройства является {шзжий диапазон регуттирования скорости из-за т.ого, что снижение скорости при изменении напряжения фазовым управлением тиристорами коммутатора возможно до критического скольжения, так как при скольжении большем, чем критичесжое, электродвигатель теряет устойчивость. Ограниченные возможности применения иэ-за того, что механические характеристики при минимальном значении момента нагрузки располагаются в точке; близкой к синхронной скороети, и поэтому пониженная скорость во втором И четвертом квадранте механичес кой характеристики не может быть получена, в связи с чем электропривод можно использовать только для механизмов-, имеющих реактивный момент нагрузки. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости вращения эпектродвигателя. Поставленная цепь достигается тем, , что в устройство для рэгутшрования скорости асистронногчз эдект х/двкгателя, содержащее тиристорный коммутатор в цепи ствторной обмотки электродвигателя, распределитель импульсов, i&r ходом соединенный с управляющими электродами тиристорэв ком1лутатора, выпрямитель, вход которого подключен к статорной обмотке электродвЕгатепя, элемент задержки, выполненный в виде последовательно соединенных регулируемого резистора со средншл выводами и конденсатора, и входом подключенный к вы5юду -выпрямителя, а выходом соединенНЬ1Й со входом порогового eneivieKTa, выход которого связан со входом распределителя импупьсов, введены триггер со счетным входом, командоагшарат я ключевые элементы, входы которых объединены и подключены к выходу выпрямителя, их выходы подключены к средним выводам регулируемого резистора, а их управляющие входы подключень) к выходам командоаппарата, вход которого соединен с выходом выпрямителя, вход триггера через командоашшрат соединен с выходом порогового элемента, а два его выхода соединены с управляющими входами двух ключевых элементов. На фиг, 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - механические характеристики устройства; на «фиг. 3 - диаграммы напряжений на его элементах. Устройство для регулирования скорости асинхронного эпектродвигателя 1 содержит тиристорный коммутатор 2 в цепи статорной обмотки электродвигателя 1, распределитель,3 импульсов, выходом Соединенный с управляющими электродами тиристоров коммутатора 2, выпрямитель 4, вход которого подключен к статорной обмотке электродвигателя 1, эле меет 5 задержки, выполненный в виде последовательно соединенных регулируемого резистора б со средними выводами и конденсатора 7, и входом подключенный к выходу выпрямителя 4, а выходом соединенный со входом порогового элемента 8, выход которого связан со входом распределителя 3 импульсов, триггер 9 со счет ным входом, команцоаппарат 10 и ключеБЫ,е элементы-11-15, входы которых объединень и подключены к выходу выпрямителя 4, их выходь подключены к суедним выводам регулируемого резистора 6, а их ттравлиющие входы подклк чены к вЬгходам командоаппарата 10, вход которого соединен с выходом вылрямитепя 4, вход триггера через комаидоаппарат соединен с выходом порогового элемента 8, а два его выхода соединвнь с управляющими входами двух ключевых элементов 14 и 15. Пороговый элемент 8 содержит однопереходной транзистор 16, резисторы 17 и 18, тириотор 19. На (. 2 показаны естественная механическая характеристика 20, искусственная характеристика 21 при фазовом регулировании, механические характеристики 22 и 23 при полигармоническом питании обмотки статора и механическая характеристика 24 динамического торможешш. На фиг. 3показаны диаграмма 25 фазных напряжений источника переменног тока, диаграмма 26 напряжений на конденсаторе 7 и диаграмма 27 напряжений на выходе порогового элемента 8. Устройство работает следующим образом. При подключении обмотки статора электродвигателя, 1 к источнику переменногхэ тока напряжение от выпрямителя 4 подается на ключевые элементы 11-15. После включения, например, ключевого элемента 11 командоаппаратом 10 заряжается конденсатор 7 элемента 5 задерж ки по цепи: выпрямитель 4, ключевой элемент 11, резистор 6; конденсатор 7. В связи с тем, что ключевой элемент 11 шунтирует болыиую часть резистора 6, то постоянная времени заряда конденсатора 7 имеет малую величину, и после ГОТО, как величина напряжения достигает порога срабатывания одноперёходного транзистора 16, последний открывается %,включает тиристор 19. Напряжение от выпрямителя 4 через открытый тиристор 19 и распределитель 3 имп5гльсов подается на управляющий электрод того тиристора коммутатора 2, у кЪторого в данный момент времени максимальное положительное анодное напряжение. Тиристор коммутатора 2 открывается и ток проходит через обмотку статора электродвигателя 1. Соответственно напряжение ш выходе выпрямителя 4 уменьшается до нулевого значения конденсатор 7 разряжается через переход эмиттер - база одноперёходного транзистора 16, переход управляющий электрод-катоДтиристора 19 и резистор 18. После того как уровень анодного напряжения открытого тиристора уменьшается, возрастает напряжение на выхо .де выпрямителя 4. Далее все процессы включения следующего тиристора повторяются. Управляющие импульсы подают ся на тиристоры коммутатора 2 в неечале каждого полупериода напряжения источника питания и поэтому величина напряжения на обмотке статора электроде - гатепя 1 имеет номинальное значение в электродвигатель работает на естественной механической характеристике 20. Переход на искусственную механичео кую характеристику 21 производится с увеличением сопротивления резистора 6 при отключении ключевого элемента 11 и включении ключевого элемента 12 командоаппаратом 1О. Соответственно увеличивается время заряда конденсатора 7 и увеличивается угол управленш. тиристорами коммутатора 2. Дальнейшее увеличение угла управлетш (о 120) приводит к тому, что пропускается один полупериод источника переменного тсжа ив итоге формируется на обмотке статора напряжение, имеющее слсякный поп гармонический состав с преобладанием основной гармоники, имеющей частоту, сниженную в двй раза. Переход на механическую характеристику 22 производит ся включением ключевого элемента 14. Для сохранения направления врашенвя электродвигателя необходимо изменить порядок чередования фаз источника переменного тока. Переход на механическую характеристику 23 производится включением комакн доаппаратом 1О триггера 9, который попеременно после каждого нмпупьса на включение тиристоров коммутатора 2 переключает ключевые элементы 14 и 15. Соответственно длительность заряда конденсатора 7 изменяется и изменяется период подачи управляющих импульсов на . тиристоры коммутатора 2. Период управляющих импульсов составляет 21О- 270 эл. град, (в соответствии с диаграммой 26 и 27 напряжений фиг. 3). На обмотке статора формируется ооновная гармоника напряжения, которая имеет частоту еще ниже, чем при вклк чении ключевого элемента 14. Включение одного ключевого элемента 15 приводит к появлению постоянной составляющей тока и переходу на механическую характеристику 24 дивамичеокого торможения. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает регулирование скорости вращения электродвигателя во всех четырех 4- квадрантах механической хареистеристики, чем определяются его широкие

S10374026

возможнос-га применения в грузопоаьем ки имеет минимальное значение и максиных механизмах, особенно при опусканиимапьное значение принимает в области

груза, где положительный момент нагруэ- отрицательного значения момента нагрузки/

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее тирио торный KceviMyTaTop в цепи статорной о&мотки эпектродвигатепя, распредапитепь импупьсов выходом соединённый с управ кяатля электродами тиристоров коммутатора, выпрямитель, вход которого подключен к статор(юй обмотке электроовигателя, элемент задержки выполненвый в виде последовательно соединенных регу лируемого резистора со средними выводами и конденсатора и входом подключенный к выходу выпрямителя, а выходом соединенный со входом порогового эпемента, выход которого связан со входом распределителя импульсов, от пинающееся тем, что, с цепью расширь ния диапазона регулирования, в него введены триггер со счетным входом, кома доашшрат и ключевые элементы, входы которых объединены и подключены к вы ходу выпрямителя, их выходы подкпкяевы к средним выводам регулируемого резистора, а их управляющие входы - к выходам командоаппарата, вход которого (Л соединен с выходом выпрямителя, вход триггера через командоашшрат соединен с выходом порогового элемента, а два его выхода - с управляющими входами двух ключевых элементов.

Ши

Фиг.2