Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем Советский патент 1984 года по МПК H02P5/40 H02P3/24 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах грузоподъемных механизмов и пассажирских лифтов. Известно устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее реверсивный тиристорный регулятор напряжения с фазовым .управлением, Тиристорный регулятор напряжения используется для формирования режимов разгона, торможения и поддержания установившейся скорости. Переход из двигательного в тормозной режим осуществляется путем переключения направле ния вращения поля. Регулируемое электрическое торможение противовключением осуществляется вплоть до полной остановки 1. Недостатком данного устройства являются большие потери энергии в процессе торможения противовключением, что существенно ухудшает технико-экономические показатели устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, состоящее из встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых снабж ны выводами для подключения к источ нику питания и соединены с началами первичных обмоток трансформатора, конпы которых объединены в общую точку,другие выводы встречно-параллельно включенных тиристоров соединен с одними выводами фаз обмоток стато ра, другие выводы которой объединены в общую точку, трех разделительных диодов, кaтoдь которых соединен с одними выводами фаз обмотки стато ра соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с о.бщей точкой катодов трех тиристоров управляемого выпрямителя, аноды которых соединены с началами вторичны обмоток трансформатора,концы которых объединены и соединены с общей точ кой соединения других вьшодов фаз обмотки статора, последовательно соединенных между собой задатчика частоты вращения, регулятора скорос ти и блок формирования импульсов, блока управления тиристорами управляемого вьтрямителя, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, датчика частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с другим входом регулятора скорости. Недостатком известного устройства является наличие невысокого КПД, что обусловлено тем, что необходимый диапазон регулирования при работе в двигательном режиме в устройстве реализуется за счет изменения напряжения на двигателе. Синхронная частота вращения двигателя при работе на характеристиках, отличных от естественной, в этом случае не меняется, поэтому регулирование сопровождается значительными потерями энергии в двигателе, пропорциональными скольжению, которые и определяют невысокий КПД, Целью изобретения является увеличение КПД устройства,. Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления трехфазным асинхрс нным электродвигателем, содержащее встречно-параллельно включенные тиристоры, одни выводы которых снабжены выводами для подключения к источнику питания и соединены с началами первичных обмоток трансформатора, концы которых объединены в общую точку, другие выводы встречно-параллельно включенных тиристоров соединены с одними выводами фаз обмоток статора, другие выводы которой объединены в общую точку, три разделительных диода, катоды которых соединены с одними выводами фаз обмотки статора соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с общей точкой катодов трех тиристоров управляемого выпрямителя, аноды которых соединены с началами вторичных обмоток трансформатора, концы которых объединены и соединены с общей точкой соединения других выводов фаз обмотки статора, последовательно соединенные между собой задатчик частоты вращения, регулятор скорости и блок формирования импульсов, блок управления тиристорами управляемого выпрямителя, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, датчик частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с другим входом регулятора скорости, введены усилитель, преобразователь напряжение - частота. трехфазный кольцевой счетчик, коммутационный элемент, шесть логических, элементов И и шесть усилителей мощности, выходы которых соответственно соединены с управляющими электродами встречно-параллельно включенных тиристоров, выход регулятора скорости через коммутационный элемент соединен с входом усилителя, выход которого через преоб разователь напряжение - частота соединен с входом трехфазного коль цевого счетчика, выход которого соединен с одними входами каждого из шести логических элементов И, выходь которых соответственно соединены с входами усилителей мощнос ти, а другие входы логических элементов И соединены с выходами блока формирования импульсов. На чертеже изображена схема уст ройства. Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигате лем с-одержит асинхронный двигатель встречно-параллельно включенные ти ристоры 2, одни выводы которых снабжены выводами для подключения к источнику питания и соединены с началами первичных обмоток трансфо матора 3, концы которых объединены в общую точку, другие выводы встре но-параллельно включенных тиристоров соединены с одними выводами фаз обмоток статора электродвигателя 1, другие выводы которой объе динены в общую точку, три разделит ных диода 4, катоды которых соедин ны с одними вьшодами фазобмотки статора электродвигателя 1 соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с общей точкой катодов трех тиристоров 5 управляемого выпрямителя, /аноды которых соединены с началами втори ных обмоток трансформатора 3, конц которых объединены и соединены с общей точкой соединения других выводов фаз обмотки статора электродвигателя 1, последовательно соеди ненные между собой задатчик 6 частоты вращения, регулятор 7 скорост и блок 8 форм1фования импульсов, блок 9 управления тиристорами управляемого вьтрямителя, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, датчик 8 1астоты вращени электродвигателя, йыход которого соединен с другим входом регулятора 7скорости, усилитель 10, преобразователь 11 напряж.ение - частота, трехфазный кольцевой счетч.ик 12, коммутационный элемент 13, шесть логических элементов И 14-19, шесть усилителей 20-25 мощности, выходы которых соответственно соединены с управляющими электродами встречнопараллельно включенных тиристоров 2, выход регулятора 7 скорости через коммутационный элемент 13 соединен со входом усилителя 10, выход которого соединен с одними входами каждого из шести логических элементов И 14-19, выходы которых соответственно соединены со входами усилителей 20-25 мощности, другие входы которых соответственно соединены со входами усилителей 20-25 мощности, а другие входы логических элемер1тов И 14-19 соединены с выходами блока 12формирования импульсов. Кроме того, устройство содержит коммутационные элементы 26 выбора направления вращения электродвигателя 1 . Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем работает следующим образом. Встречно-параллельно включенные тиристоры 2 обеспечивают плавньй разгон двигателя и поддерживают заданную скорость. На входе регулятора 7 скорости сравниваются сигналы заданной скорости5 получаемые с задатчика 6 частоты вращения и сигналы фактической скорости от датчика 8частоты вращения, В режиме замедления встречнопараллельно включенные тиристоры 2 и управляемый выпрямитель 5 работают совместно. Угол управления встречно-параллельно включенными тиристорами 2 - двигательной, и тиристорами управляемого выпрямителя 5 - тормозной групп, задается при помощи регулятора 7 скорости от отдельных блока 8 формирования импульсов. При включении коммутационного элемента 13рассогласование по скорости с выхода регулятора 7 скорости через усилитель 10 подается на вход преобразователя 11 напряжение - частота. Последовательность импульсов с частотой, определяемой выходным напряжением усилителя 10 преобразователя I1напряжение - частота поступает на вход трехфазного кольцевого счётчика 12 с фиксированным коэффициентом счета. На входы каждого из логических элементов И. 14-19 поступают две последовательности импульсов: модулирующая - с трехфазного кольцевого счетчика 12, и последовательность управляющих импульсов, формируемая соответствующим каналом блока 8 формирования импульсов. В результате на выходе логических элементов И 14-19 имеют место модулированные по частоте последовательности управляющих импульсов. Которые через усилители 20-25 мощности поступают на управляющие электроды встречно-параллельно вклю ченных тиристоров 2. Частота модуляции определяет синхронную частоту вращения электродвигателя. На входе регулятора 7 скорости сравниваются: сигнал задания по скорости, обеспечивающий получение пониженной скорости, например, в диапазоне 1:6, и получаемый с задатчика 6 частоты вращения, и сигнал обратной связи по скорости от датчика 8 частоты вращения, чем обеспечивается необхо димая интенсивность торможения и фо мирование заданной тахограммы. Таким образом, при замедлении момент на валу электродвигателя 1 представляет собой сочетание двигательного момента, определяемого работой электродвигателя 1 при питании его регулируемым и модулируемьпч с требуемой частотой напряжением и тормозного момента, обусловленного питанием фазньпс обмоток статора электродвигателя 1 через разделительные диоды 4 по схеме динамического торможения от управляемого выпрямителя 5. В результате обеспечивается управляемое торможение электродви-. гателя 1 до пониженной скорости и далее до полной остановки. С помощью коммутационных элемен- ов 26 обеспечивается выбор направления вращения электродвигателя 1. Электродвигатель при замедлении работает на результирующей характеристике, образова.нной сочетанием характеристик управляемого динамического торможения и характеристик двигательной составляющей. Так как часть необходимого диапазона регулирования частоты вращения при работе в двигательном режиме, например 1:6, реализуется за счет модуляции напряжения сети требуемой частотой при помощи встречно-параллельно включенных тиристоров, что обеспечивает получение искусственных механических характеристик с изменяющейся синхронной частотой вращения электродвигателя, то регулирование частоты вращения в этом случае сопровождается значительно меньшими потерями энергии, пропорциональньми скольжению в двигателе. Таким образом, уменьшение результиРУющих потерь скольжения в двигателе при регулировании увеличивает КПД устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее встречно-параллельно включенные тиристоры, одни выводы которых снабжены выводами для подключения к источнику питания и соединены с началами первичных обмоток трансформатора, концы которых объединены в общую точку, другие выводы встречно-параллельно включенных тиристоров соединены с одними выводами фаз обмотки статора, другие выводы которой объединены в об:1цую точку, три разделительных диода, катоды которьпс соединены с одними вьшодами фаз обмотки статора соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с общей точкой трех тиристоров управляемого выпрямителя, аноды которых соединены с началами вторичных обмоток трансформатора, концы которьк объе .,.1 динены и соединены с общей точкой соединения других выводов фаз. обмотки статора, последовательно соединенные между собой задатчик частоты вращения, регулятор скорости и блок формирования импульсов, блок управления тиристорами управляемого выпрямителя, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, датчик частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с другим входом регулятора скорости, о тличающееся тем, что с целью увеличения КПД,в него введены усилитель, преобразователь напряжение частота, трехфазньй кольцевой счетчик, коммутационный элемент, шесть (Л логических элементов И и шесть усилителей мощности, выходы которых соответственно соединены с управляющими электродами встречно-параллельно включенных тиристоров, выход регулятора скорости через коммутационный элемент соединен с входом усисо лителя, выход которого через преобразователь напряжение - частота соединен с входом, трехфазного кольцевого счетчика, выход которого соеОо динен с одними входами каждого из шести логических элементов И, выходы которых соответственно соединены с входами усилителей мощности, а другие входы логических элементов И соединены с выходами блока формирования импульсов.