Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя Советский патент 1985 года по МПК H02P5/28 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых асинхронных электроприводах с фазовым регулированием питакяцего напряжения,

Известно устройство для регулирования частоты вращения трехфазного .асинхронного электродвигателя, содержа щее дроссель насыщения, силовые обмотки которого включены между питающей сетью и выводами обмотки асинхронного электродвигателя, а обмотка подмагничивания дросселя насыщения подключена к выходу магнитного усилителя 1 .

Недостатками известного устройст.ва являются большие габариты и масса оборудования, а также низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов первог контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам питакяцей сети. Частота вращения синхронного электродвигателя регулируется путем изменения угла управления тиристорами ,2J .

Недостатком известного устройств.а является наличие сложной схемы управления, включающей блоки формирования и усиления управляющих импульсов, а также блок синхрон зации

Цель изобретения - упрощение устройства,

Указанная цель достигается тем, что в устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контатор с двумя замьпсающими контактами, одни.точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним зажимам соответственно первого и второго за гкающих контактов первого контактора.

91432

вторые зажимы которых снабжены выводами для подклю чения к первому и второму фазным проводам питающей сети, введены второй контактор с тремя замыкающими контактами, три трансформатора тока с первичной и двумя вторичными -обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первый контактор снабжен тремя замьжающими блок-контактами, каждый из которых

включен между управляющими электродами тиристоров соответствующей группы, одна точка соединения анода и катода тиристоров третьей группы снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток синхронного электродвигателя, нулевая точка обмотки которого через первый замыкающий контакт второго контактора подключена к выводу, для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения .к третьему фазному проводу питающей сети, другие зажимы второго и третьего замьжающих контактов второго контактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замьжающих контактов первого контактора, вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляющим переходам тиристоров, которые включены в смежные фазные обмотки электродвигателя, выход блока запуска подключен к управляющим электродам тиристоров третьей группы. I

На фиг, 1 представлена электрическая принципиальная .схема устройства на фиг, 2 - временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.

Устройство Содержит три группы 1, 2 и 3 встречно-параллельно включенных тиристоров 4, первый контактор с двумя замыкающими контактами 5 и 6, одни точки соединения катода и анода тиристоров А первой и второй групп 1 и 2 подключены к одним зажимам соответственно первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным провода 7 и 8 питающей сети, второй контак тор с тремя замыкающими контактами 9, 10 и 11, три трансформатора ток с первичной 12 и двумя вторичными 13 и 14 обмотками каждьй, блок 15 запуска, шесть диодов 16, при этом первый контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами 17, каждый из которых включен между управлякицими электрЬдами тиристоров 4 соответствующей.группы 1, 2 и 3, одна точка соединения анода и катода тиристоров 4 третьей группы 3 снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу 18 питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп 1, 2 и 3 через первичные обмотки 12 соответствующих трансформа торов тока подключены к выводам 19, 20 и 21 соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя 22, нулевая точка 23 обмотай которого через первый замыкающий контакт 9 второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода 24 питающей сети, одни зажимы второго и третьего замы кающих контактов 10 и 11 второго контактора объединены и снабжены вьшодом для Подключения к третьему фазному проводу. 18 питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов 10 и 11 второг контактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов 5 и 6 первого контактор.а, вторичные обмотки 13 и 14 каждого трансформатора тока через, срответствукщие диоды 16 подключены к управлякщим переходам тиристоров 4, которые включены в смежные фазные .обмотки электродвига теля, выход блока 15 запуска.подключен к управляющим электродам тиристоров 4 третьей группы 3. На. фиг. 2 приведены временные диагр.амчь токов и напряжений, где 25 - диаграмма напряжения в фазном проводе 18 питающей .сети; 26 и 27 токи управления тиристоров 4 третье группы 3 28 и 29 --токи управления тнристорбв первой группы 1 .30 и 31 - токи управления тиристоров второй группы 2 J 32, 33 и 34 -токи в фаз ных обмотках электродвигателя 22. 1434 Устройство работает следующим образом. При работе электродвигателя 22 на основной механической характеристике замыкающие, контакты 5 и 6 и блок-контакты 17 первого контактора замкнуты, а замьп ающие контакты 9, 10 и 11 второго контактора разомкнуты и управляющие электроды в каждой из тиристорных групп 1, 2 и 3 соединены между собой замыкающими блокконтактами 17 первого контактора. Тиристоры 4 работают в режиме неуправляемых вентилей, а электродвигатель 22 работает с основной синхронной частотой вращения, определяемой частотой напряжения питающей сети и числом пар полюсов электродвигателя 22. Для работы электродвигателя 22 с пониженной синхронной частотой вращения, равной 1/3 основной, первый контактор отключают, второй контактор включают и после импульсного срабатывания блока 15 запуска один из тиристоров 4 третьей группы 3 открыва ется.-При этом в начальный момент времени в тиристорной группе 3 открывается тиристор 4, присоединенный катодом к первичной обмотке 12 транс- форматора тока. Через указанные элементы и фазу.19 обмотки электродвигателя 22 проходит положительная полуволна тока 26 (фиг.. 2), обусловленнай положительной полуволной линейного напряжения 25. Проходя по первичной обмотке 12 трансформатора тока от ее начала к концу,указанный ток наводит во вторичных обмотках 13 и 14 ток, направленный во внешней цепи от начала обмоток 13 и 14 к концу. Наличие диодов 16 во вторичных обмотках 13 и 14 трансформаторов тока приводит к тому, что вторичны ток данного направления протекает только по одной из вторичных обмоток, присоединенной к управляющему электроу анодного тиристора 4. Однако несмотря на протекание отпирающего тока 30 по управляющему электроду нодного тиристора 4 последний до омента времени 35, пока линейное напряжение 25 остается положительным, ткрыться не. может и поэтому до того момента ток 32 проводит только атодный тири.стор 4 группы 3. Индукивность статорных обмоток дпигпте511ля 22 затягивает выключение катодног тиристора 4 группы 3 в область отрицательных линейных напряжений 25, обеспечивая существование отпирающег тока 30 управляющего электрода анодного, тиристора. 4 в начальной части отрицательной полуволны линейного напряжения 25 (интервал времени 35-36). : Поэтому с начала открывания анодного тиристора 4 (момент времени 35), когда линейное напряжение 25, переходя через О, становится отрицательным, до момента времени 36, когца ток 32 катодного тиристора 4 груп пы 3 уменьшается до нуля и последний закрывается, работают оба указан ных тиристора .4 и ток протекает по двум фазам 19 и 2 обмотки электродвигателя 22, В момент времени 36 за канчивается переход тока из фазы 8 (32) в фазу 18 (34) статорной обмотки и тем самьм завершается формирование положительной полуволны тока в фазе 21 статорной обМотки электродвигателя 22. С этого момента ток цротркает только по фазе 18 статора 4epei3 анодный тиристор 4 группы 2 и первичную обмотку 12 третьего трансформатора тока. Проходя от конца к началу первичной обмотки 12 третьего трансформатора тока, ток 34 наводит во вторичных обмотках 13 и 14 ток, направленный во внешней цепи от конца к началу вторичной обмотки 13. Диоды 16 позволяют протекать указанному току 29 только по одной из вторичных обмоток 13 или 14, присоединенной к управляющему электроду катодного иристора 4 группы 3. Аналогичным образом в момент времени 37 включается катодный тиристор 4 группй t. 3 интервале времени 37-38 ток протекает по двум фазам 20 ,и 21 статорной обмотки через катодный тиристор 4 группы 1 (33) и анодньй тиристор 4 (34). В момент времени 38 анодный тиристор 4 закрывается и на этом заканчивается формирование отрицательной гюлуволны тока фазы 21 статорной обмотки электродвигателя 22 через тиристорную группу 1. Аналагично в интёрвАле времени 37-40 формируется положительная полуволна тока в фазе 20 стаТорной обмотки и в интервале 4042 - отрицательная полуволна в фазе 19. На этом заканчивается формирование первого периода тока в фазе 19 статорной обмотки, частота основной гармоники которого составляет 1/3 частоты напряжения сети. Подобным образом формируются первые и последующие периоды статорных токов в фазах 20 (33) и 21 (34) электродвигателя 22, сдвинутые друг относительно друга на 120 эл. град. При этом по фазам статора электродвигателя 22 протекает сТсмметричный трехфазный ток, частота основной гармоники которого составляет 1/3 частоты напряжения сети. Это позволяет снизить синхронную частоту вращения электродвигателя 22 в три разап Соответственно Уменьшается мощность потерь скольжения при той же нагрузке. Таким образом, благодаря введени1р трансформаторов тока с двумя вторичными обмотка ш и второго контактора в устройстве реализуется режим автокоммутации тиристоровj что позволяет отказаться от сложньпс схем усиления и формирования управляющих импульсов.

78

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним зажимам соответственно первого и второго замыкающих контактов перв.ого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам питающей сети, отличаю в{еес я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены второй контактор с тремя замыкающими кон актами, три трансформатора тока с первичной и двумя вторт1чными обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первьй контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами, каждый из которых включен между управляющими электродами тиристоров соответствукзщей группы, одна точка соединения анода и катода тиристоров третьей группы снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя, нулевая точка обмотки которого через первый замыкаю1ций кон(Л такт второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей ел сети, другие зажимы второго и третьесо го замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к 4 одним зажимам первого и .второго за00 мыканяцих контактов первого гсонтактора, вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляюишм переходам тиристоров, которые включены в смежньге фазныо обмотки электродвигателя, выход блока запуска подключен к управляющ1гм электродам тиристоров третьей группы.

фиг.Г

3d l

(риг. 2