Устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя Советский патент 1985 года по МПК H02P7/36 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах, преимущественно грузоподъемных механизмов. Цель изобретения - повышение энергетических и электромеханических показателей электропривода. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма напряжений. Устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя 1 содержит тиристорный коммутатор 2 в цепи статорной обмотки электродвигателя 1, выпрямитель 3, вход которого подключен к обмотке статора электродвигателя 1, а выход соединен с входом элемента 4 задержки, выход которого через распределитель 5 импульсов соединен с управляющими электродами тиристоров коммутатора 2, датчик 6 состояния тиристоров, вход которого соединен с выходом выпрямителя 3, а выход - с входом инвертора 7, выходом соединенного со счетным входом счетчика 8 импульсов, первый выход которого соединен с одними входами первого и второго элементов И-НЕ 9 и 10 соответственно и с первым входом командоаппарата 11, второй выход счетчика 8 импульсов соединен с другим входом элемента И-НЕ 9 и с вторым входом командоаппарата И, третий вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 10, подключенного другим входом к третьему выходу счетчика 8 импульсов, вход которого соединен с выходом командоаппарата 11, соединенного четвертым входом с выходом элемента И-НЕ 9. Выход командоаппарата 11 соединен через ключевой элемент 12 с входом эленента 4 задержки. Элемент 4 задержки может быть выполнен на однопереходном транзисторе 13, к эмиттеру котофого подключены конденсатор 14 и резисторы 15 и 16. Выход выпря.мителя шунтирован резистором 17, а также тиристором 18, выполняющим функцию формирователя импульсов, и резистором 19. Датчик 6 состояния тиристоров может быть выполнен в виде оптронного тиристора, соединенного последовательно со стабилитроном 20. Командоаппарат 11 содержит контакты 21-24. На фиг. 2 изображены диаграмма 25 трехфазного напряжения, диаграмма 26 напряжения на конденсаторе 14, диаграмма 27 напряжения на выходе элемента 4 задержки и диаграммы 28, 29 и 30 напряжений на обмотке статора электродвигателя 1. Устройство работает следующим образом .; При подключении обмотки статора электродвигателя 1 к источнику питания напряжение от выпрямителя 3 подается на элемент 4 задержки. Включается контакт 21 коммутатора 11. Конденсатор 14 элемента 4 задержки заряжается через резисторы 17 и 15. При достижении заданного напряжения однопереходный транзистор 13 включается и конденсатор 14 разряжается через переход управляющий электрод - катод тиристора 18 и резистор 19. Тиристор 18 включается и напряжение от выпрямителя 3 и распределителя 5 импульсов подается на управляющие электроды тиристоров коммутатора 2. Причем ток от выпрямителя 3 проходит через управляющие электроды тех тиристоров коммутатора 2, которые в данный момент времени имеют отрицательное напряжение на катоде. После включения тиристоров коммутатора напряжение на выходе выпрямителя 3 принимает нулевое значение. На выходе инвертора 7 напряжение также принимает нулевое значение и поэтому с выхода инвертора 7 сигнал (единица) подается на счетный вход счетчика 8 импульсов. Тиристор 18 закрывается (анодное напряжение принимает нулевое значение) . Закрываются тиристоры коммутатора 2 под действием изменения знака анодного напряжения. На выходе выпрямителя 3 снова появляется напряжение, что приводит к включению датчика 6 состояния тиристоров через стабилитрон 20. Соответственно на выходе инвертора 7 появляется нулевой сигнал, что приводит к переключению счетчика 8 импульсов, на выходе которого появляется сигнал (логическая единица). Ключевой элемент 12 включается через контакт 21 командоаппарата 11. Поэтому конденсатор 14 заряжается не только через резистор 15, но и через резистор 16. После заряда конденсатора 14 (время его заряда существенно сократилось) включается транзистор 13 и весь процесс включения тиристора коммутатора 2 повторяется. Только после очередного возникновения напряжения на выходе выпрямителя 3 счетчик 8 импульсов переключается, что приводит к запиранию ключевого элемента 12 и соответственно к увеличению задержки формирования управляющего импульса. Таким образом, в зависимости от состояния ключевого элемента 12 меняется время элемента 4 задержки, т.е. изменяется время заряда конденсатора 14 (диаграмма 26 напряжения) и соответственно частота управляющих импульсов (диаграмма 27 напряжения) . На обмотке статора электродвигателя 1 формируется напряжение, частота которого уменьщена в семь раз (диаграмма 28 напряжения). Соответственно скорость электродвигателя уменьщена в семь раз по отношению к номинальному значению. Для увеличения частоты до 1/4 величины от номинального значения включают контакты 21 и 22 командоаппарата 11. При этом к входу счетчика 8 импульсов подключается элемент И-НЕ 10, который изменяет коэффициент частоты на выходе ключевого элемента 12. Поэтому управляющие импульсы (диаграмма 27 напряжения) следуют с переменной частотой - два подряд импульса следуют с высокой частотой (период равен 1/6 периода источника питания), а затем управляющий импульс следует с периодом, примерно равным периоду источника питания. Поэтому на обмотке статора формируется напряжение пониженной частоты, равной 1/4 частоты источника питания. Для дальнейщего повыщения частоты и соответственно скорости электродвигателя включают контакты 23 и 24 командоаппарата 11. К входу счетчика 8 импульсов подключается элемент И-НЕ 9, чем изменяется коэффициент деления частоты на входе ключевого элемента 12. Таким образом, на обмотке статора электродвигателя модулируется напряжение пониженной частоты, что приводит к уменьщению скорости вращения элертродвигателя. Причем это напряжение не содержит постоянной составляющей тока и имеет симметрию относительно нейтрального значения, что приводит к расширению диапазона регулирования скорости.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее тиристорный коммутатор в цепи статорной обмотки электродвигателя, распределитель импульсов, выходом соединенный с управляюш,ими электродами тиристоров коммутатора, выпрямитель, вход которого подключен к ririr J jf jt статорной обмотке электродвигателя, элемент задержки, один вход которого соединен с выходом выпрямителя, а выход - с входом распределителя импульсов, командоаппарат, один вывод которого .через ключевой элемент соединен с другим входом элемента задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости, в него введены инвертор, два элемента И-НЕ, счетчик импульсов и датчик состояния тиристоров, вход которого соединен с выходом выпрямителя, а выход - с входом инвертора, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, первым выходом соединенного с одними входами первого и второго элементов И-НЕ и с первым входом командоаппарата, второй выход счетчика импульсов соединен с другим входом первого элемента И-НЕ и с вторым входом командоаппарата, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, подключенного другим входом к третьему выходу счетчика импульсов, вход которого соединен с другим выходом командоаппарата, соединенного четвертым входом с выходом первого элемента И-НЕ.

Д 1. i Л Л

:

,и

TY

i/w

тг

1

Lixz:

Irij

А

131

Фаг Z