Устройство для управления конденсаторным асинхронным электродвигателем Советский патент 1986 года по МПК H02P1/42 

12

2 логических элементов 2ИЛИ 21, ЗИ 22 и элементов задержки 23 обеспечивает расширение диапазона регулирования скорости. На вход 14 БУ 9 подаетск: синхронизирующий сигнал, состоящий и прямоугольных импульсов одинаковой длительности с частотой следования, совпадающей с частотой напряжения питающей сети и синхронизированных по переднему фронту в момент изменеИзобретение относится к зл«.ктро- технике и «--южет бьзть использовано в однофазньос реверсквк.:; электроприводах переменного тока при прямом расширении диапазона регулирования.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на v.-ir . 2 - статические характеристика электропривода; на фиг, 3-7- диаграммы напряжений на обмотках асинхронного электродвигаталя.

Устройство для управления хонден- саторньгм асинхронньп-г электродвигате лем 1 с обмотками 2 и 3 управления и возбуждения содержит конденсатор 4, два диодных моста 5 и 6, два опто тиристора 7 и 8, блок 9 управления с пятью входами 10-14 и двумя выходами 15 и 16, которые подключены к входам соответствую цих оптотиристо- ров 7 и 8, выходы которых шунтируюм одни диагонали соответствующих диод- rfLK-i ьюстоз 5 и 6, одни ВЫВОДУ .цуз гих дка окалей которых объединены и снаб жепы зажимом для иодкл;пчения фазного провода питаю-щей сети, одни выво- ды обмоток 2 г: 3 возбуждения к управления объединены и снабжены зажимом для подключения нулевого провода питающей сети, другой вывод обмотки 2 управления подключен к одному выводу конденсатора 4 и к другому выводу другой диагонали первого диодного моста 5, другой вывод, обмотки 3 возбуждения подключен 1с другому выводу конденсатора 4 и к другому выводу другой диагона.ии второго диодного моста 6, блок 9 управления состаЕлан

6308

ния знака питающего напряжения Скн- хронизирутащий сигнал непосредственнс поступает на один из входов элемента ЗИ 22 и после сдвига по переднему фронту на. время 1 в элементе задержки 23 - на один из входов логического элемента 2ИЛИ 21. На входы 10-13 БУ 9- подаются комбинадии логических управляющих сигналов, 7 ил. Табл. 1.

-- .

10

ts

2

из четырех логических элементов 2И- НЕ 17-20, одни входы которых, образуют первые четыре входа 10-14 блока 9 управления5 ВЬЕХОДЫ первого и четвертого логических элементов 2Н-НЕ образуют первый и второй выходы 15 и 16 блока. 9 управления, выходы второго и третьего логических элементов 2И-НЕ 18 и 19 подключены к другим входам соответственно первого и четвертого логических элементов 2И-НЕ 17 и 20, логические элементы 2ИЛИ-215 ЗИ 22 и элемент 23 -задержки, вход которого подключен к первому входу лоигческого элемента ЗИ 22 и образует пятый вход 14 блока 9 управления, предназначенньш для подключения источника синхронизирующего сигнала, второй и третий входы логического .элемента ЗН 22 подключены к одним входам второго и третьего логических элементов 2ji-HE 18 и 19, вькоды логического элемента ЗН 22 и элемента 23 задержки подключены к соответст.- вующим входам логического элемента 2Р1ПИ, )зыход которого подключен к упругим входам второго и третьего логических элементов 2И-НЕ 18 и 19.

20

25

Позидии 24-27 и 28-31 (фиг. 2)

указывают значения фиксированных скоростей вращению, получаемые с помощью устройства регулирования соответственно при прямом и обратном направлении вращению , Позидии 32,34 и 33, 35 (ф иг, 3 и 4) обозначают направления на обмотке 2 управления и обмот- ке 3 возбуждения соответственно; напряжение, 36 на обмотке 2 управления, напряжение 37 на выходе 16 блока

3

9 управления, напряжение 38 на обмотке 3 возбуждения (фиг. 5), на ряжение 39 на обмотке 2 . управления напряжение 40 на выходе 16 блока 9, напряжение 41 на обмотке 3 возбуждения (фиг. 6), напряжение 42, напряж ниё 43 на выходе 15 блока 9, напряжение 44 на обмотке 2 управления, напряжение 45 на обмотке 3 возбуждения (фиг. 7).

Устройство работает следующим образом.

На вход 14 блока 9 управления подается синхронизирующий сигнал, представляющий собой последовательность прямоугольных импульсов одинаковой длительности с частотой следования, совпадающей с частотой напряжения питающей сети и синхронизированных по переднему фронту в момент изменения знака питающего напряжения . Синхронизирующий сигнал непосредственно поступает на один из входов логического элемента ЗИ 22 и после сдвига по переднему фронту на время t в элементе 23 задержки - на один из входов логического элемента 2ИЛИ 21. На входы 10-13 блока 9 управления подаются комбинации логических управляющих сигналов, приведенные , в таблице.

С помощью временных диаграмм рассмотрим возможные работы электррпривода.

Режим Стоп 1.

При подаче на управляющие входы 10-13 кодовой комбинации 1001 опТо- тиристоры 7 и 8 закрыты, диагонали мостов 5 и 6 разомкнуты и обмотки 2 и 3 двигателя 1 обесточены. Вращающий момент отсутствует.

Режим Стоп 2.

При подаче на управляющие входы 1-0-13 любой из кодовых комбинаций 0000, .0010, 0100, 0110 оптотиристо- ры 7 и 8 открыты, диагонали мостов 5 и 6 закорочены и на обмотки 2 и 3 подается напряжение питания одинаковой фазы.

При этом создается постоянный магнитнй поток поля статора и ротор двигателя ориентируется в фиксированном положении.

Вращающий момент отсутствует. Действие внешних сил, стремящихся изменить положение ротора, приводит к появлению тормозного электромагнитного момента (фиг. 3).

463084

При подаче на управляющие входы 10-13 кодовой комбинации 1111 на выходах 15-16 формируются сигналы, повторяющие синхронизирующий сигнал г на входе 14. На обмотки 2 и 3 подается однополупериодное напряжение одинаковой фазы.

Вращение в условном направлении

IQ вправо с максимальной скоростью (режим 28, фиг. 2).

Реализуется подачей на управляющие входы 10-13 любой из кодовых комбиндций 0001, 0101. На выходах

J, 15 и 16 формируются сигналы логической единицы и нуля соответственно, оптотиристор 7 открывается, а опто- тиристор 8 закрыт. Диодный мост 5 закорочен открытым оПтотиристором 7,

j- обмотка 2 управления подключается к питающей сети непосредственно, а обмотка 3 возбуждения - через фазо- сдвигающий конденсатор 4 со сдвигом фазы на 90 по отношению к питающей

25 сети. Вращающий момент создается во всех квадрантах (фиг. 4).

Вращение в условном направлении вправо со скоростью, соответствующей первой ступени статической характеристики электропривода (режим 29, фиг. 2).

Реализуется подачей на управляющие входы 10-13 кодовой комбинации 0011. На выходе 15 формируется сигнал

5 логической единицы, а сигнал на выходе 16 повторяет сигнал на выходе элемента 23 задержки - синхронизирующий сигнал, передний фронт которого сдвинут на время t . Диодный

мост 5 закорочен постоянно открытым оптотиристором 7. Оптотиристор 8 открывается и, следовательно, закорачивает диодный мост 6 в моменты времени t, tj,... и закрываемся в

моменты времени t , t и т.д. (фиг.5). Таким образом, обмотки управления 2 и возбуждения 3 запитываются в течение каждого периода питающего напряжения в промежутки времени О - t

0 и t - tj со сдвигом фаз на 90° (при этом создается вращаюпщй момент) и без сдвига фаз - в промежуток времени t - t. (при этом создается тормозной момент) . Вращающий момент

5 создается в I, 1Г и III квадрантах, причем зона его существования в I квадранте увеличивается с уменьшением .величины времени задержки.

Вращение в условном направлении вправо со скоростью, соответствующей второй ступени статической карак теристики электропривода (режим 30, фиг. 2).

Реализуется подачей на управляющие входы элементов 19-22 комбинации 0111. На выходе 15 формируется сигнал логической единицы, а сигнал на выходе 16 повторяет синхронизирующий сиг- нал на входе 14. Диодный мост 5 закорочен постоянно открытым оптотиристо- ром 7. Оптотиристор 8 открывается и, следовательно, закорачивает диодный

и «.

мост 6 моменты времени О, t.,..., закрывается в моменты времени t, , и т.д. (фиг, 6) .

Таким образом, обмотки 2 и 3 за- питываются в течение каждого периода питающего напряжения в полупериод

0- t, без сдвига фаз (в квадрантах

1и IV создается тормозной момент и в полупериод t - tj - со сдвигом фаз на 90(в квадрантах II и III, создается вращающий момент).

Вращение в условном направлении вправо со скоростью, соответствующей третьей ступени статической характеристики электропривода (режим 31, фиг. 2).

Реализуется подачей на управляющи входы элементов 19-22 кодовой комбинации 1101. Сигнал на выходе блока 9 повторяет сигнал на выходе элемента 23 задержки - синхронизирующий сигнал, передний фронт которого сдвинут

5

ю

е

15

20

25

30

35

на время f , а ла входе 10 формируется сигнал логического нуля. Оптотиристор 7 открывается и, следовательно, закорачивает диодный мост 5 в моменты времени t , t ,... и закрывается в моменты времени t, t и т.д„ (фиг. 7). Оптотиристор 8 закрыт постоянно.

Таким о бразом, обмотки 2 и 3 в течение каждого периода питающего напряжения в промежутки времени О - - t, , t,j - tj обесточены, а в промежуток времени t о запитываются со сдвигом фаз на 90°, причем обмотка 2 управления подключена к питающей сети непосредственно, а обмотка 3 возбуждения - через IV фазосдви- гающий конденсатор 4. Вращающий момент создается в I и IV квадрантах, причем зона его существенная в I квадранте увеличивается с уменьшением времени задержки t ,

Режимы 24-27 (фиг. 2) работы отличаются от рассмотренных режимов 28-31 направлением вращения двигателя ..

Элемент 23 задержки может быть реализован, например, и виде укоро- тителя импульсов на основе типовой схемы одновибратора.

Таким образом, благодаря введению в блок управления дополнительных логических элементов ЗИ, 2ИЛИ и элемента задержки обеспечивается расширение диапазона регулирования скорости.

Стоп 1 (С1) Стоп 1 (С2)

Вправо (28)

Ф ормула изобрете. НИЛ

Устройство для управления конденсаторным асинхронным электродвигателем с обмотками управления и возбуж- дения, содержащее конденсатор, два диодных моста, два оптотиристора, блок управления с пятью входами и двумя выходамиJ которые подключены ,к входам соответствующих оптотйристо ров. выходы которых шунтируют одни диагонали соответствующих диодных мостов, 0-ни выводы других диагоналей которых объединены и снабжены зажимом для подключения фазного про- вода питающей сети, одни выводы обмоток возбуждения и управления объединены и снабжены зажимом для подключения нулевого провода питающей сети, другой вывод обмотки уп- равления подключен к одному выводу конденсатора и к другому выводу другой диагонали первого д годного моста другой вывод обмотки возбуждения подключен к другому выводу конденса- Tcpf .i к дру выводу другой диагонали второго диодного моста, блок уп равльния составлен из четырех логичесПродолжение таблицы

ких элементов 2И-НЕ, одни выходы которых образуют первые четыре входа блока управления, выходы первого и четвертого логических элементов 2И-НЕ сб- раяуют первый и второй выходы блока управления, выходы второ го и третьего логических элементов 2И-НЕ подключены к другим входам соответственно первого и четвертого логических эле- ментов 2И-НЕ, личающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, в блок управления введень логические элементы 2ИЛИ, ЗИ и элемент задержки, вход которого подключен к первому входу логического элемента ЗИ и образует пятый вход блока управления, предназначенный для подключения к источнику синхронизирующего сигнала, второй и третий входы логического элемента ЗИ подключены к одним входам соответственно второго и третьего логических элементов 2И-НЕ, выходы логического элемента ЗИ и элемента задержки подключены к соответствующим входам логического элемента 2ИЛИ, выход которого подключен к другим входам второго и третьего логических элементов 2И-НЕ.

Z3

Jff

fi Влево)

J

(SnpaSo)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано 3 однофазных реверсивных электроприводах переменного тока. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования. Устройство содержит асинхронный электродвигатель 1 с обмотками управления 2 и возбуждения 3, конденсатор 4, два диодных моста- 5, 6, иптотиристоры 7 и 8, блок управления (БУ) 9 с пятью входами 10-14 и двумя выходамрг 15, 16, четыре логических элемента 2И-НЕ 17-20. Введение в БУ (Л -ПЛ, N) 4 Од СО О 00

Ы

.A

t

M,,J

33

Dl

Фа ,. 3

Фиг,

Фиг.7

Редактор Н. Бобков а

Составитель В. /-лешечкин

Техред В.Кадар Корректор Е. Сирохман

Заказ 4017/52Тираж 631 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4