Устройство для управления асинхронным электродвигателем Советский патент 1986 года по МПК H02P5/40 

Язобретение относится к электро- - хнике и может быть использовано в системах автоматического управления электроприводами переменного тока.

Целью изобретения является улучшение регулировочных хар,. хтеристик.

На фиг.1 представлена .финципиаль- ная электрическая схема устройства; на фиг.2 - диаграммы напряжений на элементах устройства.

Устройство для управления асинхронным электродвигателем содержит три симистора 1-3, включенных в фазы асинхронного электродвигателя А, датчик 5 тока и датчик 6 напряжения, включенные в любую фазу асинхронного электродвигателя 4, блок 7 управления, выходы которого подключены к уп:Р авляющим электродам симисторов 1-3, а входы - к выходам датчиков 5 и 6, блок 7 управления составлен из суммирующего 8 и вычитающего 9 счетчиков, программируемого запс1 еднающего элемента 10, генератора 11 импульсов, первого 12 и второго 13 элементов за- держки, нулевого элемента 14; выход которого образует первый выход блока 7 управления, вькоды первого 12 и второго 13 элe seптoв задержки образуют соответственно второй и третий выходы блока 7 управления, выход нулевого элемента 14 через первый элемент 12 задержки подключен к входу второго элемента 13 задержки, вход генератора Т1 импульсов 5 В - вход суммирующего счетчика 8 и В - вход вычитающего счетчика 9 объединены и образуют первый вход блока 7 управления, подклю

ченный к датчику 6 напряжется,

вход суммирующего счетчика 8 и А - вход программируемого запоминающего элемента 10 объединены и образуют второй вход блока 7 управления, выход генератора 11 импульсов подгазючен к С - входам суммирующего счетчика 8 и программируемого запоминающего элемента 10, адресные которого подключены к выходам суммирующего счетчика 8, установочные входы вычитающего счетчика 9 подключентл к выло- дам программируемого запоминающего элемента 10, выходы вычитающего счетчика 9 подключены к входам нулевого элемента 14.

На диаграммах (фиг,2) обозначены фазные напряжения 15-17 питающей сети, ток 18 первой фазы (фазы А) питающей сети, импульсы 19 и 20 на вы

ЯЪае соответственно датчиков напряжения и тока, выходные сигналы 21-23 соответственно суммирующего и вычитающего счетчиков и нулевого элемента.

Устройство для управления асинхронным электродвигателем работает следующим образом.

Датчик 6 напряжения генерирует импульс синхронизации всякий раз, когда . фазное напряжение опорной фазы (например, фазы А) переходит через нулевое значение. Точно так же датчик 5 тока генерирует импульс всякий раз, когда ток становится равным нулю. В момент времени напряжения опорной фазы становится равным нулю, датчик 6 напряжения генерирует импульс син- хронизапяи, который поступает на вход синхронизации импульсного генератора , 11, синхронизируя его, и на вход р суммирующего счетчика 8, который импульсом синхронизации устанавливаете в нулевое состояние. Частота импульсов генератора 11 выбирается кратной частоте сети по соотношению:

fc,- где f , f - частота генератора Ни

штающей сети соответственно.

Допустим, что f 360 f

, т.е.

импульсы генератора 11 следуют с периодом 1 эл.град. в угловой мере частоты 50 Гц. Начиная с момента (фиг.2) суммирующий счетчик 8 начинает увеличивать записанный в нем код. Кроме того, импульс синхронизащ и поступает на вход с вычитающего счеТчика 9, а поскольку информация с выхода программируемого запоминающего элемента tO также поступает на вход вьгчитаюи);его счетчика 9 то его

5 0

5

состояние, . записанное в нем число, становится равным соответствующему числу, заранее заданному в запоминающем элементе 10.

Таким образом, по импульсу синхронизации в момент t производится следующее.: обнуляется суммирующий счетчик 8, который с этого момента начинает считать импульсы генератора 11 импульсов, информация из запоминающего элемента 10 передается в вычитающий счетчик 9 и последний Начинает вычитать из этого числа импульсы генератора 11.

В момент t, (фиг.2), когда ток нагрузки становится равным нулю, датчик 5 тока генерирует импульс, который поступает на вход суммирующего счетчика 8, т.е. состояние счетчика

8в некотором масштабе соответствует фазовому углу Ч сдвига между током

и напряжением. В следующий момент пе- рехода фазового напряжения через нулевое значение в вычитающий счетчик

9передается информация из той ячейки запоминающего элемента 10, номер которой равен значению фазового угла в выбранном масштабе. В запоминающем элементе 10, имеющем N адресных входов, может быть записана таблица значений угла cL открытия симисторов 1-3

в зависимости от фазового угла i-p кагр -,ки, составленная по люйому закону.

Пусть, например, числа N, записанные в таблице, рассчиты заются по выражению

N c + Ич -у).

(1)

где N - число, записанное ; таблице; о - начальн ый угол открытия симисторов;

1 - коэффициент усиления системы;Ч - текущее значение фазового

угла;

V - заданный фг.зовый угол с ограничениями,

N , 1 при полученном пo., лe (1) отрицательном результате и N N .

,,,ч 1КС

при полученном по формуле (. 1) положительном результате.

Таким образом, если например, фазовый угол нагрузки равен 4 30 эл.град., то к моменту t , (фиг.2) состояние счетчика 8 равно 30 и, следовательно, на выход элемента 10 передана информация из 30-й ячейки. Если, например, Ыо 40°, а Ч 10°, а 1 1, то М , 80 и на

о . сх

выход запоминающего элемента 10, а следовательно, ,на вход вычитающего счетчика 9 в момент времени t поступает число 80. Вычитаю ций счетчик 9 с момента t, просчитывает 80 импульсов генератора 11 и в момент времени t обнуляется.

Информация о состоянии вычитающего счетчика 6 передается на лулевой эле- мент 14, который в этот момент генерирует импульс, поступающий на управляющий электрод симистора 1, включенного в фазу А, и на вход первого элемента 12 задержки. Время задержки элемента 12 выбрано равным 60 эл.град в угловой мере частоты сети и, следовательно, через 60 эл.град. с выхода элемента 12 поступает импульс на си5

О

5

0

5

О

5 о

мистр 2, включенный в фазу В, и на вход аналогичного элемента 13 задержки, с выхода которого импульс, задержанный относительно импульса управления опорной фазы А на 120 эл.град., поступает на управляющий электрод симистора 3 фазы С. Таким образом, при изменении фазового угла изменяется угол управления симисторами 1-3, а следовательно, и напряжение на зажимах трехфазного асинхронного двигателя 4.

Закон регулирования напряжения может быть легко изменен путем изменения программь запоминающего элемента. Выполнение всех перечисленных операций существеимо упрощается в случае ИСПОЛЬЗОЕПНИЯ микро-ЭВМ.

Таким образом., благодаря введению в известное ус;ройстро двух симисторов и счетчиксз, генератора импульсов, запоминающего элемента и двух элементов задерлжи улучшаются регулировочные характеристики как устройства, так и электропривода в целом.

Формула .изобретения

Устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее симистор, включенный в фазу асинхронного электродвигателя, датчики тока и напряжения, блок управления с двумя входами и одним выходом, входы блока управления подключены к выходам указанных датчиков, выход блока управления подключен к управляющему электроду симистора, входы датчиков тока и напряжения включены в указанную фазу асинхронного электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью улучшения регулированных характеристик, в него введены два дополнительных симистора, включенных в две другие фазы асинхронного электродвигателя, блок управления снабжен двумя дополнительными выходами, которые подключены к управляющим электродам второго и третьего симисторов, и составлен из суммирующего и вычитающего счетчиков, программируемого запоминающего элемента, генератора импульсов, первого и второго элементов задержки, нулевого элемента, , выход которого образует - первый выход блока управления, выходы первого и второго элементов аддерж- ки образуют соответственно второй и третий выходы блока управления.

5125выход нулевого элемента через первый элемент задержки подключен к входу второго элемента задержки, вход генератора импульсов, В-вход суммирующего счетчика и В-вкод вычитающего счетчика объединены и образуют первый вход блока управления, подключенный к датчику напряжения, V-вход суммирующего счетчика и А-вход программируемого запоминающего эле- ме нта объединены и образуют второй

10

,

10

,8996

вход блока управления, выход генератора импульсов подключен к С-вхо- дам суммирующего счетчика и программируемого запоминающего элемента, адресные входы которого подключены к выходам суммирующего счетчика, установочные входы вычитающего счетчика, подключены к выходам программируемого запоминающего элемента, выходы вычитающего счетчика подключены к входам нулевого элемента.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устр-вах регулирования скорости асинхронных двигателей с помощью си- мисторов (С). Целью изобретения является улучшение регулировочных х-к. Суть изобретения заключается в задании уГла проводимости первого С с учетом фазового сдвига между током и напряжением я в последовательном (зависимом) формировании управляющих импульсов для 2-х других С с помощью элементов задержки. Определение фазового сдвига производится с помощью дискретных элементов. Устр-во содержит три С 1-3, включенных в статорную обмотку двигателя 4, датчики 5, 6 тока и напряжения, выходы к-рых подключены к входам блока 7 управления, составленного из суммирующего и вычитающего счетчиков 8, 9, программируемого запоминакнцего элемента 10, г-фа 11 импульсов, элементов 12, 13 задержки, выходы к-рых подключены вместе с выходом нулевого элемента 14 к управляющим эл-там Т-3. 2 ил. « О) ьр ел to 00 0 со

tptj t

Фиг.2