Способ регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК H02P7/62 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости асинхронных электродвигателей. Целью изобретения является сниже ние колебаний скорости. На фиг. 1 нредставлена блок-схем устройства; на фиг. 2 - схема восьмиразрядного регистру, введенного в устройство-, на фиг. 3 - эпюры напря жений на элементах устройства. Устройство для регулирования ско рости трехфазного асинхронного элек тродвигателя содержит три тиристорных ключа 1 в фазах статорной обмот ки асинхронного электродвигателя 2, управляющие электроды которьк подключены к выходам соответствз ющих блоков 3 гальванической развязки, формирователь-синхронизатор 4 прямоугольных импульсов,, восьмиразрядный кольдевой регистр 5 сдвига, девять логических элементов 2И-НЕ 6 14, логический элемент 8И--НЕ 15,пер вый и второй инверторы 16 и 17, триг гер 18, блок 19 запуска и задания номинальной скорости, блок 20 питания. Выход формирователя синхронизатора 4 прямоугольных импульсов подключен к тактовому входу восьмиразрядного кольцевого регистра 5 сдв га, выходы которого подключены к одним входам восьми логическ гх элементов 2И-НЁ 6-13, другие входы которьсс снабжены зажимами для подключения к соответствующим выходам бло ка peгyJшpoвaния скорости, выходы восьми логических элементов 2И-НЕ 6 13 подключены к соответствуюпщм вхо дам логического элемента 8И-НЕ 15, выход которого подключен к информаиз онному входу триггера 18, вход пе вого инвертора 16 подключен к выходу формирователя-синхронизатора 4 прямоугольных импульсов, вход второ го инвертора 17 подключен к входу первого логического элемента 2И-НЕ 6, выходы первого и второго инверто ров 16 и 17 подключены к соответствующим входам девятого логического, элемента 2И-НЕ 14, выход которого, подключен к установочному входу три гера, восьмиразрядны регистр 21 сдв га, тактовый вход которого подключен к выходу первого инвертора 16, вход выбора режима записи - к выходу блока 19 запуска и задания номинальной скорости, вход пocлe цoвaтельной записи - к выходу триггера 812 18, входы параллельной записи объединены и снабжены зажимом для под-... ключения шины логической 1 три выхода восьмиразрядного регистра 21 сдвига подключены к входам соответствующих блоков 3 гальванической развязки. Восьмиразрядный регистр 21 сдвига (фиг. 2) составлен из двух четырехразрядных универсальных регистров 22 и 23 сдвига. Вход последовательного кода регистра 22 является входом последовательной записи восьмиразрядного регистра 21. Вход пос- . ледовательного кода регистра 23 соединен с выходом четвертого разряда регистра 22, Обьединенные тактовые входы регистров 22 и 23 образуют тактовый вход восьмиразрядного регистра 21. Об7зединенные входы управления режимом работы регистров 22 и 23 образуют вход выбора режима записи восьмиразрядного регистра 21. На все входы параллельной записи регистров 22 и 23 подан сигнал логической 1. Выходами восьмиразрядного регистра 21 сдвига служат выходы первого и второго разрядов регистра 22 и выход первого разряда регистра 23. Тиристорные кгпочи 1 составлены из встречно-параллельно включенных тиристоров с формирования отпирающих импульсов из анодных напряжений . Формирователь-синхронизатор 4 прямоугольных импульсов содержит согласующий трансформатор, первичная обмотка которого включена на фазное напряжение питающей сети, вторичная через диод подключена к резистивному делителю напряжения, подключенному к входу соединенных последовательно двух инверторов, выход последнего из которых образует выход формирователя-синхронизатора 4 прямоугольных; импульсов. На фиг. 3 приняты следующие обозначения : 24 и 25 - напряжения соответственно на входе и выходе формирова-теля-синхронизатора 4 прямоугольных импульсов,26 и. 27 - напряжения на выходах восьмиразрядного кольце-, вого регистра 5 сдвига,. 28 - напряжение на выходе восьми логических элементов 2И-НЕ 6-13, 29 - напряжеime на выходе логического элемента ВИ-НЕ 15, 30, 31 и 32 - напряжения соответственно на входах и на выходе девятого логического элемента 2И-НЕ; 33 - напряжение на вькоде триггера 18J 34, 35 и 36 - напряжения на выходах восьмиразрядного регистра 21 сдвига; 37, 38 и 39 фазные напряжения статорной обмотки электродвигателя,. Каждый из блоков гальванической развязки содержит транзисторный ключ, вход которого соединен с одним из выходов восьмиразрядного регистра 21 сдвига, а выход нагрулсен цепью, содержащей резистор и фотодиод тиристорного оптрона, своим вы ходом включенного в диагональ выпрямленного тока диодного моста.Вто рая диагональ моста включена в цепь формирования отпирающих импульсов одного из тиристорных ключей 1, Обмотка статора электродвигателя 2 соединена в звезду с выведенной нейтралью и подключена через тиристорные ключи 1 к фазам питающей се ти, а ее нейтраль - к нулевому проводу. Устройство работает следующим об разом. С выхода формирователя-синхронизатора 4 прямоугольных и fflyльcoв на тактовый вход кольцевого регистра 5 сдвига поступают импульсы сетевой частоты, управляющие регистром 5. Н выходах регистра 5 формируются прямоугольные импульсы с периодом регу лирования Тр т.Т и скважностью от .- до гп, где т- число периодов на пряжения питающей сети в периоде ре гулирования, р из которых поступают через ключи 1 на зажимы обмотки статора электродвигателя 2. В схеме на фиг. i m 9 и формируемые на восьми выходах регистра 5 импульсы имеют скважность: 9/8; 9/7; 9/6; 9/5; 9/4; 9/3; 9/2; 9. Эти импульсы поступают на первые входы восьми логических элементов 2И-НЕ 6-13, на вторые (управляющие) входы которых подан уровень логического О. При выборе одной из пониженных по сравнению с номинальной скоростью вращения электродвигателя 2 на управляющий вход соответствующего элемента 2И-НЕ, например, элемента 2И-НЕ 6, вместо уровня логического О подается уровень логической 1. На выходе указанного элемента 2И-НЕ появляется ин версный по отношению к поступающему на его первый вход с соответствующего Выхода регистра 5 импульсный сигнал, который следует далее на один из входов элемента 8И-НЕ 15, а на его других входах при этом имеется уровень логической 1, поступаюицп с выходов остальных семи логических элементов 2И-НЕ 7-13. На выходе логического элемента 8И-НЕ вырабатывается импульс, идентичный поступающему на управляющий вход элемента 2ИНЕ 6 с одного из выходов кольцевого регистра сдвига 5. Импульсы с выхода элемента 8И-НЕ 15 поступают на информационный вход триггера 18. На установочньш вход S триггера 18 подаются импульсы с выхода девятого элемента 2И-НЕ 14, на один вход которого через инвертор 16 поступают импульсы с выхода формирователя-синхронизатора 4, а на второй - проинвертированные элементом 17 иьшульсы с выхода первого разряда кольцевого регистра сдвига 5, С выхода триггера 18 импульсы подаются на первый вход восьмиразрядного регистра сдвига 21, на второй (тактовый) вход которого поступают проинвертированные элементом 16 импульсы с выхода формирователя-синхронизатора 4. На вход управления режимом работы восьмиразрядного регистра сдвига 21 подается уровень логического О при выборе одной из ступеней-редукции частоты вращения электродвигателя 2 и уровень логической 1 при пуске электродвигателя 2 и работе его с номгнальной частотой вращения. Указанные уровни поступают с выхода блока 19 запуска и задания номинальной скорости вращения электродвигателя 2. Подача уровня логической 1 при пуске, электродвигателя 2 производится только на время пуска, определяемое паpaMeTpaNM элементов RC-цепочки на входе инвертора блока 19 запуска и задания номинальной частоты вращения. Уровень логической 1 на выходе указанного блока 19 при формировании нo я нaльнoй частоть; вращения двигателя обеспечивается пода- чей уровня 1 на управляющий вход содержащегося в нем элемента , Импульсы, получаемые на выходах восьмиразрядного регистра 21 сдвига, меют взаиг шьш временной сдвиг на 1/3 периода регулирования Тр, равного в данном случае 9Т сети. Они слеуют на входы блоков 3 гальваничесой развязки, с выходов которых поступают .на входы тиристориых ключей 1. Последние реализуют режим полнофазного питания полным напряжением сети электродвигателя 2 при его пуске и работе с номинальной скоростью вращения, а также режим чередующегося неполнофазного питания для получения одной из пониженных скоростей «ращения. В последнем случае тиристорные ключи 1 пропускают в обмотку статора двигателя периодов тока сети при этом (т-Р) соответствуют выбран ной скорости вращения и представляет собой количество отсекаемых клю чей периодов, определяющее продолжи тельность бестоковой паузы, следующей поочередно в каждой из фаз статора. Таким образом, введение восьмиразрядного регистра сдвига позволяет реализовать чередующееся неполнофазное питание асинхронного элект родвигателя в режиме пониженной ско рости и тем самым снизить ее колебания . Формула изобретения 1. .Способ регулированш скорости трехфазного асинхронного электродви гателя, в котором чередуются режимы номинальной и пониженной скорости вращения асинхронного электродвигателя с переменной скважностью путем периодическо1о под1слючения и отключения фаз ста.торной обмотки асин-- хронного электродвигателя от питающей сети, о т л и ч а ю щ и и с я тем, ЧТО, с целью снижения колебаш-1й скорости, режим пониженной скорости осуществляется путем отключения от питаю1Е;ей сети одной или двух из трех фаз статорной обмотки асинхронного электродвигатепя и последующего поочередного подключения к питающей сети разноименных фаз статорной обмотки асинхронного электродвигателя при одновременном отклю чении одной или двух оставшихся фа статорной обмотки асинхронного элек тродвигателя, дрич ем указанный процес коммутации сохраняется в. течение врем действия режима пониженной скорости. 81-,5 2. Устройство для регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащее три тиристорных ключа в фазах статорной обмотки асинхронного электродвигателя, управляющие электроды которых подключены к выходам соответствующих блоков гальванической развязки, формирователь-синхронизатор прямоуголь№1х импульсов, восьмиразрядный кольцевой регистр сдвига, девять логических элементов 2И-НЕ, логический элемент 8И-НЕ, первый и второй инверторы, триггер, блок запуска и заДания номинальной скорости, блок питания, выход формирователя-синхронизатора прямоугольных импульсов подключен .к TaKTOBOf y входу восьмиразрядного кольцевого регистра сдвига, выходы которого подключены к одним входам восьми логических элементов 2PI-HE, другие входы которых снабжены зажимами дго1 подкл;очепия к соответствующим выходам блока регулирования скорости, выходы восы-ш логических элементов 2И-НЕ подключены к соответствующим входам логического элемента 8И-ИЕ, выход которого подключен к информационному входу триггера, вход первого инвертора подключен к выходу формирователя-синхронизатора прямоугольньк импульсов,, вход второго инвертора - к входу первого логического элемента , выходы первого и второго инверторов подключены к соответствующим входам девятого логического элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к установочному входу триггера, отличающееся тем,, что, с целью снижения колебаний скорости, в него введен восьмиразрядный регистр сдвига, тактовый вход которого подключен к выходу первого инвертора, вход выбора режима записи - к выходу блока запуска и задания номинальной скорости, .вход последовательной записи - к выходу трихгера, входы параллельной записи объединены и снабжены зажимом для подключения шины логической 1, три выхода восьмиразрядного регистра сдвига подключены к входам соответствующих блоков гальванической развязки.

2Г

2Ц

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости асинхронных двигателей. Целью изобретения яв, ляется снилсение колебаний скорости. Согласно данному способу регулиро- вание скорости двигателя осуществляЕот путем чередования режимов номинальной и пониженной скорости с перем..скважностью, причем режим пониженной скорости характеризуется неполноразным питанием статорной обмотки от одной или двух фаз. Устройство для реализации способа содержит 3 тиристорных ключа 1, блок с Ф 3 гальванической развязки, восьмиразрядный регистр 21 сдвига и блок управления; 2 с.п. ф-лы, 3 ил..