Способ управления асинхронным электроприводом Советский патент 1988 года по МПК H02P7/42 

(Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания регулируемых электроприводов с асинхронным электродвигателем, питаемых от источника электроэнергии через управляемый тиристор- ный коммутатор, имеющих спокойный характер нагрузки на валу электро

.1

двигателя и требующих кратковремен- HOto понижения частоты вращения пер oclraHOBOM, например, в грузоподъемный механизмах. Цель изобретения - повышение плавности регулирования. Указанная цель в данном способе управления асинхронньм электроприводом обеспечивается за счет создания в статоре электродвигателя системы прерьшистых токов, первые гармониче кке составляющие которых создают вр щйющееся магнитное поле с частотой

и порядком следования фаз, соответствующими сигналу модуляции. В зависимости от сигнала задающего напря- ж.ёния момент одновременного включения тиристоров коммутатора, плавно регулируется не менее чем на 60 град, 4fo позволяет регулировать напряже- H|je на нагрузке при заданной частоте

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания регулируемых электроприводов с асинхронным электродвигателем, питаемых от источника электроэнергии через управляемый тиристорный коммутатор, имеющих спокойный характер нагрузки на валу электродвигателя и требующих кратковременного понижения частоты вращения перед тановом, например, в грузоподъемных Механизмах,

Цель изобретения - повьпцение плавности регулирования.

На фиг.1 приведена-схема устройства, реализующего способ управления асинхронным электроприводом; на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Способ управления асинхронным электроприводом с тиристорным коммутатором в цепи обмотки статора электродвигателя заключается в том, что формируют трехфазную систему модулирующих напряжений, частота которой соответствует заданной скорости вращения электродвигателя, сравнивают модулирующие напряжения и определяют моменты времени, в течение которых совпадают полярности модулируюрезультирующего напряжения. Устройство для реализации способа содержит формирователь 1 импульсов, подключенный к соответствующей фазе источ- ника питания, генератор 2 модулирующих напряжений, один вход которого соединен с выходом блока 3 задания, а другой - с выходом формирователя 1 импульсов, блок 4 формирования импульсов управляющего напряжения, содержащий блоки- 9 - П импульсно-фазо- вого зтравления, блок 5 сравнения и распределения импульсов, содержащий схемы И 11 - 16, дешифратор 17, усилители мощности 18 - 23, тиристорный

коммутатор 6, выполненный в виде

1 встречно-параллельно включенных тиристоров, через котор ый к питающей сети подключен асинхронный электро- двигатель 7. 2 ил.

щих напряжений в двух фазах, и на этом интервале времени определяют мо - мент времени одновременного включения тиристоров тиристорного коммутатора, 5 формирующих полупериод результирующего напряжения на нагрузке, по знаку совпадающий с полярностью соответствующих модулирующих напряжений, при-( чем указанный момент одновременного

0 включения тиристоров, определяемый от момента перехода через ноль силов.ого напряжения той из сравниваемых фаз, которая опережает другую на 120 град, регулируют с опережением в диапазо5 не 60 град.

Устройство для реализации способа содержит формирователь 1 импульсов, подключенный к соответствующей фазе источника питания, генератор 2 моду0 лирующих напряжений, один вход которого соединен с выходом блока 3 задания, а другой - с выходом формирователя 1 импульсов, блок 4 формирования импульсов управляющего напряжения, блок 5 сравнения и распределения импульсов, тиристорный коммутатор 6, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров и через который к питающей сети подключен асинхронный электродвигатель 7.

5

0

Блок 4 формирования импульсов управляющего напряжения содержит три блока 8-10 импульсно-фазового управления (например, построенные на принципе вертикального зпправления), соединенные одними входами каждый с соответствующей фазой источника питания, а другими входами подключенные к выходу блока 3 задания.

Блок 5 сравнения и распределения импульсов содержит шесть схем И 11 - 16, один вход каждой из которых соединен с соответствующим выходом блоков 8-10 импульсно-фазового управления, а другой вход каждой из кото- рых подключен fc соответствующему выходу дешифратора 17, входы которого соединены с выходами генератора 2 модулирующих напряжений. Выход схемы И 11 соединен с входами усилителей 18 и 19 мощности. Выход схемы И 12 соединен с входами усилителей 20-22 ности. Выход схемы И 13 соединен с

фикам 26-28. Сигналы на выходе формирователя 1 импульсов соответствуют графику 25. Здесь положительные значе ния напряжения соответствуют положительным полупериодам напряжения фазы А источника питания. Сигналы импульсов управляющего напряжения для соответствующих фаз имеют место на

10 соответтсвующих выходах синхронизированных с этими фазами блоков 8-10 импульсно-фазового управления в зависи- 1мости от величины сигнала управления, поступающего на одни входы этих блоJ5 ков от блока 3 задания.

Ееди положительному значению напряжения сигналов, соответствующих графикам 26-28, поставить в соответствие логическую 1, а нулевому или

20 отрицательному значению - логический О, то в любой момент времени взаимное сочетание сигналов, соответствующих графикам 26-28, может быть определено набором логических О

входами усилителей 18,22 и 23 мощное- 25 и 1, т.е. цифровым кодом. Например,

тк. Выход схемы И 14 соединен с входами усилителей 19. - 21 мощности. Выход схемы И 15 соединен с входами усилителей 18,20 и 22 мощности. Выход схемы И 16 соединен с входами усилителей 19,21 и 23 мощности. Выход схемы И 11 соединен также с входом усилителя 23 мощности. Соответствующие выходы усилителей 18-23 мощности подключены к управляющим электродам встречно-параллельно включенных тиристоров тиристорного коммутатора 6.

На фиг.2 показаны график 24 трехфазной системы питающих напряжений, график 25 сигналов на выходе формирователя 1 импульсов и соответствующие положительным полупериодам напряжения, например, фазы А источника питания; графики 26-28 сигналов модули- рующих напряжений; графики 29-34 сигналов импульсов управляющего напряжения на выходах блоков 8-10 импульсно- фазового управления тиристорами ти- ристорного коммутатора 6; графики 35-37 сигналов напряжений и токов на обмотке статора электродвигателя 7.

Способ управления асинхронным ; электроприводом осуществляется следующим образом.

В соответствии с уставкой блока 3 задания генератор 2 модулирующих напряжений формирует систему модулирующих напряжений, соответствующую гра-

фикам 26-28. Сигналы на выходе формирователя 1 импульсов соответствуют графику 25. Здесь положительные значения напряжения соответствуют положительным полупериодам напряжения фазы А источника питания. Сигналы импульсов управляющего напряжения для соответствующих фаз имеют место на

соответтсвующих выходах синхронизированных с этими фазами блоков 8-10 импульсно-фазового управления в зависи- 1мости от величины сигнала управления, поступающего на одни входы этих блоков от блока 3 задания.

Ееди положительному значению напряжения сигналов, соответствующих графикам 26-28, поставить в соответствие логическую 1, а нулевому или

отрицательному значению - логический О, то в любой момент времени взаимное сочетание сигналов, соответствующих графикам 26-28, может быть определено набором логических О

в момент времени to- t взаимному расположению модулирующих напряжений (графики 26-28) для фаз А,В;С может .быть поставлен в соответствие цифровой код 001, в момент времени

5

0

5

t,- Чt - 101, в момент времени t - 100, в момент времени

t,t4t4 110, В момент времени

010, в момент времени tj- t

Затем эти кодовые комбинации повтоtf -on.

ряются. Так как входы дешифратора I7 соединены с выходами генератора 2 модулирующих напряжений, то на входах дешифратора 17 будут постоянно сравниваться во времени сигналы, соответствующие графикам 26-28, и будут чередоваться указанные кодовые комбинации. Соответственно только на одном из выходов дешифратора 17 будет появляться логическая 1, соответствующая определенному цифровому кода на его входах. Эта логическая 1 является разрешающим сигналом на прохождение соответств.ующих импульсов управляющего напряжения из сигналов, соответствующих графикам 29-34, с соответствующих выходов блоков 8-10 импульсно-фазового управления через схемы И 11-16 на соответствующие входы g усилителей 18-23 мощности и далее на управляющие электроды тиристоров ти- |ристорного коммутатора Ь. Так как в

0

енты времени tj, t4,

t

И .

f

t,- ty

-г

te

ЛО 1111)

гйческая 1 с определенного выхода д|ешифратора 17 разрешает прохождение иМпульса управляющего напряжения толь кр через одну из схем ИИ - 16,то в эти моменты времени этот импульс управляющего напряжения подается одно- В ременно на три усилителя мощности (например, в мрмент времени t, на у|силители 20-22 мощности), чем обес- п|ечивается одновременное включение соответствующих тиристоров во всех трех фазах и формирование полуперио- f:,OB результирующего напряжения на ;aгpyзкe с частотой, определяемой ;астотой модулирующих напряжений, соответствующих графикам 26-28 с выхода 1| енератора 2 модулирующих напряжений 4 соответствии с сигналом задания $а выходе блока 3 задания (графики $5-37), При этом ток начинает проте- 1|:ать во всех трех фазах одновремен- о (графики 35-37), создавая в электродвигателе 7 электромагнитный мо- iteHT за счет возникновения близкого К круговому вращающегося магнитного поля. Так как в определяемые моменты Времени tj,- tv, t,- t,, Ц- t,, t, tj, ty- tg импульс управляющего напряжения на одновременное включение тиристоров тиристорного коммутатора 6 формируется блоком им- пульсно-фазового управления той фазы которая опережает две другие фазы минимум на 120 град., то это позволяет в этом половинном диапазоне получить регулируемое одновременное включение тиристоров тиристорного коммутатора 6, а значит, плавно изменять напряжение на нагрузке при заданной синхронной частоте вращения электродвигателя в пределах дискретно задаваемой ступени регулирования Это повышает плавность, регулирования способа управления асинхронным электроприводом.

Таким образом, в результате управления тиристорами тиристорного коммутатора по предлагаемому способу в статоре электродвигателя создается система прерьтистых токов, первые гармонические составляющие которых создают вращающееся магнитное поле с частотой и порядком следования фаз, соответствующими сигналу модуляции. В зависимости от сигнала задающего

напряжения момент одновременного включения тиристоров плавно регулируется не менее чем на 60 град, что позволяет регулировать напряжение на нагрузке при заданной частоте результирующего напряжения. Это повьшает . плавность регулирования способа управления асинхронным электроприводом.

Формула изобретения

Способ управления асинхронным электроприводом с тиристорным коммутатором в цепи обмотки статора асинхронного электродвигателя, при котором формируют систему моделирующих напряжений, частота которой соответствует заданной скорости вращения электродвигателя, сравнивают моделирующие

напряжения и определяют моменты времени, в течение которого совпадают полярности модулирующих напряжений в двух фазах, и на этом интервале времени определяют момент времени одно- )зременного включения тиристоров тиристорного коммутатора, формирующих полупериод результирующего напряжения на нагрузке, по знаку совпадающий с полярностью соответствующих модулирующих напряжений, отлич ающий- с я тем, что, с целью повьппения плавности регулирования, указанный момент одновременного включения тиристоров, определяемый от момента перехода через ноль силового напряжения той из сравниваемых фаз, которая опережает другую на 120 град.,регулируют с опережением в диапазоне 60 град.

-«

t4 I

«4 :

1 41

4

I

ir сы

S

1+J

i

CvJ

M it

e