Асинхронный электропривод Советский патент 1988 года по МПК H02P7/42 

(21)414(419/24-07

(22)30.I0.86

(46) 07.11.38. Бюл. 41

(71)Белорусский политехнический институт

(72)А.А.Семченко, Н.М.Улащик, Б.И.Фираго и Г.И.Богачев

(53)621.316.7.(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР If 886180, к-;. К 02 Р 7/42, 1980.

(54)АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

в асинхронных электрспригодах про- 1 тшленнык механизмов с регулированием частоты вращения в шкроких пределах. Целью изобретения являет-, ся улугшение энергетических показателей Асинхроккый электропривод содержит электродвигатель 1, тирис- торньй коммутатор 2, блок 9 синхронизации, блок 10 управления, фазо- сдвигающие блоки 11,12,13, преобразователь 14 напряжение-частота, триггер 15, одновибратор 16, логические элементы ЗАПРЕТ 17 и 2И 18-23, усилители-формирователи 24-29. Регулирование частоты вращения электродвигателя 1 осуществляется за счет,изменения частоты оснозной гармоники напря; ;ения его питания. При этом.за счет введения в состав электропривода триггера 15 и одновибрато- ра 16, логического элемента ЗАПРЕТ 17 и логических элементов 2И 18-23 обеспечивается улучшенный гармонический состав питающего электродвигатель напряжения, что при малой величине скольжения во всем диапазоне регулирования обеспечивает вы- , сокие энергетические показатели электропривода. 2 ил.

S

(/

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах про- мьшшенньк механизмов с регулировани- ем частоты вращения в широких пределах ,

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей.

На фиг. 1 показана структурная схема электропривода; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие pro работу.

Асинхронный электропривод (фиг.1) содержит асинхронный электродвига - тель 1 с тиристорным коммутатором .2 в фазах статорной обмотки, выполненным на шести тиристврах 3-8, блок 9 синхронизации с тремя входами и тремья выходами, блок 10 управления, фазосдвигающие блоки 11-13 с двумя входами и двумя выходами каждый, преобразователь 14 напряжение-частота, триггер 15, одновибратор 16, логический элемент ЗАПРЕТ 17, шесть логических элементов 2И 18-23, шесть усилителей-формирователей 24-29, Входы блока 9 синхронизации соединены с зажимами для подключения питающей сети, а его выходы -.с вторыми входами соответствующих фазосдвигаю- щих блоков 11-13, первые входы ко- торьк объединены и подключены к первому выходу блока 10 управления. Второй выход блока 10 управления через преобразователь 14 напряжение- частота соединен с входом триггера 15, выход которого подключен к прямому входу логического элемента ЗАПРЕТ 17 непосредственно, и инверсному входу логического элемента . ЗАПРЕТ 17 через одновибратор 16. Выходы фазосдвигающих блоков 11-13 соединены с первыми входами соответ- ствуюш 1х логических элементов 2И 18-23, выходы которых через соответ- ствующие усилители-формирователи 24-29 соединены с управляющими цепями соответствующих тиристоров 3- 8 коммутатора 2, Вторые входы логических элементов 2И 18-23 объединены и подключены к выходу логического злемента ЗАПРЕТ 17,

Электропривод работает следующим образом.

На входы тиристорного коммутатора 2 и блока 9 синхронизации подаются фазные напряжения питающей сети, имеющие частоту f,, Блок 9 синх

5 0 5 . 5 0 5 0

ронизации формирует из фазных напряжений последовательности синхронизирующих импульсов с удвоенной частотой сети Рд, F, FC в моменты перехода фазных напряжений через нуль (фиг,2), Фазосцвигающие блоки 11-13 на основании сигнала задания напряжения, поступающего с первого выхода блока ТО управления, и соответствующих входных сигналов Гд,

б

F от блока 9 синхронизации

5

вырабатывают сигналы , UctB oiB . (фиг, 2), которые- разрещают включение (при совпадении их первого состояния с первым состоянием сигнала ) соответствующих тиристоров 3-8 коммутатора 2,

Преобразователь 14 напряжение- частота преобразует входное напряжение задания по частоте, поступающее с второго выхода блока 10 управления (задание по частоте вращения электродвигателя), в импульсный сигнал f, (фиг,2), Этот сигнал поступает на вход триггера 15, который формирует на своем выходе сигнал Q, типа меандр с частотой f fh/2. Этот сигнал поступает на прямой вход логического злемента ЗАПРЕТ 17 и на вход одновибратора 16, которьй по фронггу Q/1 входного сигнала Q, формирует сигнал Q;, (фиг,2), поступающий на инверсный вход логического элемента ЗАПРЕТ 17, На выходе последнего формируется модулирующий сигнал Q с частотой (фиг,2), Уменьшение продолжительности единичного сигнала рддпо сравнению с сигналом Q, обеспечивает улучшение гармоничес;кого состава выходного напряжения коммутатора 2, т,е, напряжения питания электродвигателя 1,

Выходные сигналы фазосдвигающих блоков 1-13 ,, , ,. , Vgic, и сигнал 0 , пройдя через соответствующие логические элементы 2И 18-23 и усилители-формирователи 24-29, оС;еспечивает включение соответствуюш 1Х тиристоров 3-8 коммутатора 2, При этом получают выходные- напряжения коммутатора 2 а Uj,, Uj; (фиг,2), Частота основг ной гармоники выходного напряжения коммутатора 2

Энергетические показатели электропривода в значительной степени определяются долей, которую составляет основная гармоника в напряжении питания двигателя. Эта доля зависит от продолжительности интервала Т( подключения двигателя к питающей сети с помощью тиристорного коммутатора 2 на периоде повторяемости сигнала Q, Таким образом, относительная доля основной гармоники в выходном напряжении тиристорного коммутатора 2 определяется относительной продолжительностью Я единичного значения сигнала Q (фиг.2), Наиболее благоприятный гармонический состав напряжения на двигателе обеспечивается при

0 А, 6 0,5, а при Л, 0,5 основная гармоника имеет наибольшую возможную амплитуду для данной частоты f дд и данного угла ei. открьшд- ния тиристоров 3-8, определяемого выходным сигналом задания напряжения блока 10 управления.

В силу активно-индуктивного характера нагрузки тиристорного коммутатора 2, а также неполной управляемости и естественной коммутации тиристоров реальная продолжительность подключения электродвигателя

1к питающей сети превышает продолжительность единичного состояния сигнала Q. Поэтому для обеспечения ( 0,5 необходимо формироват сигнал Q| Следователь, но, уменьшение продолжительности сигнала Q,, по сравнению с выходным сигналом Q , триггера 15, для которого IVj 0,5, обеспечивает улучшение гармонического состава выходного напряжения. Выбор длительности сигнала Q производится с учетом коэффициента мощности погрузки и реального диапазона регулирования углов открывания тиристоров коммутатора 2.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе возможно регулирование частоты вращения за счет изменения частоты основной гармоники напряжения питания, при этом обеспечиваются требуемьй гармонический состав питающего напряжения, малая

величина скольжения электродвигателя во всем диапазоне регулирования и, следовательно, высокие энергетические показатели.I

Формула изобретения

Асинхронный электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с тиристорным коммутатором в фазах статорной обмотки, блок синхронизации, входы которого соединены с зажимами для подключения питающей

сети, блок управления, первый фазо- сдвигающий блок, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, в него введены второй и третий фазосдвигаю- щие блоки, преобразователь напряжение-частота, триггер, одновибратор, логический элемент ЗАПРЕТ, шесть

логических элементов 2И, шесть усилителей-формирователей, блок синхронизации выполнен с тремя выходами, первый, второй и третий фазосдвигаю- щие блоки выполнены с двумя выходами, первые входы второго и третьего фазосдвигающих блоков объединены и подключены к первому выходу блока управления, вторые входы всех фазо- сдвигакнцих блоков соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, выходы фазосдвигающих блоков соединены с первыми входами соответствующих логических элементов 2И, вторые входы которых объеди; нены и соединены с выходом логического элемента ЗАПРЕТ, второй выход блока управления через.преобразователь напряжение-частота соединен с входом триггера, выход которого соединен с прямым входом логического элемента ЗАПРЕТ непосредственно и с инверсным входом логического элемента ЗАПРЕТ через одновибратор, выходы элементов 2И через усилители- формирователи соединены С депями

управления соответствующих тиристо- ров коммутатора.