Асинхронно-вентильный каскад Советский патент 1989 года по МПК H02P7/46 H02P7/62 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производственных механизмах с ограниченным диапазоном регулирования частоты вращения.

Целью изобретения является повышение КПД и улучшение costj) .

На чертеже представлена функциональная схема асинхронно -вентильно- го каскада.

Асинхронно-вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, к выводам обмотки ротора которого подключен вход трехфазного мостового выпрямителя 2. Последовательно с выпрямителем соединен трехфазный мостовой инвертор 3, выход которого .соединен с вьшодами вторичной обмотки согласующего трансформатора 4. Выводы первичной обмотки трансформатора 4 пофазно обьединены с выводами обмотки статора асинхронного двигателя и подключены через контакты силового выключателя 5 к сети. Управляющие входы тиристоров инвертора 3 подключены к выходу блока 6 управления с потенциометрическим резистором 7 на входе. Вьгеоды постоянного тока вьтрямителя н инвертора соедине ны между собой через пусковой резистор 8 и дроссель 9. Электропривод содержит коммутатор 10, выполненный на тиристорах П, 12 и 13, анодные выводы которых подключены к фазным выродам обмотки ротора. Катодные вьшо- |п,ы тиристоров II, 12 и 13 объединены и подключены к точке соединенеия пускового резистора 8 и дросселя 9, К у11равляюи1;им входам тиристоров под- клю чеиы выходы блока 14 управления, к входу которого подключен выход усилителя 15,

В асинхронно-вентильный каскад введены датчик 16 тока, включенный между катодньп- выводом выпрямителя 2 и выводом резистора 8, потенцио- |метрический резистор 17, узел 18 за- деряски, двухвходовые компаратор 19, логические элементы ИЛИ-НЕ 20 и 21 :И генератор 22 импульсов, а выключа- :тель 5 снабжен размыкающим контактом 23, включенным между выводом потен- :циометрического резистора 17 и входом узла 18 задерж1 :и. Выход узла задержки подключен к одному входу логического элемента ИЛИ-НЕ 20, другой вход которого соединен с выходом компаратора 19, Один вход компаратора подключен к выходу датчика 16 тока, а другой вход - к среднему выводу по- ;тенциометрического резистора 17, Выход элемента ИЛК-ИЕ 20 соединен с вьр- водом потенциометрического резистора 7 и одним входом логического элемента И 21„ другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов 22 Выход логического элемента И соеди- нен со входом усилителя 15 : Асинхронно-вентильный каскад рабо- тает следукицим образом. ; В исходном положении, перед пус- I ком асинхронного двигателя 1, потен- ;диометрическим резистором 17 выстав- ляют уровень срабатывания токовой отсечки, а движок потендиометрическо- го резистора 7 переводят в положение соответствующее нулевому уровню напряжения на его выходе. Это положение обеспечивает нулевое напряжение на выходе потенциометрического резистора 7 независимо от изменений напряжения на его входе на все время пуска асинхронного вентильного каскада и соответственно максимальную противо-ЭДС инвертора 3, Включают блок 14 управления тиристорами J1, 12 и 13 и блок 6 управленн-я мостовым трехфазным инвертором 3.

Силовые контакты выключателя 5 разомкнуты, а его размыкающий контакт 23 замкнуто На вход узла 18 задержки подается постоянное напряжение, рав

5

0

5

н.ое уровню 1. На выходе узла 18 задержки - I, На первом входе компаратора 19 имеется нулевой сигнал поступающий с вывода датчика 16 тока, а на втором его входе напряжение, задающее уровень его срабатывания. Поэтому на выходе- компаратора 19 - О. Сигналы О и 1, поступающие соответственно на первый и второй входы логического элемента ИЛИ-НЕ 20 вызывают появление на его выходе сигнала О который подается на входы логического элемента И 21 и потенциометрического резистора 7. При нулевом сигнале, поступающем на второй вход логического элемента И 21, импульсы высокочастотного генератора не поступают на вход усилителя 15 и блок 14 управления тиристорами 11, 12, 13, Открьшающие импульсы на тиристоры 11, 12, 13 не подаются.

После замыкаьшя силовых контактов выключателя 5 его размыкающий контакт 23 размыкается, однако на выходе узла 18 задержки будет определенное время поддерживаться сигнал 1. Время задержки этого сигнала выбирается исходя из возможности неодновременного срабатывания силовых контактов выключателя 5 и его контакта 23, а также продолжительности протекания переходного процесса при включении асинхронного вентильного каскада и нарастании тока в роторной цепи двигателя, величина которого ограничивается последовательно включенными пусковым резистором 8 и максимальной противо-ЭДС инвертора 3, Сигнал с выхода датчика 16 тока превьшшет установленный потенииометрическим резистором 17 уровень срабатывания компаратора 19, и на его выходе устанавливается 1, После окончания отсчета задержки вре- г мени на вькоде узла 18 задержки появляется сигнал о. При этом на первый вход логического элемента ИПИ-НЕ 20 подается сигнал 1 с выхода компаратора 19, а на второй его вход сигнал О с выхода узла 18 задержки. Поэтому на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 20 остается сигнал О.

Асинхронньй двигатель 1 разгоняется с включенными в его силовую цепь пусковым резистором 8 и максимальной. противо-ЭДС инвертора 3, При разгоне электродвигателя ток в силовой цепи уменьшается, следовательно, умень- щается и уровень сигнала с выхода

0

5

0

0

5

датчика 16 тока. При уменьшении этог сигнала ниже уровня, задаваемого пер вым потенциометрическим резистором 17, срабатывает сигнал О. При этом на оба входа логического элемента ИЛИ-НЕ 20 подаются сигналы О и на его выходе появляется сигнал 1, Этот сигнал, поступая на второй вход логического элемента И 21 приводит к прохождению высокочастотных импульсов генератора 22 на вход усилителя 15 и далее на вход блока 14 управления, В результате включатся тиристоры 11, 12 13. Пусковой резистор 8 шунтируется. Включение тиристоров 11, 12, 13 и шунтирование резистора 8 при максимальной противо-ЭДС инвертора 3 приводит к возрастанию тока в силовой цепи элементов 2, 3 и 4, что в свою очередь, вызывает увеличение сигнала с выхода датчика 16 тока, который пре вьшает установленный уровень срабатывания компаратора 19, приводит к появлению на его выходе 1. Сигналы О с выхода узла 18 задержки и 1 с выхода компаратора 19, поступая на первый и второй входы логического элемента ИЛК-НЕ 20 вызьшают появление на

О

его выходе сигнала U, который пройдя на вход блока 14 управления, вызывает вьжлючение тиристоров 11, 12 и 13. Противо-ЭДС инвертора 3 остается максимальной, В цепь выпрямленного тока асинхронного вентильного каскада опять вводится пусковой резистор 8. Процессы шунтирования резистора 8 и его включения в цепь выпрямленного тока асинхронного вентильного каскада продолжают до тех пор, пока асинхронный двигатель 1 не разгонится до определяемой максимальной противо-ЭДС инвертора 3 частоты вращения, В конце пуска ток в силовой цепи элементов 2-4 уменьшается, пуско-. вой резистор 8 зашунтирован тиристорами II, 12 и 13, которые после окончания пуска выполняют функции диодов катодной группы мостового трехфазного выпрямителя 2,

1

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя 1 осуществляется уменьшением противо-ЭДС инвертора 3 с помощью потенциометрического резистора 7. Увеличение его выходного напряжения приводит к уменьшение противо-ЭДС инвертора 3 и увеличению частоты вращения.

0

5

0 5

0

5

0

5

0

5

Поскольку при пуске инвертор 3 работает с максимальной противо-ЭДС, а пусковой резистор 8 включается в цепь вьтрямленного .тока только на время разомкнутого состояния тиристоров П, 12 и 13, КПД каскада увеличивается и улучшается cosq . В результате улучшаются массогабаритные показатели. Формула изобретения

Асинхронно-вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, последовательно соединенные мостовой трехфазный выпрямитель и мостовой трехфазный инвертор, выводы постоянного тока которых соединены через резистор и сглаживающий дроссель, блок управления инвертором с задающим потенцпометрнческим резистором на входеS вход выпрямителя соединен с фазными выводами обмотки ротора асинхронного двигателя, а выход инвертора - с вторичной oб юткoй согласуюпдегс трансформатора, выводы первичной обмотки которого пофазно |объединен1з1 с выводами обмотки статора асинхронного двигателя,, силовой вы- ключатель для подключения выводов |статорных обмоток к сети, тиристор- вый комт татор, анодными выводами подключенный к фазным вытзодам обмотки ротора, а объединенными катодными выводами - к точке соединения резистора и дросселя, блок управления ти- ристорным коммутатором, усилитель, выход которого соединен с входом блока управления коммз татором, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения КПД и улучшения cos f ,, в него введены датчик тока, включенный между катодным зыводом трехфазного мостового выпрямителя и резистором, двухвходовый логический элемент ИЛИ- ИЛИ-НЕ, узел задержки, двухвходовые компаратор и логический злемент И, генератор импульсов, потенциометри- ческий резистор, силовой выключатель снабжен размыкающим контактом, включенным между одним из выводов выведенного потенциометрического резистора и входом узла задержки, выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, вторым . входом подключенного к выходу компаратора, первьш вход которого соединен с выходом датчика тока, второй - со средним вьшодом введенного потенщиометрического резистора, выход логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с выводом потенциометрического резистора блока управления инвертора и

первьпу входом логического элемента И, вторым входом подключенного к выходу генератора импульсов, а выходом - к входу усилителя мощности.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных производственных механизмах с ограниченным диапазоном регулирования частоты вращения. Целью изобретения является повышение КПД и улучшение COS φ. В асинхронно-вентильный каскад введены датчик тока 16, узел задержки 18, компаратор 19, логический элемент ИЛИ-НЕ 20, обеспечивающие периодическое открытие тиристоров 11, 12, 13 в цепи обмотки ротора асинхронного двигателя 1 и включение и выключение пускового резистора 8 в цепь выпрямленного тока выпрямителя 2 и инвертора 3. Каскад при пуске работает с максимальной противоЭДС. 1 ил.