Устройство для управления асинхронным трехфазным электродвигателем Советский патент 1990 года по МПК H02P1/40 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления асинхронными тЬехфазными электродвигателями общепромышленного назначения.

Целью изобретения является повыше- надежности.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для управления синхронным трехфазным электродвигателем; па и 3 - диаграммы, по- Йсняющие работу устройства.

Устройство содержит реверсивный Управляемый вентильный коммутатор 1, выходы которого предназначены для подключения к выводам статорной об- электродвигателя 2, а входы Соединены с клеммами для подключе- йия к питающей сети, блок 3 управле- 1мя вентилями коммутатора 1, три уп- 1 авляющих триггера 4-6, вспомогатель- 1ЕЫЙ триггер 7, пять логических эле- jjem-OB 2И 8-12, два логических элемента ЗИ 13 и 14, три логических эле- лента 4И 15-17, два логических элемента НЕ 18 и 19, одновибратор 20 с логическим элементом 2И на входе и две ячейки 21 и 22 фазирования, входы которых объединены и соединены с |клеммой для подключения к нереверсируемой фазе сети. Прямой выход перво- го управляющего триггера 4 соединен с первым входом блока 3 управления в вентилями коммутатора 1 и с R-входом вспомогательного RS-триггера 7., вход

КОТОРОГО СОеДИНеН С ПРЯМЫМ ВЫХОДОМ

второго управляющего триггера 5 и вторым входом блока 3 управления вентилями коммутатора 1, третий и четве тый входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго логических элементов 2И 8 и 9, первые входы которых объединены и подключены к -прямому выходу третьего управляющего триггера 6„ Вторые вход

5

0

5

0

с 5

Q

0

5

первого и второго логических элементов 2И 8 и 9 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами вспомогательного RS-триггера 7. Выходы первого, второго и третьего логических элементов 4И 15-17 соединены с S-вхо- дами соответственно первого, второго и третьего управляющих триггеров 4-6. Выход первой ячейки 21 фазирования соединен с первыми входами первого, второго и третьего логических элементов 4И 15-17, вторые входы которых соединены с первыми входами соответственно третьего четвертого и пятого логических элементов 2И 10-12, вторые входы которых объединены и подключены к выходу второй ячейки 22 фазирования и к второму R-входу третьего управляющего триггера 60 Инверсный выход первого управляющего триггера 4 соединен с третьими входами второго к третьего логических элементов 4И 16 и 17. Инверсный выход второго управляющего триггера 5 соединен с третьим входом первого логического элемента 4И 15 и с четвертым входом . третьего логического элемента 4И 17. Инверсный выход третьего управляющего триггера 6 соединен с четвертыми входами первого и второго логических элементов 4й 15 и 16„ Выходы третьего и четвертого логических элементов 2й 10 и 11 соединены с первыми R-вхо- дами соответственно второго и первого управляющих триггеров 5 и 4, вторые В-входы которых объединены и подключены к выходу пятого логического элемента 2И 12, Первый вход логического элемента 2И одновибратора 20 соединен с первым входом первого логического элемента ЗИ 13 и с выходом первого логического элемента НЕ 18, вход которого объединен с первым входом второго логического элемента ЗИ 14 и предназначен для подачи

сигнала управления Вперед. Второй вход логического элемента 2И одно- вибратора 20 соединен с вторым входом второго логического элемента ЗИ 14 и с выходом второго логического элемента НЕ 19, вход которого объединен с вторым входом первого логического элемента ЗИ 13 и предназначен для подачи сигнала управления Назад. Выходы первого и второго логических элементов ЗИ 13 и 14 соединены с первыми входами соответственно четвертого и третьего логических элементов 2И 16 и 15. Прямой выход одновибра- тора 20 соединен с первым входом пятого логического элемента 2И 12„ Инверсный выход одновибратора 20 соединен с третьими входами первого и второго логических элементов ЗИ 13 и 14 и с первым R-входом третьего управляющего триггера 6,

Устройство для управления асинхронным электродвигателем работает следующим образом.

В исходном состоянии все триггеры выключены, вследствие чего отсутствует генерация отпирающих импульсов блоком 3 управления вентилями коммутатора 1, и вентили Т 1 - Т 7 закрыты о

При пуске двигателя, например вперед, сигнал управления поступает на первьй вход второго логического элемента ЗИ 14 и через первый логический элемент НЕ 18 - на первый вход первого логического элемента ЗИ 13, блокируя его работу и прохождение сигнала управления Назад,, С выхода второго логического элемента ЗИ 14 сигнал поступает на входы первого логического элемента 4И 15 и третьего логического элемента 2И 10 и в момент прихода очередного импульса от первой ячейки 21 фазирования на первьй вход первого логического элемента 4 и 15 происходит включение первого управляющего триггера 4, разрешающего генерацию импульсов, отпирающих вентили TI, 12, ТЗ, через которые двигатель подключается к сети.

Для осуществления реверса без промежуточного торможения подается сигнал Назад, при этом прохождение сигнала Вперед через второй логический элемент ЗИ 14 блокируется низким уровнем на выходе второго логического элемента НЕ 19, а прохождение сигнала Назад через первый логи1534709

0

5

0

0

5

0

ческий элемент ЗИ 13 блокировано низким уровнем на выходе первого логического элемента НЕ 18, а затем снимается сигнал управления Вперед. По заднему фронту сигнала управления Вперед снимается блокировка первого логического элемента ЗИ 13 и сигнал управления Назад поступает на входы второго логического элемента 4И 16 и четвертого логического элемента 2И 11 о По блажайшему импульсу от второй ячейки 22 фазирования, поступающему на второй вход четвертого логического элемента 2И 11, выключается первый управляющий триггер 4, с выхода которого при этом подается сигнал на третий вход второго логического элемента 4И 16, после чего становится возможным включение второго управляющего триггера 5 по очередному сигналу, поступающему на первый вход второго логического элемента 4И 16 от первой ячейки 21 фазирования 5 При выключении первого управляющего триггера 4 снимается разрешение на генерацию импульсов, управляющих вентилями группы вперед, а при включении второго управляющего триггера 5 поступает разрешение на генерацию импульсов, управляющих вентилями группы назад, в результате чего двигатель реверсируется о Диаграмма режима реверса без динамического торможения приведена на фиг020

При снятии сигнала управления Назад и при отсутствии сигнала управления Вперед с выходов первого и второго логических элементов НЕ 18 и 19 поступают сигналы высокого уровня на входы одновибратора 20, который вырабатывает импульс с длительностью, определяемой параметрами ЕС-цепочки Импульс логического О с инверсного 5 выхода одновибратора 20 поступает на третьи входы логических элементов ЗИ 13 и 14 и блокирует прохождение через них сигналов управления во время торможения двигателя. Импульс логической 1 с прямого выхода одновибратора 20 поступает на входы третьего логического элемента 4И 17 и пятого логического элемента 2И 190 Аналогич- но реверсу по сигналу с второй ячейки 22 фазирования происходит выключение второго управляющего триггера 5, затем по сигналу первой ячейки 21 фазирования происходит включение третьего управляющего триггера 6. При этом

0

5

снимается разрешение на генерацию управляющих импульсов вентилей группы назад и поступает разрешение на генерацию управляющих импульсов венти- тилей группы торможение.

Интервал времени между переключе- нрем триггеров всегда одинаков и равен 0,01 с, а время исполнения Команды на реверс или торможение двигателя является величиной случай- Ной, изменяющейся очевидно в пределах 0,01с-0,03с в зависимости от момента прихода команды относительно Напряжения нереверсируемой фазы Состояние вспомогательного триггера 7, Переключаемого первым и вторым управляющими триггерами А и 5, в зависимости от направления вращения комму- 1гирует сигнал с выхода третьего управляющего триггера 16 через первый или второй логические элементы 2И и 9 на третий или четвертый вход Јлока 3 управления вентилями, что определяет полярность тока торможения.

После сброса одновибратора 20 в сходное состояние с инверсного вы- последнего сигнал логической М поступает на входы логических Ьлементов ЗИ IS и 14, разрешая их работу, и на первый R-вход третьего Управляющего триггера 6, который выключается при поступлении на второй Е-вход очередного импульса со второй ячейки 22 фазирования, что делает возможным прохождение сигнала через первый и второй логические элементы 4И 15 и 16.

Устройство возвращается в исходное состояние.

Реверс с промежуточным динамическим торможением осуществляется путем

выключения сигнала управления -,

Вперед и включения сигнала управления Назад с промежуточной задержкой, величина которой меньше времени торможения. При этом в момент выключения сигнала управления Вперед происходит включение режима торможения, а по окончании торможения происходит отработка сигнала управления Назад Диаграмма режима реверса с промежуточным динамическим торможением приведена на фиг.Зо

Таким образом, введение логических элементов ЗИ 13 и 14, логических элементов НЕ 18 и 19 и одновибратора 20 позволяет.повысить надежность устройства за счет осуществления блоЧ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кировки одновременного прохождения команд на включение вентилей групп противоположного вращения либо вращения и торможения, а также аппарат- но определить время динамического торможения двигателя„ Кроме того, путем коммутации всего двух сигналов г становится возможным осуществление реверса как с промежуточным динамическим торможением, так и без тормо- жения

Формула изобретения

Устройство для управления асинхронным трехфазным электродвигателем, содержащее реверсивный управляемый вентильный коммутатор, выходы которого предназначены для подключения к выводам статорной обмотки электродвигателя, а входы соединены с клеммами для подключения к питающей сети, блок управления вентилями коммутатора, три управляющих триггера с одним S-входом и двумя R-входами каждый, вспомогательный RS-триггер, пять логических элементов 2И, три логических элемента 4И, две ячейки фазирования, входы которых объединены и соединены с клеммой для подключения к нереверсируемой фазе сети, прямой выход первого управляющего триггера соединен с первым входом блока управления вентилями коммутатора и с R-входом вспомогательного RS-триггера, S-вход ко- торого соединен с прямым выходом второго управляющего триггера и вторым входом блока управления вентилями . коммутатора, третий и четвертый входы которого соединены с выходами со-. ответственно первого и второго логических элементов 2И, первые входы которых объединены и подключены к пря- мому выходу третьего управляющего триггера, вторые входы первого и второго логических элементов 2И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами вспомогательного RS-триггера, выходы первого, второго и третьего логических элементов 4й соединены с S-входами соответственно первого, второго и третьего управля ющих триггеров, выход первой ячейки фазирования соединен с первыми входа- ми первого, второго и третьего логических элементов 4И, вторые входы которых соединены с первыми входами соответственно третьего, четвертого и пятого логических элементов 2Й,

вторые входы которых объединены и подключены к выходу второй ячейки фазирования, инверсный выход первого управляющего триггера соединен с третьими входами второго и третьего логических элементов 4И, инверсный выход второго управляющего триггера соединен с третьим входом первого логического элемента 4И и с четвертым входом третьего логического элемента 4И, инверсный выход третьего управляющего триггера соединен с четвертыми входами первого и второго логических элементов 4И, выходы третьего и четвертого логических элементов 211 соединены с первыми R-входами соответственно второго и первого управляющих триггеров, вторые R-входы которых объединены и подключены к выходу пятого логического элемента 2И, отлич ающее- с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два логических элемента ЗИ, два логических элемента НЕ и одновибратор с прямым и инверсным выходами и логическим элементом 2И на входе, первый вход

0

5

0

5

которого соединен с первым входом первого логического элемента ЗИ и с .выходом первого логического элемента НЕ, вход которого объединен с первым входом второго логического элемента ЗИ и предназначен.для подачи сигнала управления Вперед, второй вход логического элемента 2И одновибрато- ра соединен с вторым входом второго логического элемента ЗИ и выходом второго логического элемента НЕ, вход

; которого объединен с вторым входом первого логического элемента ЗИ и . предназначен для подачи сигнала уп

. равления Назад, выходы первого и второго логических элементов ЗИ соединены с первыми входами соответственно четвертого и третьего логических элементов 2И, прямой выход одно- вибратора соединен с первым входом пятого логического элемента 2И, инверсный выход одновйбратора соединен с третьими входами первого и второго логических элементов ЗИ и с первым R-входом третьего управляющего триггера, второй R-вход которого соединен с выходом второй ячейки фазирования„

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронными трехфазными электродвигателями общепромышленного назначения. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит блок 3 управления вентилями коммутатора 1, триггеры 4 - 7, логические элементы 2И 8 - 12, логические элементы 4И 15 - 17, ячейки 21, 22 фазирования. Введение в устройство логических элементов 3И 13, 14, логических элементов НЕ 18,19 и одновибратора 20 позволяет осуществить блокировку одновременного прохождения команд на включение вентилей групп противоположного вращения либо вращения торможения, а также аппаратно определить время динамического торможения двигателя. Кроме того, путем коммутации лишь двух сигналов обеспечивается реверс как с промежуточным динамическим торможением, так и без него. 3 ил.

Фиг. 2

„Bneptf

.

I вперед

Торможение Состояниедвигателя

Tfip/w/tret/ue

Т Назад

Фиг.З