Способ регулирования частоты вращения асинхронного трехфазного электродвигателя Советский патент 1991 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе для частотного управления трехфазными асинхронными электродвигателями общепромышленного применения.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения и улучшение энергетических показателей электродвигателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для реализации способа регулирования частоты вращения; на

фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу устройства

Устройство для реализации способа содержит общий блок 1 управления, блоки 2 - 4 управления фазами и силовой маловентильный тиристорный преобразователь 5, состоящий из трех пар встречно-параллельных тиристоров 6-8. Маловентильный преобразователь 5 включен между зажимами питающей сети и асинхронным электродвигателем 9. Первый выход общего блока 1 управления соединен с первыми входами блоков 2-4 управления фазами выходы

о о о

ON Ю

которых соединены с управляющими электродами пэр тиристоров 6-8. Второй, третий м четвертый выходы общего блока 1 управления соединены с вторыми входами соответственно первого, второго и третьего блоков 2-4 управления фазами. Блок 2 управления фазой, как и аналогичные блоки 3 и 4, содержит трансформатор 10, два од- нополупериодных выпрямителя 11 и 12, две схемы 13 и 14 сравнения, реверсивный счетчик 15 с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) 16 на выходе, два элемента И-Н Е 17 и 18, два усилителя 19 и 20 мощности, два импульсных трансформатора 21 и 22 и элемент НЕ 23. Трансформатор 10 первичной обмоткой соединен с соответствующей фазой питающей сети, а вторичной обмоткой через однополупериодные выпрямители 11 и 12 подключен к первым входам схем 13 и 14 сравнения, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И-НЕ 17 и 18, выходы которых через соответствующие усилители 19 и 20 мощности соединены с импульсными трансформаторами 21 и 22, выходы которых образуют выходы блока 2 управления фазой. Первый и второй входы реверсивного счетчика 15 образуют соответствующие входы блока 2 управления фазой. Второй вход счетчика 15 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 17 непосредственно и с вторым входом элемента И-НЕ 18 через элемент НЕ 23. Общий блок 1 управления состоит из последовательно соединенных управляемого генератора 24, делителя 25 частоты и распределителя 26 импульсов, выходы которого образуют второй, третий и четвертый выходы блока 1, первый выход которого образован выходом генератора 24. Устройство функционирует следующим образом.

Частота генератора 24 (фиг. 2а) может изменяться в зависимости от величины поступающего на его вход напряжения UBX. Импульсы с выхода генератора 24 поступают на входы реверсивных счетчиков 15 блоков 2 - 4 управления фазами и на вход делителя 25 частоты (ДЧ). С выхода ДЧ 25 (фиг. 26) эти импульсы подаются на вход распределителя 26 импульсов, на выходах А, В, С которого (фиг. 2, в, г, д) имеем сигналы, обеспечивающие работу блоков 2-4 управления фазами. Рассмотрим работу блока 2 управления фазой Л (БУФА). Работа блоков 3 и 4 управления фазами В. С происходит аналогично.

При наличии высокогоуровня на выходе А распределителя 26 импульсы с выхода управляемого генератора 24 проходят на реверсивный с.четчик 15 и с его выхода

поступают на вход ЦАП 16, формирующего импульсы пониженной частоты и треугольной формы (фиг. 2е). Модулирующее напряжение треугольной формы поступает на

входы схем 13 и 14 сравнения. На вторые входы схем 13 и 14 сравнения поступает выпрямленное фазное напряжение сети (фиг. 2е). Однополуперио/ ьое напряжение, соответствующее положительной полуволне фазного напряжения сети, поступает на вход схемы 13 сравнения, а однополупери- одное напряжение, соответствующее отрицательной полуволне фазного напряжения сети, поступает на вход схемы 14 сравне5 ния. В момент равенства значений модулирующего треугольной формы и однополупериодного фазного напряжений на входах схем 13 и 14 сравнения на их выходах появляется сигнал высокого уроз0 ня. Этот сигнал с выхода схемы 13 сравнения поступает на один из входов элемента И-НЕ 17, а с выхода схемы 14 сравнения на один из входов элемента И-НЕ 18. При наличии высокого уровня на выходе распреде5 лителя 26 имеется высокий уровень на втором входе элемента И-НЕ 17 и низкий уровень (благодаря инвертору 23) на втором входе элемента И-НЕ 18. Поэтому импульс только с выхода элемента И-НЕ 17 через

0 усилитель 19 мощности и импульсный трансформатор 21 осуществляет включение одного из встречно-параллельных тиристоров 6, осуществляющего пропускание одно- полупериодных фазных импульсов

5 положительной полярности (фиг. 2ж).

При наличии на выходе А распределителя 26 низкого уровня сигнала на втором входе элемента И-НЕ 17 имеем запрещающий низкий уровень напряжения, а на вто0 ром входе элемента И-НЕ 18, наоборот, имеем высокий уровень сигнала. Поэтому импульсы с выхода схемы 14 сравнения проходят элемент И-НЕ.18, импульсный усилитель 20, импульсный трансформатор 22 и

5 осуществляют включение второго из двух встречно-параллельных тиристоров 6, осуществляющего пропускание однополупери- одных фазных импульсов отрицательной полярности (фиг. 2ж).

0 Таким образом, способ регулирования позволяет в сравнении с прототипом улучшить его энергетические и регулировочные характеристики и обеспечить работу электропривода в длительном режиме в области

5 пониженных частот выходного напряжения. Формула изобретения Способ регулирования частоты вращения асинхронного трехфазного электродви- гателя. каждая обмотка которого подключена к соответствующей фазе г ре фазной питающей сети через пару встречно-параллельных тиристоров, при котором формируют трехфазную систему прямоугольных напряжений пониженной частоты, соответствующей заданной частоте враще- ния двигателя, и для каждой пары тиристоров формируют последовательности управляющих импульсов, отличэющий- с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения и улучше- ния энергетических показателей электродвигателя, формируют трехфазную систему модулирующих напряжений треугольной формы, частота которых в два раза превышает частоту прямоугольных напряжений, а максимальное значение модулирующего напряжения совпадает с началом полупериода прямоугольного напряжения в каждой фазе, а управляющие импульсы для одного из двух встречно-параллельных тиристоров, пропускающего напряжения положительной полярности, в каждой фазе формируют путем сравнения однополупериодного напряжения, соответствующего положительной полярности фазного напряжения, в

течение одного полупериода пониженной частоты прямоугольных импульсов данной фазы с модулирующим напряжением треугольной формы той же фазы, определяют моменты времени, когда значения модулирующего и однополупериодного фазного напряжений совпадают, и в эти моменты времени включают указанный тиристор данной фазы, управляющие импульсы для второго из двух встречно-параллельных тиристоров, пропускающего напряжения отрицательной полярности, в каждой фазе формируют путем сравнения однополупериодного напряжения, соответствующего отрицательной полярности фазного напряжения, в течение следующего за предыдущим второго полупериода пониженной частоты прямоугольных импульсов данной фазы с. модулирующим напряжением треугольной формы той же фазы, определяют моменты времени, когда значения модулирующего и однополупериодного фазного напряжений совпада ют, и в эти моменты времени включают указанный второй тиристор данной фазы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе для частотного управления трехфазными асинхронными электродвигателями общепромышленного применения Целью изобретения является расширение диапазона регулирования частоты вращения и улучшение энергетических показателей электродвигателя Для регулирования частоты вращения электродвигателя формируют трехфазную систему прямоугольных напряжении пониженной частоты, соответствующей заданной частоте вращения двигателя, трехфазную систему модулирующих напряжений треугольной формы с частотой, в два раза превышающей частоту прямоугольных напряжений. Тиристоры коммутатора, пропускающие положительную и отрицательную полуволны фазного напряжения, открывают в соответствии с полярностью прямоугольных напря- жений пониженной частоты, причем управляющие импульсы на тиристоры формируют при совпадении однополупериод- ного напряжения соответствующим напряжением треугольной формы. За счет этого улучшаются энергетические и регулировочные характеристики и обеспечивается работа электропривода в длительном режиме в области пониженных частот выходного напряжения. 2 ил. (Л С

040В&С

CJ ЧЬcv П

Редактор Н. Химчук

Составитель С Позднухов

Тпчред М МоргеталКорректор М. Пожо

Ч-J