Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем Советский патент 1992 года по МПК H02P7/42 

rVIJI i i&r I J I L..J А.В.С

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно управляемом асинхронном электроприводе с питанием от инвертора тока.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для управления трехфазным асинхронным двигателем; на фиг. 2 принципиальная схема устройства; на фиг. 3 - экспериментальные механические характеристики асинхронного двигателя.

Устройство для управления асинхронным двигателем содержит преобразователь частоты, составленный из последовательно соединенных между собой управляемого трехфазного мостового выпрямителя 1 (фиг. 1), инвертора 2 тока с разными выходами для подключения к одноименным разным выводам асинхронного трехфазного двигателя 3. К фазным выходам инвертора 2 тока подключены одноименные фазные выводы конденсаторной батареи 4, а к управляющему входу инвертора 2 тока - выходы многоканального блока 5 управления.

Управляющий вход выпрямителя 1 соединен с выходом регулятора 6 напряжения, вход которого соединён с выходом задатчика 7 частоту. Инвертор 2 тока подключен к блоку запуска, выполненному в виде двух конденсаторов 8.,

Инвертор тока составлен из управляемых ключей, выполненных например, на тиристорах 9-11 (фиг. 2) катодной группы и на тиристорах 12-14 анодной группы, соединенных по трехфазной мостовой схеме с разными выходами, образующими выходы инвертора 2 тока. Управляющие цепи тиристоров 9-14 через конденсаторы 8 соединены с зажимами источника напряжения питания..

Каждый канал блока 5 управления снабжен формирователем управляющего сигнала, выполненным, например, на оптронной пар.е 15, и последовательно соединенными между собой однополупериодным выпрямителем 16 и пороговым элементом 17, выполненным, .например, на динисторе. Выход порогового элемента 17, выполненного, например, на динисторе, подключен к входу формирователя управляющего сигнала, образованному анодным выводом фотодиода оптронной пары 15, .выходом формирователя является катодный вывод фотодинистора оптронной пары 15.

Входы однополупериодных выпрямителей 16 каналов блока 5 управления для тиристора 11 катодной группы и тиристора 14 анодной группы фазы А инвертора 2 тока объединены, образуя фазный вход А блока

5 управления, подключенный к выходу инвертора 2 тока, сдвинутому на 120°, т. е. к разному выходу С. Аналогично соединены другие фазные входы блока управления с

фазными выходами инвертора тока: фазный вход В блока 5 управления, образованный общей точкой соединения однополупериодных выпрямителей 16, включенных в цепи управления тиристоров 10,13фазыВинвер0 тора 2 тока, подключен к фазному выходу С инвертора 2 тока; фазный вход С блока 5 управления, образованный общей точкой соединения однополупериодных выпрямителей 16 в.цепи управления тиристоров 9, 12

5 фазы Синвертора, подключен к фазному выходу А инвертора 2 тока.

Фазные выводы трехфазного моста инвертора тока, составленного из тиристоров . 9-14, соединены с одними выводами резисторов 18-20, другие выводы которых соединены в нулевую точку, подклк:(ченную через резисторы 21, 22 к выводам постоянного TOka дополнительной мостовой схемы, образованной фотодиодами оптронных пар

5 15,. Катодные выводы фотодинисторов.оптопар 15 образуют выходы формирователей управляющих сигналов, а их анодные выводы через резисторы 23 соединены с фазными выходами инвертора 2 тока.

Инвертор 2 тока может быть подключен к выходу управляемого выпрямителя 1 через дроссель 24.

Запуск инвертора 2 осуществляется подачей импульса, формируемого конденсаторами 8 при подаче постоянного напряжения Un на управляющие электроды каких-либо двух тиристоров катодной и анодной группы инвертора, принадлежащих разным фазам.

0 В колебательном койтуре, образованном обмоткой статора асинхронного двигателя и конденсаторами батареи 4, возникают колебания тока. .Данный контур подпитывается постоянным током через инвертор.

5 Сигналы на включение тиристоров инвертора катодной группы одной фазы поступают из порогового элемента 17, когда положительная полуволна фазного напряжения последующей фазы превысит пороговое напряжение, а сигналы на включение тиристоров инверторов анодной группы той же фазц поступают в момент, когда отрицательная полуволна фазного напряжения последую1цей фазы станет больше заданного

5 порогового напряжения (по модулю).

Резонанй в устройстве наступает на такой частоте, при которой сумма реактивных составляющих токов асинхронного двигателя и инвертора (т. к. угол коммутации тиристоров инвертора меньше 180 эл. град.)

уравновешивается реактивной составляю щей тока конденсатора батареи 4. .

При увеличении задания частоты бло ком 7 увеличивается напряжение на входе инвертора 2, происходит увеличение напряжения на обмотках статора. Так как aiaданное напряжение, с которым сравнивают фазные напряжения в блоке 5 управления, не меняется, то при увеличении напряжения на обмотках статора происходив уменьшение угла (относительно точки естественной коммутации), при-котрром открываются тиристоры 9-14 инвертора, это приводит к увеличению реактивной составляющей тока инвертора. Таким образом, резонанс наступает на другой частоте, при которой должен возрасти ток конденсатора на такую величину, чтобы скомпенсировать возросший, реактивный ток инвертора, т. е. частота увеличивается. Увеличение частоты приводит к увеличению синхронной скорости, а следовательно, и к увеличению рабочей скорости двигателя (см. механические характеристики . 3), где 6f, й частоты вращения двигателя, а 1И, Мн Моменты, соответствующие этим частотам),

При уменьшении напряжения на входе инвертора происходит увеличение угла коммутации тиристоров 9-14 инвертора, что приводит к уменьшению реактивной.состав/1яющейтока инвертора, а следовательно, куменьшению частоты тока на выходе инвертора и уменьшению скорости асинхронного двигателя.

Данное устройство управления асин)сронным электродвигателем позволяет упростить процесс регулирования, так как отпадает необходимость в устройствах управления инвертором,осуществляющих за-, дание, поддержание и изменение частотьь инвертора. Наличие естественной крммутйции тиристоров инвертора благодаря подключению конденсаторов на выход инвертора позволяет повысить надежность работы устройства.

Формула изобретения Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем, содержащее последовательно соединенные между собой управляемый трехфазный мостовой выпрямитель с входами для подключения к сети и инвертор тока, выполненный на управляемых ключах анодной и катодной групп, соединенный по мостовой трехфазной схеме с фазными выходами для подключения к одноименным фазным выводом асинхронного двигателя, многоканальный блок управлеJ ия, каждый канал которого снабжен формирователем управляющего сигнала, выходом подк/ юченный к управляющему входу управляемого ключа соответствующей группы одной из фаз инвертора тока, задатчик частоты, регулятор напряжения, выходом соединенный с управляющим входом упомянутого выпрямител:я. и конденсаторную батарею, фазные выводы которой подключены к одноименным фазным выходам инвертора тока, отличающееся тем, что, с целью упрощения, выход задат-, чика частоты подключен к входу регулятора напряжения, а каждый канал блока управления снабжен последовательно соединенными однополупериодным выпрямителем и пороговым элементом, выходом соединенным с входом формирователя управляющего сигнала, выходы однополупериодных выпрямителей каналов блока управления ключей анодной и катрдной групп одной из фаз инвертора тока объединены, образуя соответствующий фазный вход блока управления, подключенный к выходу инвертора тока, сдвинутому по фазе на 120°.

Фиг. 2

ОА

0 0.2

Oil

Оoa us 0,9 1.0 r.Z

Фиг.з

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является упрощение^ Устройство для' управления трехфазнымАЛ^асинхронным двигателем содержит последовательно соединенный управляемый регулятором 6 напряжения трехфазный мостовой выпрямитель 1 и инвертор 2 тока с выходами для подключения к фазным выводам асинхронного двигателя 3, ведомый напряжением статора асинхронного двигателя. К фазным выходам инвертора подключена батарея 4 конденсаторов, а выход задатчика 7 частоты - к входам регулятора напряжения. Регулирование частоты вращения осуществляют изменением напряжения на входе инвертора 2 тока, что приводит к изменению частоты резонансного контура, образованного обмоткой статора и конденсаторами батареи 4. Это позволяет исключить узлы для управления инвертором при регули- . ровании частоты вращения. 3 ил.сл