Асинхронный электропривод Советский патент 1992 года по МПК H02P7/36 

и

W

Ё

Использование: управление частотой вращения электроприводов общепромышленных механизмов. Сущность: за счет введения в состав электропривода, содержащего тиристорный коммутатор, датчик, регулятор напряжения и блоки сравнения и импульсно-фазового управления, блока управляющих импульсов и блока выборки-хранения организуется обратная связь по ЭДС, наводимой в обесточенной обмотке статора, что позволяет упростить систему регулирования частоты вращения электродвигателя. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронным электроприводами общепромышленных механизмов.

Известно устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее четыре RS-триггера, соединенных с восемью логическими элементами И, схему совпадения, элемент задержки, блок моделирования достижения заданной частоты вращения, на выходе которого включены сдвоенный компаратор и RS-триггер, по сигналам которого через логические элементы И и блок усилителей осуществляется управление силовым коммутатором, включенным в цепь питания электродвигателя.

В этом устройстве повышается точность позиционирования электродвигателя за счет импульсного подведения его к заданной позиции без использования датчиков текущей скорости и положения путем контроля аналога скорости электродвигателя - выходного напряжения блока моделирования достижения заданной частоты вращения электродвигателя.

К недостаткам известного устройства относятся сложность реализации и невозможность регулирования скорости вращения электродвигателя.

Наиболее близким к предлагаемому является электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, тиристорный коммутатор, блок импульсно-фазового управления, регулятор напряжения, датчик тока статора, датчик напряжения питания электродвигателя, два компаратора, блок выделения первой гармоники тока статора, блок выделения первой гармоники напряжения питания электродвигателя, блок определенияфазовогосдвига, несимметричный усилитель и блок сравнения.

В известном электроприводе скорость вращения электродвигателя определяется

VI

ел GJ ся VI о

косвенным путем по измеренному углу нагрузки. Недостатком данного электропривода является сложность реализации.

Целью изобретения является упрощение.

На фиг. 1 представлена структурная схема асинхронного электропривода; на фиг. 2 - блок выборки-хранения; на фиг. 3 - блок управляющих импульсов; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу электропривода.

Асинхронный электропривод (фиг. 1) содержит электродвигатель 1, тиристорный коммутатор 2, блок 3 импульсно-фазового управления, регулятор 4 напряжения, датчик 5 напряжения, бло б сравнения, блок 7 управляющих импульсов, блок 8 выборки- хранения.

Статорные обмотки асинхронного электродвигателя 1 подключены к питающей сети через тиристорный коммутатор 2 и к входам датчика 5 напряжения, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами 14-16 блока 8 выборки-хранения. Выход 20 блока 8 выборки-хранения соединен с первым входом блока 6 сравнения, на второй вход которого подается напряжение задания скорости вращения.

Сигнал с выхода блока 6 сравнения через регулятор 4 подается на вход блока 3 импульсно-фазового управления, выходы которого подключены к соответствующим входам 25-30 блока 7 управляющих импульсов. Первые шесть выходов 32, 33, 35,36, 38 и 39 блока 7 управляющих импульсов подключены к соответствующим входам тири- сторного коммутатора 2, а вторые три выхода 31, 34. 37 - к соответствующим управляющим входам 17-19 блока 8 выборки- хранения.

Блок 8 выборки-хранения (фиг. 2) содержит три аналоговых МОП-ключа 9-11, конденсатор 12 и буферный усилитель 13, На входы 14-16 аналоговых ключей 9-11 подаются сигналы сдатчика 5 напряжения, а на управляющие входы 17-19 - сигналы с вторых выходов 31, 34 и 37 блока 7 управляющих импульсов. Выходы аналоговых ключей 9-11 соединены с входом буферного усилителя 13 и через конденсатор 12 с общей точкой питания. Инверсный вход буферного усилителя 13 соединен с его выходом.

Блок 7 управляющих импульсов (фиг. 3} состоит из трех одинаковых каналов, каждый из которых состоит из ждущего мультивибратора 21 и трех двухвходовых элементов И 22-24.

Управляющие входы ждущих мультивибраторов 21 подключены соответственно

к входам 25-26 (или 27-28, или 29-30) блока 7 управляющих импульсов, прямой выход ждущего мультивибратора 21 подключен к первому входу элемента И 22, а инверсный

выход - к первым входам элементов И 23 и 24. На вторые входы элементов И 22 и 23 подается сигнал с входа 25 (27, 29), а на второй вход элемента И 24 - сигнал с входа 26 (28, 30) блока 7 управляющих импульсов.

0 Выходы элементов И 22-24 подключены соответственно к выходам 31 (34, 37), 32 (35, 38), 33 (36, 39) блока 7 управляющих импульсов.

На диаграммах (фиг. 4) приняты Следующие обозначения: Ос - напряжение одной

5 из фаз питания, Uas, U26, Uaa, Кзз, Uai - сигналы соответственно на входах 25 и 26 и выходах 32, 33 и 31 соответствующего канала блока 7 управляющих импульсов, U21 - сигнал на прямом выходе ждущего мультивибратора.

0 Асинхронный электропривод работает следующим образом,

Изменение частоты вращения электродвигателя 1 осуществляется регулированием напряжения питания с помощью

5 тиристорного коммутатора 2 в замкнутой системе в функции частоты вращения. Частота вращения двигателя определяется косвенным путем по величине ЭДС, наводимой электромагнитным полем вращающегося

0 ротора в обесточенной обмотке статора в процессе фазового управления. Так как эта величина ЭДС однозначно определяется скоростью вращения ротора и конкретными параметрами двигателя, то измерение ЭДС

5 в обесточенной обмотке статора непосредственно перед подачей на нее напряжения питания позволяет однозначно определять скорость вращения ротора. Измерение ЭДС производится с помощью датчика 5 напря0 жения непосредственно перед подачей на статорную обмотку положительной полуволны питающего напряжения. Это осуществляется путем открывания в этот момент времени соответствующего аналогового

5 МОП-ключа 9-11, которые управляются короткими импульсами с соответствующих выходов 31, 34 и 37 блока 7 управляющих импульсов.

Сигнал ЭДС запоминается на конденса0 торе 12 и с выхода 20 буферного усилителя 13 поступает на первый вхо,г блока 6 сравнения, на второй вход котоозго подается напряжение задания частоты вращения. Выход блока 6 сравнения через регулятор 4

5 напряжения подключен к блоку 3 импульсно-фазового управления, в котором в зависимости от результатов сравнения соответствующим образом изменяется угол

управления тиристорным коммутатором 2. Импульсы с выхода блока 3 импульсно-фа- зового управления поступают на соответствующие входы блока 7 управляющих импульсов, который состоит из трех идентичных каналов по числу фаз питающего напряжения.

В каждом канале по переднему фронту импульсов, соответствующих положительной и отрицательной полуволне питающего напряжения, происходит запуск ждущего мультивибратора 21, короткий импульс с инверсного выхода которого запретит на небольшой промежуток . времени прохождение сигналов с входов 25 (27,29) и 26 (28, 30) на выходы 32 (35, 38), 33 (36, 39) через элементы И 23 и 24. В это время при наличии сигнала на входе 25 (27, 29), соответствующего положительной полуволне питающего напряжения, короткий импульс с прямого выхода ждущего мультивибрато- ра элемент И 22 поступит на выход 31 (34,37) и далее на соответствующий вход 17 (18, 19) блока 8 выборки-хранения для управления аналоговым МОП-ключом 9 (10, 11).

Устанавливая соответствующие значения напряжения задания, можно регулировать скорость вращения асинхронного двигателя.

Таким образом, введение в устройство управления асинхронным электродвигателем обратной связи по ЭДС, наводимой в

обесточенной обмотке статора, позволяет упростить систему регулирования скорости вращения.

Формула изобретения Асинхронный электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с тиристорным коммутатором в цепи питания, последовательно соединеннее регулятор напряжения и блок импульсно-фазового управления, блок сравнения и датчик напряжения питания электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены блок управляющих импульсов с шестью входами и девятью выходами и блок выборки-хранения, информационные входы которого подключены к выходам датчика напряжения, выход блока выборки- хранения соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого предназначен для подачи сигнала задания частоты вращения, а выход блока сравнения соединен с входом регулятора напряжения, выходы блока импульсно-фазового управления соединены с соответствующими входами блока управляющих импульсов, первые шесть выходов которого соединены с соответствующими управляющими входами ти- ристорного коммутатора, седьмой - девятый выходы блока управляющих импульсов соединены с соответствующими уп- равляющимивходами блока

выборки-хранения.

I

Фиг. Z

ЩигЗ

J

Фм.4