Устройство для управления асинхронным двигателем Советский патент 1993 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам испытания и на- гружения асинхронных двигателей при их испытаниях.

Целью изобретения является обеспечение управления процессом токового нагру- жения асинхронных двигателей для проведения тепловых испытаний.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для управления; на фиг,2 - функциональная схема блока импульсно- фазового управления; на фиг.З - функциональная схема блока определения эффективного значения тока.

Устройство для нагружения асинхронных двигателей включает: асинхронный двигатель 1, регулятор напрял гния 2 с блоком импульсно-фазового управления 3, трехфазный задающий генератор с регулируемыми амплитудой и частотой 4, датчики тока фаз двигателя (по одному в каждой фазе) 5, 6, 7, фильтры первых гармоник тока статора 8, блоки определения эффективных значений первых гармоник тока статора 11,- 12, 13, блоки определения эффективных

00

СЛ О

(А

значений токов статора 14, 15, 16, блоки извлечения квадратного корня 17-22, блок контрольно-измерительных приборов 23.

Тиристорный регулятор напряжения 2 представляет собой преобразователь, используемый для регулирования скорости и момента двигателя. Блок импульсно-фазо- вого управления имеет шесть (или три) независимых блока управления: по одному на каждый тиристор или по одному на два встречно-включенных тиристора в каждой из трех фаз.

Функциональная схема блока импульс- но-фазового управления приведена на фиг.2. Блоки БУ1-БУ6 - отдельные блоки управления тиристорами регулятора напряжения. Второй, третий и четвертый входы блока 3 связаны с выходами задающего трехфазного генератора. Первый вход - вход, на который подается задающий управляющий сигнал.

Задающий трехфазный генератор А (ЗТГ) - генератор синусоидальных колебаний заданной частоты, сдвинутых друг относительно друга на 120°.

Датчики тока фаз (ДТФ) 5, 6, 7 - трансформаторы тока, нагруженные на сопротивления.

Фильтры (ФПГ) 8, 9, 10 - резонансные фильтры с достаточно высокой добротностью. Фильтры настраиваются на сетевую частоту 50 Гц. Выходное напряжение фильтра - переменное напряжение, снимаемое с активного сопротивления резонансной RC-цепи.

Блоки 11-16 (БОЭЗ) служат для определения эффективных значений токов фаз статора и первой гармоники тока фаз статора за период переменного напряжения задающего генератора. По своему исполнению они имеют одинаковую структуру.

Функциональная схема блока для определения эффективного значения тока представлена на фиг.З. В блок входят нуль-орган, блок задержки времени (БЗВ), квадратор, шесть замыкающих ключей, первый, второй и третий интеграторы, делительный блок, формирователь.

При работе устройства на выходе нуль- органа появляется напряжение (логическая единица) при переходе выходного напряжения одной из фаз задающего генератора 4 (любой фазы) через ноль.

В структуру блоков 17, 18, 19 входят два квадратора (м.ножительных блока), сумматор, блок для извлечения корня непосредственно из суммы (разности). Как квадратор, так и схема для извлечения корня, реализуются с помощью аналоговых перемножителей.

Блоки 20, 21, 22 в отличие от блоков 17. 18, 19 содержат только блоки для непосредственного определения корня квадратного, реализуемые аналогично.

Другим возможным вариантом фильтрации сигналов, определения эффективного значения соответствующих токов, извлечения корня квадратного - применение микропроцессорных измерительных комплексов.

Блок контрольно-измерительных приборов 23 - блок, включающий измерительные приборы - миллиамперметры, отградуированные на соответствующие то«и. Общее количество приборов - шесть: три - для контроля токов статора (действующих значений) и три-для контроля эффективных значений токов на выходах блоков 17,18,19. При использовании МЭВМ в качестве блока

контрольно-измерительных приборов используется дисплей и печатающее устройство - принтер.

Работа устройства заключается в следующем. В исходном состоянии напряжение

на первом входе блока 3 равно нулю, что соответствует углу управления всех шести тиристоров .

Выходное напряжение тиристорного регулятора напряжения при этом равно нулю и двигатель 1 имеет нулевую скорость ротора. Подается питание на блок 4. На выходах блока 4 при этом напряжение близко к нулю (устанавливается с помощью сигнала 1)ц), а выходная частота находится на уровне

1 Гц. Затем путем плавного изменения сигнала Ua уменьшают угол управления тиристоров. После того, как момент, развиваемый двигателем становится больше момента холостого хода, двигатель разворачивается до подсинхронной скорости и работает с установленным уровнем напряжения некоторое время, достаточное для того, чтобы убедиться в отсутствии вибраций и т.п.

По контрольно-измерительным приборам блока 23 контролируют токи фаз статора (выходы блоков 20, 21, 22). В отдельных случаях возможна установка амперметров в цепи питания двигателя с целью грубого

контроля. При этом убеждаются в работоспособности блока 2 (при его исправности, а также при отсутствии повреждений в ста- торной обмотке показания приборов в трех фазах одинаковые).

Устанавливают частоту на уровне предельной (порядка 10 Гц) и увеличивают амплитуду сигнала иц до тех пор, пока показания приборов блока 23 по входам 1, 2, 3 (фиг.1) не станут равными значениям

номинального тока статора. Роторный расчетный ток определяется для двигателя перед началом испытаний.

С помощью приборов по входам 4, 5, 6 (фиг.1) контролируют расчетныетоки ротора испытуемого двигателя. Изменением в ту или другую сторону сигналов Uf и 11Ц добиваются такого положения, при котором ста- торные токи равны номинальным заданным, а роторные - расчетным. После этого начинается процесс нагружения во времени: нагружение длится установленное время, В процессе нагружения контролируют температуру обмоток ротора с помощью, например, термопар или пирометрических приборов.

За счет введения задающего трехфазного генератора, системы импульсно-фазо- вого управления с шестью независимыми выходами, фильтров первой гармоники, блоков определения эффективных значений токов добиваются расширения функциональных возможностей тиристорных регуляторов напряжения - их использования в качестве эффективных и простых нагрузочных устройств для испытания токовой нагрузкой асинхронных двигателей.

Экономический эффект от применения предлагаемого изобретения обусловлен следующими факторами; снижением ущерба от выхода из строя некачественно отремонтированных двигателей и упрощением конструкции системы.

Формула изобретен и я Устройство для управления асинхронным двигателем, включающее тиристорный регулятор напряжения с шестью тиристора- ми, датчики тока фаз статора двигателя, а также блок импульсно-фазового управления, включающий N каналов с независимыми входами и синхронизатор, отличающееся тем, что, с целью обеспечения

управления процессом токового нагружения асинхронных двигателей для проведения тепловых испытаний, в него введены , задающий трехфазный генератор, три филь- 5 тра первой гармоники тока фаз статора, шесть блоков определения эффективного значения тока, шесть блоков извлечения квадратного корня и блок контрольно-измерительных приборов, причем выходы перво0 го, второго и третьего датчиков тока фаз статора связаны с первым, вторым и третьим входами блока контрольно-измерительных приборов соответственно через последовательно соединенные первые, вто5 рые и третьи соответственно, фильтр первой гармоники, блок определения эффективного значения тока и блок извлечения квадратного корня, кроме того, выходы первого, второго и третьего датчиков тока

0 фаз статора соединены с вторыми входами соответственно первого, второго и третьего блоков извлечения квадратного корня через четвертый, пятый и шестой блоки определения эффективного значения тока, выходы

5 четвертого, пятого и шестого блоков определения эффективного значения тока связаны с четвертым, пятым и шестым входами блока контрольно-измерительных-приборов соответственно через четвёртый, пятый и

0 шестой блоки извлечения квадратного корня, первый, второй и третий выходы задающего трехфазного генератора связаны с входами тиристорного регулятора напряжения через блок импульсно-фазового управ5 ления, а первый, второй и третий выходы задающего трехфазного генератора соединены с вторыми входами первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого соответственно блоков определения эффек0 тивного значения тока, при этом выходы блока импульсно-фазового управления соединены с соответствующими тиристорами тиристорного регулятора напряжения-.

Фиг.1

Кр Sxotfu БИКК

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам испытания и нагружения асинхронных двигателей при их испытаниях. Цель изобретения - обеспечение управления процессом токового нагружения асинхронных двигателей при проведении тепловых испытаний. Устройство используется для нагружения трехфазных асинхронных электродвигателей полигармоническим методом. Устройство содержит нагружаемый двигатель, регулятор напряжения, систему импульсно-фазового управления, три датчика тока фаз, три фильтра первой гармоники тока статора, задающий трехфазный генератор, шесть блоков определения эффектных значений тока, шесть блоков извлечения корня квадратного, блок контрольно-измерительных приборов. Нагружаемый двигатель выводится за режим холостого хода, затем изменением амплитуды и частоты сигнала задающего генератора добиваются достижения токами фаз статора необходимого значения, а также соответствия эквивалентного тока ротора расчетному. Нагрузочный ток наводится за счет высших гармонических напряжений, образующихся за счет индивидуального воздействия на тиристоры. 3 ил. СО с