Устройство для управления трехфазным двигателем переменного тока Советский патент 1993 года по МПК H02P5/402 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам переменного тока с частотно-токовым управлением, и предназначено для регулирования токов в обмотках трехфазного двигателя переменного тока.

Изобретение направлено на упрощение технической реализации устройства.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство для управления трехфазным двигателем переменного тока с соединенными в звезду фазными обмотками, содержащее трехфазный мостовой инвертор с силовыми входами и выходами, предназначенными соответственно для подключения к источнику напряжения и фазным обмоткам электродвигателя, измерители и задатчики токов двух первых фаз, регуляторы фазных токов, подключенные первыми входами к выходам задатчиков фазных токов, а вторыми входами - к выходам измерителей фазных токов, блок управления силовыми ключами мостового инвертора, подключенный двумя входами к

00 Сл)

О

со

о о

CJ

выходам регуляторов фазных токов, а выходами к управляющим входам силовых ключей мостового инвертора, введен преобразователь кодов, входы которого подключены к выходам регуляторов фазных токов, а выход - к третьему входу блока управления силовыми ключами мостового инвертора.

Преобразователь кодов может содержать двухвходовую схему ИЛИ, двухвходо- аую схему И-НЕ, триггер, который подключен входом установки единицы к выходу схемы ИЛИ, а входом установки нуля - к выходу схемы И-НЕ, объединенные первые входы и объединенные вторые входы схем ИЛИ и И-НЕ образуют входы преобразователя кодов, а выход триггера - выход преобразователя кодов.

Промышленное применение изобретения в электроприводе переменного тока за счет введения преобразователя кодов в устройство управления трехфазным двигателем позволяет упростить электропривод переменного тока путем исключения канала регулирования тока в третьей фазе двигате- ля и формирования этого тока в виде суммы токов двух первых фаз.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления трехфазным двигателем переменного тока; на фиг. 2схема преобразователя кодов; на фиг. 3 - схима блока управления силовыми ключами мостового инвертора; на фиг. 4 - таблица переключений преобразователя кодов.

Устройство для управления двигателем переменного тока содержит силовые ключи , образующие трехфазный мостовой инвертор, который подключен силовыми входами к источнику 8 напряжения, а выходами к фазным обмоткам электродвигателя 9, из- мерители 10,11 фазных токов, задатчики 121 13 фазных токов, регуляторы 14, 15 фазных токов, подключенные первыми входами к выходам задатчиков 12, 13, а вторыми входами к выходам измерителей 10, 11 фазных токов, блок 16 управления силовыми ключами мостового инвертора, подключенный двумя входами к выходам регуляторов 14,15 фазных токов, а выходами к управляющим входам силовых ключей 1-6, а также преоб- разователь 17 кодов, который подключен входами к выходам регуляторов 14, 15, а выходом к третьему входу блока 16 управления силовыми ключами.

Преобразователь 17 кодов содержит двухвходовую схему 18 ИЛИ, двухвходовую схему 19 триггер 20, который подключен входом установки единицы к выходу схемы 18, а входом установки нуля к выходу схемы 19.Объединенные первые входы и

объединенные вторые схемы 18. 19 являются входами преобразователя 17 кодов, s выходом которого является выход триггера 20.

Блок 16 управления силовыми ключами мостового инвертора содержит инверторы 21, 22, 23 и узлы 24, 25. 26 согласований. Узел согласования может быть выполнен с использованием элементов задержки, предназначенных для обеспечения надежного запирания одного силового ключа в плече мостового инвертора перед включением другого силового ключа.

Устройство работает следующим образом.

Задатчики 12, 13 фазных токов вырабатывают задания в соответствии с частотно- токовым управлением т-рехфазным двигателем 9. Эти задания поступают на первые входы регуляторов 14, 15, на вторые входы которых приходят сигналы действительных значений фазных токов.

Регуляторы 14, 15 сравнивают задания фазных токоа с их действительными значениями и вырабатывают на выходах логиче,- ские сигналы, Логическая единица на выходе регулятора указывает на то, что действительное значение фазного тока меньше, тока задания, а логическому нулю соответствует превышение действительного значения фазного тока над током задания. Положительным направлением фазного тока принимают направление тока, втекэюще- го в обметку двигателя.

Блок 16 управляет ключами мостового инвертора 7 таким образом, что с приходом логической единицы на любой из его входов соответствующую этому входу обмотку двигателя 9 подключают к положительной шине источника 8 напряжения, ас приходом логического нуля - к отрицательной шине источника 8.

Следовательно, первую и вторую обмотки-двигателя 9 подключают к положительной шине источника 8, когда по обмоткам протекают токи меньше токов задания. Когда действительные токи больше токов задания, то обмотки подключают к отрицательной шине источника 8.

Третью обмотку двигателя 9 подключают к источнику 8 напряжения согласно выходному сигналу преобразователя 17. кодов. Пусть преобразователь 17 кодов вырабатывает выходной сигнал в зависимости от его входных сигналов в соответствии с таблицей переключений, представленной на фиг. 4, где х -- любое состояние: 1 или 0. Эта таблица переключений описывает работу преобразователя 17 кодов, представленного на Фиг, 2.

В данном случае третью обмотку двигателя 9 подключают к положительной шине источника 8 напряжения, когда токи в двух первых обмотках больше токов задания. Когда токи в этих обмотках меньше токов задания, то третью обмотку подключают к отрицательной шине источника 8. Когда же ток в одной из двух первых обмоток становится меньше тока задания, а в другой - больше, то сохраняют предшествующее подключение третьей обмотки к источнику 8 напряжения.

При подобном управлении силовыми ключами мостового инвертора 7 в двух первых обмотках двигателя 9 формируют токи, соответствующие заданиям фазных токов. Ток в третьей обмотке представляет собой сумму двух первых фазных токов.

Формула изобретения 1. Устройство для управления трехфазным двигателем переменного тока с соединенными в звезду фазными обмотками, содержащее трехфазный мостовой инвертор с силовыми входами и выходами, предназначенными соответственно для подключения к источнику напряжения и

фазным обмоткам статора электродвигателя, измерители токов двух первых фаз, за- датчики Ф ззных токов, регуляторы фазных токов, подключенные первыми входами к

выходам задатчиков фазных токов, вторыми входами - к выходам измерителей фазных токов, блок управления силовыми ключами мостового инвертора, подключенный двумя входами к выходам регуляторов фазных токов, а выходами - к управляющим входам силовых ключей мостового инвертора, о т- ли чающееся тем, что в него введен преобразователь кодов, входы которого подключены к выходам регуляторов фазных

токов, а выход - к третьему входу блока управления силовыми ключами мостового инвертора.

2. Устройство по п.1, отличающее- с я тем, что преобразователь кодов содержитдвухвходовые схемы ИЛИ и И-НЕ, триггер, который подключен входом установки единицы к выходу схемы ИЛИ, а входом установки нули - к выходу схемы И-НЕ, объединенные первые входы и объединенные

вторые входы схем ИЛИ и И-НЕ образуют входы преобразователя кодов, а выход триггера - выход преобразователя кодов.

Использование: регулирование токов в обмотках трехфазного двигателя переменного тока. Сущность изобретения: устройство содержит силовые ключи 1-6, образующие трехфазный мостовой инвертор 7, входные выводы постоянного тока которого подключены к выходам силового источника 8 напряжения, а выходные выводы переменного тока - к фазным обмоткам двигателя 9. Выходы измерителей 10 и 11 фазных токов и задатчиков 12, 13 фазных токов подключены к первым и вторым входам соответствующих регуляторов 14, 15 фазных токов, выходы которых подключены к первым двум входам блока 6 управления силовыми ключами 16 и через преобразователь кодов 17 связаны с третьим входом блока 16 управления. Преобразователь кодов 17 содержит двухвходовую схему ИЛИ 18, двухвходовую схему И-НЕ 19 и триггер 20, который подключен входом установки единицы к входу схемы 18, а входом установки нуля к входу схемы 19. Объединенные первые входы и объединенные вторые входы схем 18 и 19 образуют входы преобразователя кодов 17, а выход триггера 20 образует выход преобразователя кодов. 4 ил. / с

Фаг.1

13

L-oЈ

20

. о-оЯ

CPLL2.2.

Фиг. 4

Фиг.5