УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Советский патент 1969 года по МПК H02P7/58 

Известно устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем, фазы ротора которого соединены через включенные встречно-параллельно тиристоры, содержащее формирователь управляющих импульсов. Такое устройство не обеспечивает синхронизации двигателя в полном. диапазо«е скоростей.

Основными отличительными особенностями предлагаемого -устройства является то, что, с целью синхронизации двигателя .в поллом диапазоне скоростей, оло снабжено генератором задающей частоты, блоком сравнения частот и элементом «НЕ, входы которого соединены с выходом генератора и с выходом блока сравнения частот, а выход - со входом указанного формирователя.

На фиг. 1 дана блок-.схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма управляющих импульсов тиристоров; на фиг. 3 - эпюры напряжений при увеличении нагрузки; на фит. 4 - энюры напряжений при сбросе нагрузки.

Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем 1, фазы ротора 2 которого соединены через включенные встречнопараллельно тиристоры 3-8, содержит формирователь 9 управляющих импульсов (блок коммутации). Кроме тото, оно снабжено генератором задающей частоты 10, блоком сравнения частот 11 и элементом «НЕ 12, входы

которого соединены с выходом генератора 10 и с выходом блока 11, а выход - со входом формирователя 9.

Работа устройства основала на следующем принципе.

Скорость вращения двигателя 1 зависит от частоты тока роторной цепи и определяется выражением:

.(5,-S,)

где р - число пар полюсов;

/1 - частота тока питающей сети; /2 - частота тока ротора двигателя.

Следовательно, если принудительно задать частоту тока ротору 2, то скорость двигателя 1 окажется фиксированной.

Выделение принужденной частоты роторного типа производится переключением с желаемой частотой э.д.с. ротора управляемыми вентилями.

Тиристоры 3-8 отпираются сигналами, щирина которых равна половине периода задающей частоты. Частота отпирания задается генератором 10. Блок коммутации формирует щесть импульсов нужной ширины сдвигает их во времени на Ve периода и в последовательности тиристоров 3-8-4-7-6-3 трансформирует в их управляющие цепи. От заднего фронта отпирающего импульса формируется

короткий запирающий импульс, который подается на блок гашения 13 соответствующего тиристора.

3,иоды 14 не пропускают на блоки 13 напрял ение обратной полярности.

Блок // сравнивает задающую частоту с частотой э.д.с. ротора 2. Если последняя меньше заданной и, следовательно, скорость двитателя / выще требуемой, блок 11 подает блоку .коммутации сигнал, запрещающий посылку на тиристоры отпирающих импульсов.

При установившейся скорости вращения фаза запирания и, следовательно, отпирания тиристоров 3-8 устанавливается автоматически в зависимости от момента нагрузки и не требует специальной регулировки. Предположим, что в исходном состоянии угол а занирания тиристоров соответствует углу UQ. (см. фиг. 3). Момент нагрузки увеличивается мгновенно на любую величину, не превышающую максимальный момент двигателя / на данном скольл ении минус начальный статический момент.

На фиг. 3 пунктирной линией обозначены линейные напряжения ротора 2 .при постоянном угле открывания; штрих-нунктирной линией - момент изменения нагрузки, угол а - угол между Началом положительной для соответствующего тиристора полуволны яапряжения и моментом запирания этого тиристора (фиг. 3,G линейные напряжения обмоток ротора 2, 3,6 - функции возможных открытых состояний тиристоров, фиг. 3,0 - напряжения и А, приложенные к фазе А двигателя).

Предположим также, что нагрузка двигателя возросла. Под действием отрицательного динамического момента (Л1двиг С ) скорость уменьшится, а частота э.д.с. ротора 2 - увеличится. Однако прежде чем возрастет частота, увеличится угол запирания вентилей, и возрастут в результате ток и момент двигателя / (фиг. 3,в). Этот процесс будет нроисходить до тех пор, пока моменты двигателя / и нагрузки не сравняются. Однако частота тока ротора 2 и скорость двигателя I остаются неизменными.

Таким же образом автоматически, без изменения скорости произойдет переходный процесс уменьшения угла запирания при сбросе нагрузки (фиг. 4,а,б,в). Все обозначения

па фиг. 4 полностью соответствуют обозначениям на фиг. 3. Следовательно, скорость двигателя 1 не зависит от нагрузки. Двигатель имеет абсолютно жесткие механические характеристики и синхронизируется на любой скорости от нуля до номинальной в зависимости от задающей частоты.

При изменении нагрузочного момента скольжение остается постоянным; изменя/1

ется только угол запирания.

Предельный синхронизирующий момент получается при , нри этом вентиль 3-8 остается открытым в течение всего полуиериода, пока на него поступает положительное напряжение. Ротор 2 двигателя 1 оказывается практически короткозамкнутым, и на любой скорости предельный момент равняется моменту асинхронного двигателя / при да«ном скольжении.

Для регулировалия скорости двигателя 1 достаточно Изменить заданную частоту переключения тиристоров 3-8. Чтобы увеличить скорость, необходимо уменьшить задающую

частоту. Двигатель / будет разгоняться до тех пор, пока частота э.д.с. ротора 2 ,не станет равной заданной. Дальнейщему возрастанию скорости (у.меньшению частоты э.д.с. ротора 2} препятствует блок 11.

Для уменьщения скорости достаточно увеличить заданную частоту. Тогда частота э.д.с. ротора 2 становится меньше заданной, на тиристоры 3-8 не поступают отпирающие сигналы, ротор 2 размыкается, и двигатель 1

тормозится до тех пор, пока не сравняются частоты: задающая и э.д.с. ротора 2.

Предмет изобретения

Устройство для управления трехфазйым асннхронным двигателем, фазы ротора которого соединены через включенные встречнопараллельно тиристоры, содерл :ащее формирователь управляющих импульсов, отличающееся тем, что, с целью синхронизации двигателя в полном диапазоне скоростей, оно снабжено генератором задающей частоты, блоком сравнения частот и элементом «НЕ, входы которого соединены с выходом генератора и с выходом блока сравнения частот, а выход- со входом указанного формирователя.

ФигЛ

иг.2