Способ торможения асинхронного электродвигателя Советский патент 1978 года по МПК H02P3/24 

Изобретение касается асинхронного электропривода с вентильным управлением и может быть использовано для электрического останова асинхронного двигателя с нереверсивным тиристорным пускателем.

Известны способы торможения асинхронного электродвигателя, последовательно двум или трем фазным обмоткам которого включены управляемые вентили. Для этого обычно используют режим дина.мического торможения за счет однополупериодного выпрямленного тока, протекающего по статорным обмоткам двигателя 1.

Так как первая гармоника выпрямленного тока в этом случае создает врашаюплий момент, который препятствует торможению двигателя на холостом ходу в зоне высоких скоростей (близких к синхронной), то в таких устройствах для осуществления тормозного режима создают условия для начального сброса скорости на выбеге, т. е. осупхествляют выдержку времени между двигательным и тор.мозным режимами 2, или подключают соответствующее количество дополнительных вентилей, участвуюидих в создании только тормозного режима 3.

-Известен способ торможения асинхронного электродвигателя однополупериодным выпрямленным токо.м путем периодической коммутации управляемых вептилей нереверсивно1Х) пускателя, при котором две фазные обмотки двигателя П1унтируются с помощью тир1 сгора 4.

Однако осуп1ествление такого cnt)co6a торможения двигателя приводит к упсличению веса, габарита п CTOIIMOCTIS ycrpoiiOTBa управления двигателем, а в коиечпо.х; счегс - к снижению надежности.

Це.чь изобретения - повышенно 1а,1о;кн()сти асинхронного гиристорно1Ч) э, сктроприв1)да при обеспечении торможения двигателя :u) н левой скорости с любыми моментам ; статической нагрузки.

Это достигается гсл;, что при осун1есгв,;епии предложенного способа частоту коммхтации вентилей, образуюилих однополупериодную схему выпрямления, в начале процесса торможения снижают в целое число раз, а при уменьц1е)ии скорости врапи-1М1Я двигателя до иоловипы, синхронной ч.-тоту коммутации вентилей восстанавливают до частоты сети.

При этом гармоническая сосгавляюн1ая выпрямленного тока, частота которой меньше частоты сети, iia высоких скоростях двигатели создаст режим рекуперативного торможения при совранеиии режима лмнамического то|пюжеиия от постоянной состувляюп1ей

тока, обеспечивая замедление привода. Кроме того, при торможении с частично затухшим за время бестоковых пауз полем ротора уменьшается знакопеременная составляюш.ая момента двигателя, обусловленная электромагнитными переходными процессами, вызванными коммутацией вентилей. Учатывая послегнее, частоту коммутации вентилей согласуют со временем затухания поля ротора.

Восстановление частоты коммутации вентилей до частоты сети в процессе торможения необходимо для исключения возможности «застревания двигателя на про.межуточной скорости. Указанное переключение производят в функции времени или скорости. Интенсивность тор.можения регулируют посредством фазового управления тиристорами.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, позволяющего реа.лизовать предлагаемый способ торможения, на фиг. 2 - диаграмма напряжений, поясняющая работу этого устройства; на фиг. 3 - механические характеристики двигателя МТКО 12-6 при питании двух последовательно включенных обмоток статора выпрямленным током.

Предлагаемый способ заключается в том, что частоту коммутации вентилей, образующих при торможении однополупериодную схему выпрямления, снижают в два или три раза по отношению к частоте сети, а при сбросе скорости двигателя до 60% от синхронной частоту ко.ммутации вентилей восстанавливают до частоты сети. Угол открытия тиристоров по отношению к соответствующему фазному напряжению задают равным нулю.

Устройство, позволяющее реализовать описываемый способ торможения (см. фиг. 1), содержит генератор 1 прямоугольных импульсов регулируемой скважности, синхронизированных относительно напряжения сети, элементы логики ИЛИ 2, И 3, выходное устройство системы 4 импульсно-фазового управления (СИФУ). На дополнительный вход элемента И 3 подается запускающий сигнал с фазосмеп.1ающего устройства СИФУ, а на дополнительный вход элемента ИЛИ 2 - блокирующий сигнал с реле времени или реле-скорости .

В качале процесса тор.можения блокирующий сигнал на дополнительном входе элемента ИЛИ 2 отсутствует, и частота генерации угтравляющих импульсов и, следовательно, частота коммутации вентилей определяется частотой и скважностью импульсов, поступающих с генератора 1, а при появлении на определенной скорости вращения двигателя блокирующего сигнала частота коммутации вентилей восстанавливается до частоты сети, что поясняется временной диаграммой напряжений

на фиг. 2, где Ui-фазное напряжение сети; Ui - запускающие импульсы с фазосмещающего устройства; Us - блокирующий сигнал с реле времени или реле скорости; U4 - напряже. вне на выходе генератора 1 импульсов; Us- управляющие импульсы тиристора; а - угол открытия тиристоров.

На фиг. 3 характеристика а соответствует питанию двигателя от однополупериодной схемы выпрямления при пД-л 2, а характеристика б - при . Из сравнения указанных механических характеристик следует, что при снижении частоты коммутации вентилей в два раза появляется реальная возможность осуществить торможение двигателя в зоне высоких скоростей, однако для исключения «застревания двигателя на половинной скорости, где характеристика а заходит в первый квадрат, в этой зоне необходимо восстанавливать частоту коммутации вентилей до частоты сети, чтобы перейти на характеристику, которой соответствует кривая б.

Предлагаемый способ торможения асинхронного электродвигателя позволяет повысить надежность, снизить габариты, вес и стоимость асинхронного электропривода с вентильным управлением, так как для его реализации нет

необходимости использовать дополнительные вентили, а также обеспечивает останов двигателя при любых значениях момента статической нагрузки, в том числе и на холостом ходу.

Формула изобретения

Способ торможения асинхронного электродвигателя однополупериодным выпря.мленным током путем периодической коммутации управляемых вентилей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, частоту коммутации в начале процесса торможения снижают в целое число раз, а при уменьшении скорости вращения двигателя до половины синхронной частоту коммутации вентилей восстанавливают до частоты сети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии № 1105372, кл. Н 2 J,

1968.

2. Капустянов В. В. Некоторые вопросы торможения асинхронных двигателей пульсирующих током, «Промышленная энергетика

1970, № 6.

3.Патент США .No 3708734, кл. 318-212 1973.

4.Авторское свидетельство СССР JM 250262, кл. Н 02 Р 3/24, 19.07.65.

и oSlMHH

0,25