Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором Советский патент 1979 года по МПК H02P1/34 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЬМ РОТОРОМ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводами волочильных станов, конвейерных или грузоподъемных установок, а также других механизмов, нуждающихся в регулировании скорости-вращения.

Известны устройства для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, статорные обмотки которого соединены в звезду без нулевого провода, состоящие из пяти пар встречно - параллельно включенных тиристоров, образующих тиристорный коммутат:ор, а в каждую фазу роторной цепи включена одна ступень сопротивления 1.

Известны также устройства для управления асинхронными электродвигателями, в роторной цепи которых введены параллельно соединенные между собой тиристорные коммутаторы и сопротивления , включенные последова тельно с каждой обмоткой ротора и блок управления 2.

При включении в цепь статора асинхронного электродвигателя с фазным ротором тиристорного коммутатора появляется возможн ость регулирования подводимого к двигателю напряжения путем изменения угла открывания тиристоров коммутатора.

Однако при этом уменьшается момент электродвигателя пропорционально квадрату питающего напряжения. При снижении питающего напряжения и неизменном статическом моменте необходимо заранее завышать мощность электродвигателя, а следовательно и его габаритные размеры и установленную массу.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, которое содержит параллельно соединенные между собой-сопротивления и коммутаторы, включенные в каждую фазу обмотки ротора последовательно, блок сравнения, входы которого соединены с блоками обратной связи и задания скорости 3.

Работа известного устройства основана на принудительном задании частоты тока ротора, выделение которой производится переключением с желаемой частотой ЭДС ротора управляемьми тиристорами,

Это устройствр обладает небольшой надежностью работы, так как имеет большое количество элементов в схеме большие габариты и высокую стоимость Силовая схема устройства с принужден ным заданием частоты тока ротора сложная и обязательно должна содержать блоки гашения коммутирующих тиристоров. Целью, изобретения является повышение надежности работы устройства. Цель достигается тем, что устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее параллельно-соединенные между собой сопротивления и коммутаторы, включенные в каждую фазу обмот ки ротора последовательно, блок срав нения, входы которого соединены с блоками обратной связи, задания скорости, дополнительно снабжено в каждой фазе роторной цепи блоками вы,деления нулевогоуровня напряжения и блоками задержки, причем выход каждо го блока выделения нулевого уровня напряжения подсоединен к блоку обрат ной связи и к первому входу блока за держки, второй вход которого соединен с блоком сравнения, а выход - с коммутатором. На чертеже показана блок-схема устройства для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором. Устройство содержит блок 1 выделе ния нулевого уровня напряжения, соединенный с блоком 2 обратных связей блок 3 задания скорости, подключенны к блоку 4 сравнения, второй вход которого соединен с блоком 2 обратнЕлх связей, а выход - с блоком 5 задержки. Выход блока задержки подключен к коммутатору 6, связанному с асинхронным двигателем, выполненным с фаз ными обмотками 7 на статоре и фазны1 ш обмотками 8 на роторе, причем обмотки ротора соединены последователь , но с сопротивлениями 9, к которым по соединены коммутаторы б. При подаче на статорную обмотку 7 асинхронного электродвигателя питающего напряжения переменного тока индуктируется ток в обмотках 8 ротора. На вход блока выделения нулевог;о уровни 1 подается напряжения ротора, который контролирует момент перехода напряжения обмотки 8 ротора через нулевое положение, В момент перехода напряжения обмотки 8 ротора через нуль (когда оно становится положител ным) блок 1 выдает разрешение на включение блока 5 задержки. Сигнал управления задерживается в блоке 5 н время, пропорциональное напряжению, заданному блоком 4 сравнения. При пуске электродвигателя время задержки в блоке 5 должно быть менее полупериода питающего напряжения пегэеменного тока. Если время задержки управляющего сигнала при пуске равно половине периода питающего напряжения сети, то это значит, что в цепь ротора введено добавочное сопротивление, а если меньше - то результирующий ток при том же значении скорости выше благодаря тому, что тиристоры коммутаторов 6 частично шунтируют сопротивления 9. Аналогично происходит в других фазах, но со сдвигом на 2/Зл и 3/4at, При пуске электродвигателя длительность времени включения тиристоров коммутаторов 6 может не изменяться, если нет необходимости в ограничении токов, моментов или других параметров электропривода. По истечении заданного времени блок 5 задержки выдает сигнал управления коммутатору 6, включенному в той фазе обмотки 8 ротора, в которой блоком 1 выделения нулевого уровня определяется напряжение обмотки 8 ротора, и оно было равно нулю. Один тиристор коммутатора 6 шунтирует сопротивление 9. При переходе напряжения обмотки 8 ротора асинхронного электродв.игателя в этой же фазе через нуль, когда оно становится отрицательным, другой тиристор коммутатора 6 открывается, а первый закрывается, далее цикл повторяется для другой фазы, третьей и т, д, При регулировании скорости вращения ротора асинхронного двигателя длительность времени задержки в блоке 5 может автоматически изменяться в функции скорости, тока, ЭДС, скольжения или другой величины, подаваемой на вход блока 2 обратных связей. При торможении электродвигателя задержка управляющего сигнала максимальная, что соответствует полному введению сопротивления 9 в каждую фазу роторной цепи. Далее электродвигатель останавливается под действием статической нагрузки или свободного выбега. При необходимости осуществления экстренного тдрможения можно использовать в статорной цепи противовключение с полностью введенными сопротивлениями в роторной цепи. Использование данного устройства управления асинхронным двигателем с фазным ротором обеспечиваетулучшение энергетических прказателей при регулировании частоты вращения двигателя, так как устройство автоматически в зависимости от нагрузки на валу регулирует величину роторного сопротивления, обеспечивает получение жестких механических характеристик в замкнутой системе регулирования, плавный пус{ в разомкнутой системе, простоту, малые габариты и низкую Стоимость,

Формула изобретения

Устройство для управления асинхронным Электродвигателем с фазным ротором, содержащее параллельно соединенные между собой сопротивления и кся 1мутаторы,включенные в каждую фазу обмотки ротора последовательно, блок сравнения, входы которого соединены с блоками обратной связи и задания скорости, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в устройство введены блоки выделения нулевого уровня напряжения в каждой фазе обмотки ротора и блоки задержки, причем выход каждого блока выделения нулевого уровня напряжения подключен к блоку обратной связи и к первому входу

блока задержки, второй вход которого соединен с блоком сравнения, а выход - с коммутаторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Герасимяка Р.П. и др. Электроприводы крановых механизмов, М., Энергия, с. 101, 1970.

2, Петров Л.П. и др. .Моделирование асинхронных электроприводов с тиристорным управлением,М., Энергия, с.73,1977.

5 доклады Всесоюзной конференции по автоматизированному электроприводу, Тбилиси, т. 1, с, 5, 1968.