Способ регулирования скорости асинхронного двигателя Советский патент 1980 года по МПК H02P7/62 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано .в приводах различных механизмов, где необходимо плавное регулирование ско рости. Известен способ регулирования ско рости асинхронного двигателя, заключающийся в изменении частоты закорачивания ротора и рекуперации энергии скольжения в источник переменного то ка при размыкании цепи ротора l . Недостаток известного способа сос тоит в значительном потреблении реак тивной мощности преобразователем. Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является способ регулирования скорости асинхронного двигателя, заключающийся в изменении величины противо-ЭДС инвер тора в цепи ротора и шунтировании инвертора с частотой, кратной частоте источника переменного тока 2 . Недостаток этого способа - низкое значение коэффициента мощности инвер тора в связи со сдвигом по фазе первой гармоники инвертируемого тока по отношению к напряжению источника пеоеменного тока. Цель изобретения - повыиение ко-эффициента мощности и поддержания его на заданном уровне. Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования скорости асинхронного двигателя, протйво-ЭДС инвертора в цепи ротора и шунтирование инвертора с частотой, кратной частоте источника переменного тока, изменяют по фазе начало шунтирования инвертора симетрично с фазовым углом управления инвертором относительно экстремума фазного напряжения и каждый полупериод источника переменного тока. На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг,2 - временные диаграммы про-тивоЭДС и тока инвертора; на фиг, 3 - временная диаграмма работы формирователей импульсов, , Устройство, реализующее спосрб pi рулирования скорости двигателя, содержит выпрямитель 1 в цепи фазного ротора 2 асинхронного двигателя, последовательно к выпрямителю 1 подсоединенный дроссель 3,параллельно выпрямителю 1 и дросселю 3 подсоединенные переключатель 4 и инвертор, включающий тиристоЕ ы 5,6,7,8,9й 10. Переключатель 4 состоит из тиристора 11 и тиристорного коьшутатора, выполенного в виде моста из тиристоров 12,13, 14 и 15, в одну диагональ которого включены последовательно соединенные катушка 16 индуктивности, и конденсатор 17, .а в другую диагональ моста обратно его тиристорам 12 - 15 включен диод 18. Кроме этого, устрой ство содержит подключенный к сети синхронизатор 19, к которому подсоединены формирователи 20,21 и 22 импульсов, в свою очередь подключенные; формирователь 20 - к тиристорам инвертора, 21 - к тиристорам 12-15 коммутатора и формирователь 22 - к тиристору 11 переключателя.

На временных диаграммах 2 и 3 изображены линейное напряжение 23, прилон енное к тиристорам инвертора, ЭДС 24 инвертора, и фазовый ток 25 йнвер тора.

Способ регулирований скорости двигателя заключается в следующем,

При поступлении командных импульсов с формирователя 20 тиристоры, например 9 и-10, инвертора открываются, , что создает. режимработы двигателя с рекуперации энергии скольжения в источник переменноготока. Конденсатор 17 заряжен до напряжения

е «YItL-sW

2 где tV, - линейное напряжение, приложенное к тиристорам инвертора п угол фазы продолжительности инвертирования. В MQHeriT времени (см. фиг.2) с формирователя импульсов 22 на управляющий электрод тиристора 11 подают импульс и (см. фиг.З), вследствие чего тиристор 11 открывается, а тири торы 9 и 10 закрываются из-за деистВИЯ большого противо-ЭДС 5, п инвертор и тем самым прекращается инвертирова ние выпрямленного тока ротора. Таким образом, из-за короткого замыкания цепи ротора (создания нулевого кон.тура) через тиристор 11 выпрямлен:ный ток протекает, минуя фазы источника переменного тока. И момент t-l, благодаря синхронйзатору 19, с формирователей 20,21 И№ пульсов, на управляквдие электроды ти .ристоров 14, 15 коммутатора и тиристоров 5,10 инвертора подарт импульсы д„ , , иS , « ; При этом создается контур свооодного перезаря да для конденсатора 17 по цепи тиристор 15, диод 18 к тиристор 14, Напряжение на конденсаторе 17 и ток в цепи его перезаряда быстро меняется и, при достижении им величины

выпрямленного тока, последний перек-лйчается в цепь конденсатора 17, способствуя его перезаряду. Разность jjOKOB между током конденсатора 17 и галпрямленным током, протекая через S диод 18, создает обратное напряжение для -гйристора 11 нулевого контура, ITO способствует его запиранию. Время протекания тока через диод 18 зависит от параметров конденсатора 17

и катушки 16 индуктивности, которые подобраны так, чтобы время протекания тока было больше времени восстановления запирающих свойств тиристора 11. Как только напряжение на заряженном конденсаторе 17 достигает значения противо-ЭДС инвертора, ток из цепи конденсатора 17 переключается в цепь инвертирования через тиристоры 5,10, Как только мгновенное значение тока через тиристоры 5,10 достигает

0 бвачения выпрямленного тока, закрываются коммутирующие тиристоры 14,15 и происходит процесс инвертирования тойа цепи ротора.

Таким образом, изменяя величину

5 противо-ЭДС инвертора в цепи ротора и шунтируя инвертор с изменением по фазе начала шунтирования его симметрично с фазовым углом управлен21я. инвертором относительно экстремума

Q фазного напряжения, достигается совпадение по фазе противо-ЭДС инвертора и инвертируемого тока, что обуславливает получение высокого коэффициента мощности на всем диапазоне регулирований. Формула изобретения Способ регулирования скорости асинхронного двигателя, заключающийся в изменений величины противо-ЭДС инвертора в цепи ротора и шунтировании инвертора с частотой, кратной частоте источника переменного тока, от ли ч ающийс я тем, что, с целью повышения коэффициента мощности и, поддержания-его на заданном уровне, изменяют по фазе начало шунтирования инвертора симметрично с фазовым углом управления инвертором относительно экстремума фазного напряжения в каждый полупериод источника переменного тока. Источники информации, лринятые во внимание при экспертизе 1.Шикуть Э. В. и др. Импульсный регулируемый электропривод с фазныьш электро игателя да. М., Энергия , 1972, с. 18. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке 2195820/24-07, кл. К 02 IP 7/62, 1975.

Фиг.5