Устройство для управления асинхроннымТРЕХфАзНыМ элЕКТРОдВигАТЕлЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02P1/40 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ТРЕХФАЗНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводниковому управлению асинхронным электроприводом и может быть использовано для пуска и торможения асинхронных трехфазных злектродвигателей с нереверсивными регуляторами напряжения в статорных цепях.

Известно устройство для управлени асинхронным трехфазным электродвигателем, содержащее реверсивный вентильный пускатель, выполняющий одновременно роль регулятора напряжения, блоки управления вентилями, включаю1)ие в себя фазосмецакадее устройство и распределитель импульсов, триггеры режима работы двигателя с цепями запуска и логическую часть, состоящую из злементов И-НЕ и И, обеспечиваклцих определенную последовательность переключения триггеров при изменении режима работы двигателя 1.

Данное устройство пригодно для управления как реверсивным, так и нереверсивным асинхронным электроприводом, требующим электрического торможения. Однако применение этого устройства для управления нереверсивным электроприводом приводит к

необходимости использования всех вентилей реверсивного тиристорного пускателя, вызывает увеличение веса, габарита и стоимости устройства управления двигателем, и в конечном счете - снижает его надежность. Кроме того, в устройстве не предусмотрено автоматическое отключение двигателя от сети при его останов0ке, что ухудшает тепловой режим работы машины и также снижает надежность работы электропривода.

Цель .изобретения - повышение надежности электропривода, управля5емого полупроводниковым регулятором напряжения, за счет обеспечения электрического торможения двигателя без использования дополнительных вентилей с автоматическим от0ключением тока двигателя после его остановки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено датчиком ЭДС двигателя,

5 подключенным к статорной обмотке, двумя реле ЭДС и генератором прямоугольных импулвсов, причем вход датчика ЭДС соединен со входами реле ЭДС, выход первого реле ЭДС

0 соединен со входом установки нуля

первого триггера, выход второго реле ЭДС соединен со входом установки нуля второго триггера, генератор прямоугольных импульсов соедиНен с распределителем управляющих импульсов через последовательно соединенные элементы И-НЕ и И, причем выход первого триггера подключе ко второму входу элемента И-НЕ, выход второго триггера подключен ко второму входу элемента И, а выходтретьего триггера подключен к распределителю управляющих импульсов и входу установки единицы первого триггера.

Введение датчика ЭДС двигателя с двумя реле ЭДС,воздействующими на входы установки нуля первых двух триггеров, совместно с использованием генератора прямоугольных импульсов, связанного со входом распределителя управляющих импульсов через последовательно соединенные элементы И-НЕ и И, позволяет реализовать торможение двигателя.

При этом генератор прямоугольных импульсов, синхронизированных с напряжением сети, обеспечивает в начале процесса торможения снижения частоты коммутации вентилей, образующих однополупериодную схему выпрямления, до величины f -te , где ft - частота коммутации вё 1тилей; fQ - частота напряжения сети; п - целое число, больше единицы. Реле ЭДС, величина которой зависит от частоты вращения двигателя, переключают триггеры таким образом, что при снижении скорости двигателя до половины синхронной скорости происходит восстановление частоты кo 1мyтaции вентилей до частоты сети, а при полной остановке двигателя - отключение его от сети.

На чертеже изображена функционалная схема устройства.

Устройство состоит из нереверсивного тиристорного регулятора 1 напряжения, содержащего три пары встречно-параллельно соединенных вентиля, включенных последовательно статорным обмоткам двигателя. При пуске двигателя открываются все шес тиристоров регулятора, а при торможении только первый и четвертый тиристоры, образующие однополуперионый выпрямитель линейного напряжени Отпирающие импульсы поступают на тиристоры от выходных усилителей распределителя 2 импульсов. В свою очередь в распределитель импульсов поступают синхронизированные с напряжением сети и сдвинутые на угол с запускающие импульсы от фазосмещающего устройства 3 и релейные сигналы от элемента И 4 и триггера 5 пуска двигателя, разрешающие генерацию отпирающих импульсов в пуска и торможения. Углы с открытия вентипоГ определяются величиной напряжения, поступающего на вход из системы управления скоростью электропривода. Выход триггера б через элемент И-НЕ 7 соединен с первым входом элемента И 4, выход которого подключен к элементу ИЛИ 8, а ко второму входу элемента И 4 подключен выход триггера 9. Кроме того, выход триггера

подключен

ко входу установки единицы триггера б, а триггеры 9 и Ь сблокированы между собой. В устройстио входит датчик ЭДС двигателя 10, к которому подключены релейные элементы 11 и 12 воздействующие на входы установки нуля триггеров б и 9. Порог срабатывания этих реле настраивается таким образом, чтобы реле 11 включалось при величине ЭДС, соответствующей половинной скорости двигателя, а реле 12 - при нулевом значении ЭДС, то есть, при полной остановке двигателя. Снижение, частоты коммутации ветилей тиристорного регулятора напряжения на начальном участке торможения осуществляется с помощью генератора 13 прямоуго.пьных импульсов, подключенного ко второму входу элемента И-НЕ 7 и выполняющего роль делителя частоты напряжения сети. Для пуска двигателя и его останова ко входам установки единицы триггеров 9 и 5 поключены кнопки Пуск 14 и Стоп 15

Фазосмещающее устройство и выходные усилители распределителя импульсов выполняются по любой известной схеме. В качестве датчика ЭДС используется трансформатор напряжения с выходным фильтром, подключенный к статорной обмотке двигателя, обесточенной при торможении. В распределитель импульсов входят элементы И и ИЛИ, обеспечивающие прохождение запускающих импульсов от. фазосмещающего блока на входы всех выходных усилителей.

Устройство функционирует следующим образом.

В исходном положении все триггеры находятся в состоянии логического О, следовательно, в распределитель импульсов не поступают разрешающие команды на генерацию управляющих импульсов и тиристоры находятся в закрытом состоянии, а двигатель отключен от сети. На выходах релейных элементов присутствует логическая 1.

При пуске двигателя триггер 5, а вслед за ним и триггер б с помощью кнопки 14 устанавливаются в состояние логической 1, при которой становится возможным прохождение запускающих импульсов от фазосмещающего устройства 3 через элементы И на входы всех выходных усилителей распределителя 2 импуль ::ов, что приводит к открытию тиристоров тиристорного коммутатора 1 и подключение двигателя и сети. Одновременно с открытием тиристоров напряжение, прикладываемое к двигателю, поступает и на вход датчика ЭДС 10, что вызывает переключение релейных элементов из состояния логической 1 в О,

При торможении двигателя триггер 9 с помощью кнопки 15 переключается в состояние логической 1, что приводит к установке триггера 5 в состояние О и подаче через элемен 8 разрешающей команды на генерацию управляющих импульсов выходными усилителями 2. Частота коммутации вентилей тиристорного коммутатора 1 в этом случае определяется частотой следования импульсов, поступающих на второй вход элемента 4 через элемент 7 от генератора 13 импульсов. Протекание выпрямлеиного тока, содержа1иего субгармоническую составляюнцую, по статорным обмоткам двигателя вызывает его замедление, вследствие чего ЭДС наводимая в обесточенной фазе двигателя уменьшается. При снижении ЭДС до величины, соответствуклцей половинной скорости вращения двигателя (т.е., до напряжения сравнения Ц , реле 11 переключается в состояние 1 и таким образом устанавливает триггер 6 в положение О. При этом на входах элемента И 4 появляются две логические 1 и тем самым обеспечивается коммутация тиристоров тиристорного коммутатора с частотой сети. Протекание однополупериодного выпрямленного тока по статорным обмоткс1М двигателя приводит к полной его остановке и спадению ЭДС в отключенной фазе до О, что контролируется с помощью реле 12. При переключении реле 12 в состояние 1 происходит установка тригге

ра 9 в положение О, вследствие чего прекращается генерация управляющих импульсов, двигатель отключается от сети и схема приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство для управления асинхронньа« трехфазным электродвигателем,

0 содержащее полупроводниковый регулятор напряжения в фазах статора электродвигателя, фаэосмещающий блок с распределителем управляющих импульсов, три триггера с цепями

5 запуска и логические элементы И-НЕ и И отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно дополнительно снабжено датчиком ЭДС, подключенным к статорной об0мотке, двумя реле ЭДС и генератором прямоугольных импульсов, причем вход датчика ЭДС соединен со входами реле ЭДС, выход первого реле ЭДС соединен со входом установки нуля первого триггера, выход второ5го реле ЭДС соединен со входом установки нуля второго триггера, генератор прямоугольных импульсов соединен с распределителем управляющих импульсов через последователь0но соединенные элементы И-НЕ и И, причем выход первого триггера под ключен ко входу элемента И-НЕ, выход второго триггера подключен ко второму входу элемента И, а выход

5 третьего трипгера подключен к распределителю управляющих импульсов и входу установки единицы первого триггера.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 657551, кл. Н 02 Р 1/40, 12.01.77. tltH rtl