Электропривод переменного тока Советский патент 1981 года по МПК H02P7/42 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в элект роприводах механизмов с большим момен том инерции, требующих.регулирования скорости в подсинхронном диапазоне. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электропривод переменного тока,содержащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором реостат,зашунтированный тиристорным коммутатором,который одним выводом подключен к цепи ротора,блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора Dj. Недостатком известного устройства являет ся его неработоспособность в диапазоне подсинхронной скорости, когда скольжение уменьшается и двигатель выходит на естественную характеристику. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости вращения двигателя, вплоть до естественной характеристики. Указанная цель достигается тем, что в изв стньш электропривод переменного тока дополнительно введены пороговый элемент с согласующим вьтрямителем, дополнительный тиристорный коммутатор с согласующим трансформатором, первичная обмотка которого соединена с обмотками статора электродвигателя, а вторичная, выполненная по схеме Звезда с выведенной нейтралью, через дополнительный тиристорный коммутатор соединена с выводами обмотки ротора, с которыми соединен вход согласующего выпрямителя, выход которого соединен со йходом порогового элемента, к 1ходом соединенного со входом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом дополнительного тиристорного коммутатора, причем нейтраль трансформатора соединена с закороченным 3 на землю другим выводом тиристорного коммутатора в цепи ротора. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Электропривод состоит из асинхрон ного электродвигателя 1 с фазным ротором 2, в цепь ротора включены реостат 3 и шунтирующий его тиристор ко мутатора 4, дополнительный тиристорный коммутатор 5 с блоком 6 управления тиристорными коммутаторами, поро говый элемент 7, согласующий выпрями тель 8, согласующий трансформатор 9, первичная обмотка которого соединена с выводами обмоток статора, а вторич ная, соединенная по схеАе Звезда с выведенной нейтралью, соединена фазами с выводом обмоток ротора через дополнительный тиристорный коммутатор 5, а нейтралью - с другим вы водом тиристорного коммутатора 4, согласующий выпрямитель 8 входом сое динен с обмоткой ротора, а выходом через пороговый элемент 7 с входом блока 6 управления, выходы которого соединены с управляющими входами тиристорных коммутаторов 4 и 5, Блок управления 6 содержит две системы 10 и 11 импульсно-фазового управления (СИФУ) с выходными устройствами (ВУ) 12 и 13, выходы последних явлдются выходами блока 6, устройство 14 синхронизации выходных устройств 12 и 13, двухвходовые схемы 15 и 16 совпадения, инвертор НЕ 17 и элемент 18 сравнения, выход которого соединен с входами блоков 10 и 11, выход блока 7 соединен с входом блока 16, выход которого соединен с входами блоков 10 и 11, вы ход блока 14 соединен с входами блоков 15, 16 и элемента 18, выход блока 7 соединен с входами блоков 15 и 17. Электропривод работает следующим образом. Из узла логики поступает разрешающая команда на работу основных узлов блока 6 управления (СИФУ 10, ВУ 12. Эта команда подается,уже ране сформированная в узле логики,т.е.кно кой Пуск подается команда, она запоминаемся, вводятся соответствуют щие запрь.ы, включаются контакторы статорной цепи и т.. Как только напряжение источника появляется на статорной обмотке двигателя 1, на его роторной обмотке наводится ЭДС, которая выпрямляется мо.стом 8 и на выходе порогового элемента 7 появляется сигнал логической 1, разрешающий работать СИФУ 10 по приходу соответствующего синхроимпульса с блока 14 и при подаче на входе СИФУ 10 напряжения задания. СИФУ 10 вьщает соответствующим тиристорам коммутатора 4 сигнал на открывание, после чего тиристоры коммутатора 4 открываются под действием управляющего сигнала и приложенного к нему фазного напряжения. При коммутации тиристорами коммутатора 4 электрической цепи ротора изменяется величина тока, протекающего через реостат 3. Чем больше время коммутации тиристоров и в течение полупериода питающего напряжения, тем быстрее выводится из основной цепи ротора двигателя добавочное сопротивление реостата 3. В результате коммутации изменяется частота вращения двигателя. При пуске асинхронного двигателя на максимальную скорость вращения СИФУ 10 автоматически изменяется угол открывания тиристоров коммутатора 4. в СИФУ имеются генераторы пилообразного напряжения, которые запитаны от постоянного напряжения, амплитуда которого не изменяется в процессе разгона. Наклон пилы у таких генераторов остается постоянным, но так как изменяется частота вращения, то изменяется длительность коммутации реостата 3, в результате чего автоматическ и осуществляется разгон. При полном замыкании добавочных сопротивлений двигатель развивает максимально возможную скорость вращения. Напряжение на обмотках ротора значительно уменьшается до величины, недостаточной для срабатывания порогового элемента 7. Последний не срабатывает и запрещает работу СИФУ 10 по каналу схемы И 15 и снимает запрет по каналу схемы И 16 на работу СИФУ 10 и СИФУ II через инвертор 17. На выходе схемы 15 появляется сигнал логической 1, который поступает на вход схемы И 16. Последняя по приходу синхроимпульса срабатывает и вьщает разрешение на работу СИФУ 10 с максимальным открыванием и работу СИФУ I1, которая также как и СИФУ 10 вырабатывает сигнал управления уже только на открывание 5 тиристорных коммутатора ,5 через выход ные устройства 13.. ; Соответствующие тиристоры коммутатора 5 по фазному напряжению и управляющему сигналу открываются. Фазные напряжения со вторичных обмоток трансформатора 9 оказываются приложенными к тиристорам коммутаторов 4, которые полностью открываются СИФУ IО через ВУ 12. Вследствие этого обеспечивается выход асинхронного двигателя 1 на естественную характеристику. Изменяя угол открывания тиристоров коммутаторов 4 и 5 (при максимальном угле открывания тиристоров коммутатора 4) , в СИФУ 11 можно изменять частоту вращения двигателя 1. Таким образом, получение подпитки от сети через трансформатор 9 и тиристорный коммутатор 5 позволяет расширить диапазон регулирования частоты вращения ротора и обеспечивает работоспособность устройства для управления асинхронным двигателем в зоне скольжения двигателя. Это устройство приемлемо для любых устройств фазового управления в роторной цепи асинхронного двигателя при любой конфигурации тиристорных коммутаторов, включенные в различные схемы, а также и для треугольных коммутаторов переменного тока. Формула изобретения Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвига0«тель с фазным ротором, реостат, зашунтированный тиристорным коммутатором, который одним выводом подключен к цепи ротора, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, отличающийся тем, что, с цепью расщирения диапазона регулирования, в него дополнительно введены пороговый элемент с согласующим выпрямителем, дополнительный тиристорный коммутатор с согласующим трансформатором, первичная обмотка которого соединена с обмотками статора электродвигателя, а вторичная, выполненная по схеме Звезда с выведенной нейтралью, через дополнительный тиристорный коммутатор соединена с выводами обмотки ротора, с которыми соединен вход согласующего выпрямителя, выход которого соединен со входом порогового элемента, выходом соединенного со входом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом дополнительного тиристорного коммутатора, причем нейтраль трансформатора соединена с закороченным на землю другим выводом тиристорного коммутатора в цепи ротора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Петров Л.П. и др. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристорным управлением. М., Энергия, 1977, с.144.