Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем Советский патент 1982 года по МПК H02P3/24 H02P7/58 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ АСИНХРОННЬИ ДВИГАТЕЛЕМ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах различных механизмов.

Известно устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее тиристорный регулятор напряжения в цепи обмоток статора, блок импульсно-фазового управления, датчик скорости и блок регулирования постоянного тока, соединенного с управляго1щм входом блока импульсно-фазового управле шя 11.

Недостатком данного устройства является сложность управления приводом при переходе из двигательного режима работы в режим торможения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем, содержащее тиристорный регулятор напряжения подключенгшй последовательно с обмотками статора двигателя, блок импульсно-фазового управления, выполненный на магнитном усилителе, обмотки управления которого подключе1а1 к источнику постоянного тока и рабочие обмотки соединены с управляющим входом тиристорного регулятора напряжения 2.

Недостатком известного устроЙ7 ства является сложность получения тормозного режима работы двигателя, так как необходимо устанавливать

«0 дополнительно коммутационную аппаратуру для переключения тиристоров регулятора напряжения.

Цель изобретеш.я - упрощение устройства.

15

ПостсСвленная цель достигается тем, что в устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем, содержащее тиристорный регулятор напряжения, подключенньй по20следовательно с обмотками статора двигателя, блок импульсно-фазового управления, выполненный на магнитном усляителе с внутренней поло3

жительной обратной связью, обмотки управления которого подключены к источнику постоянного тока с дополнительными обмотками управления и рабочими обмотками, одна из которых соединена с управляющим входом тиристорного регулятора напряжения введены диод, два распределителя импульсов, выходы которых связаны с двумя другими входами тиристорного регулятора напряжения, а входы с двумя другими рабочими обмотками магнитного усилителя, две дополнительные управляющие обмотки которого объединены и подключены.парал- лельно основным обмоткам управления через диод, катод которого соединен с положительным полюсом источника постоянного тока и связан со вторым входом одного распределителя импульсов, а отрицательньм полюс источник постоянного тока соединен со вторым входом другого распределителя импульсов.

Каждый распределитель импульсов содержит элемент И, два диода, один из которых катодом соединен со входом элемента И, выход которого соединен с анодом второго диода, связанного катодом с анодом первого диода.

Распределитель импульсов содержит элемент задержки, подключенный параллельно элементу И, датчик напряжения, подключенный параллельно тиристору регулятора напряже1шя и выходом соединенный с третьим входом элемента И.

Распределитель импульсов содержит элемент ИЛИ, один вход которого соединен с выходом элемента И, а другой вход - со вторым входом этого элемента, третий вход которого, соединен с обмоткой статора двигателя.

На фиг. I показана блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2блок-схема импульсно-фазового управления; на фиг. 3 и 4 - варианты устройства с различными распределителями импульсов.

Устройство для управления трех фазным асинхронным электродвигателем содержит симисторы 1-3, регуляторы напряжения включенные в фазах статорной обмотки электродвигателя, и блок импульсно-фазового управления (СИФУ) 4 углом откры0354

вания симисторов -3 разнополярными импульсами.. СИФУ 4 выполнена на магнитных усилителях 5-7 с В1гутренней положительной обратной 5 связью, а между общим выводом рабочих полуобмоток 8 и 9, магнитного усилителя 5 и управляющим электродом симистора 1 введен распределитель 6 импульсов, содержавши

10 диод 10, подключенный анодом к управляющему электроду симистора 1, а катодом к выходной обмотке 8 и 9 СИФУ 4, диод 11, подключенный анодом к одному диоду 10, а като15 дом к первому входу логического

элемента И 12, выход которого через инвертируюций усилитель 13 подключен к управляющему электроду симистора 1. Второй вход логической) элеtQ мента И 12 подключен к клемме 14 источника постоянного тока, а другая клемма 15 этого источника подключена к одному из входов логического элемента И 16. При этом логический элеS мент И 16, диоды 17 и 18 и инвертирукяций усилитель 19 расположены аналоI

гично описанному распределителю импульсов, введенному между выходом рабочих полуобмоток 20 и 21 и управ0 ляющим электродом симистора 3. Диоды 17 и 18 включены противоположно вклю чению диодов 10 и 11. Логические элементы И 12 и 16 имеют входы противоположной полярности. К управляюще5 му электроду симистора 2 подключен Непосредственно общий вывод рабочих полуобмоток 22 и 23 магнитного усилителя 6. К клемме 14 подключен положительный полюс источника постоян0 ного тока, а к клемме 15 подключен положительный полюс источника внешней положительной обратной связи. К клеммам 14 и 15 подключены соединенные между собой последовательно

j согласно обмотки 24-26 управления магнитных усилителей 7-5 соответственно таким образом, что начало обмотки 24 соединено с катодом диода 27, анод которого подключен к клемме 14, а конец обмотки 26 подключен к клемме 15. Обмотки управления 28 и 29 магнитных усилителей 5 и 7 соответственно соединены друг с другом последовательно согласно. Конец обмотки 28 соединен с арюдом диода 30, катод которого подключен к клемме 14. Начало обмотки 29 подключено к к.пемме 15. 5 Во втором варианте (фиг. З) распределитель импульсов содержит элементы задержки 3 и 32, соединенные с управляющими электродами симисторов 1 и 3 через диоды 33 и 34. Один из входов элементов И 12 и 16 соединен с выходом датчиков напряжения 35 и 36, подключенные параллельно симисторам 1 и 3. В третьем варианте (фиг. 4) элементы ИЛИ 37 и 38 подключены одним входом к выходу элементов И 12 и 16, а вторым входом - ко входу элементов 12 и 16, причем другие их входы соединены с обмотками статора непосредственно и через инвертирующий усилитель 39. Один из тиристоров 1 и 3 регулятора напряжения управляющи ми электродами соединены с выходом СИФУ 4. При работе асинхронного двигателя с постоянной частотой вращения величина управляющего напряжения Utj-m бол ше величины напряжения обратной связ Ujij , т.е. Uyfip-Uo.o iUijnpO. По обмоткам управления 24-26 протекает ток, так как диод 27 находится в проводящем состоянии. Рабочие полуобмотки 8 и 9, 20 и 2I, 22 и 23 формируют равные по длительности и амплитуде разнополярные импульсы. Управляющие импульсы поступают непосредственно на управляющий электрод симистора 2. Пр положительной полуволне напряжения рабочая полуобмотка 8 магнитного уси пителя 5 формирует положительный управляющий импульс, который поступа ет через диод 11 на первый вход логи ческого элемента И 12. На второй вхо логического элемента И 12 поступает положительный сигнал + Uynp со входа управления СИФУ 4. На выходе логического элемента И 12 сформирован, таким образом, отрицательный управля ющий импульс, который поступает на вход инвертирующего усилителя 13. Следовательно, при положительной полуволне напряжения на управлякяЕ;ий электрод симистора 1 .поступает положитольньш управляющий импхльс. При отрицательной полуволне напряжения рабочая полуобмотка 9 формирует отрицательный импульс, который через диод 10 поступает на управляющий электрод симистора 1. В другой фазе формирователь и myльcoв работает анало1ично. При снижении частоты вращения асинхронного трехфазного двигателя. 5 разность величин управляющего напряжения напряжения обратной связи UD.O; отрицательна, т.е. -о.е 4Uyn|)0. В этом случае управляющие обмотки 24-26 обесточиваются, так как диод 27 находится в непроводящем состоягши. По обмоткам 28 и 29 протекает ток, так как диод 30 переходит в проводящее состояние. стор 2 заперт. При положительной полуволне напряжений на первый вход логического элемента И 12 поступает положительный управляющий импульс, сформированный рабочей полуобмоткой 8, На второй вход логического элемента И 12 поступает отрицательный сигнал U Uynp. Таким образом, на управляющий электрод симистора 1 поступает только отрицательный управлянщий импульс, сформированный рабочей полуобмоткой 9 при отрицательной полуволне напряжения. На управляющий электрод симистора 3 поступает только положительный управляющий импульс, сформированный рабочей полуобмоткой 22 при положительной полуволне напряже1шя. По статорной обмотке электродвигателя протекает постоянный ток. Электродвигатель тормозится, В варианте (фиг. З) управляющий сигнал поступает на вход блока 31 задержки и первый вход элемента И 12, положительный сигнал с клеммы 14 и ОТ Датчика 35 напряжения. Так как импульсы на его входах однополярны, логический элемент И 12 сформирует на своем выходе отрицательный сигнал, который поступает на анод диода 33, куда также поступает положительный сигнал с выхода линии задержки 31, Разнополярные сигналЬ уничтожаются, на управляющий электрод симистора I сигнал не поступает и он остается в закрытом состоянии. Динамическое торможение асинхронного электродвигателя осуществляется постоянным током. При положительном управляющем импульсе на входе блока 31 задержки и положительном сигнале Uynp с клеммы 14 входа управления СИФУ 4 и отрицательном импульсе датчика 35 напряжения. Из-за разнополярности сигналов на входах логического элемента И 12 он остается в закрытом состоянии, а блок 31 задержки через диод 33 пропускает положительный импульс на управляющт электрод симистора 14, и он открывается. Автоматический режим динамическо пр торможения в варианте (фиг. 4) осуществляется при снятии управляющего напряжения Уупр.до значения меньшего величины напряжения обратн связи Uj, „ . При этом тиристоры 2 запираются. Положительный управляющий сигнал с одного из фазных выходов с СИФУ 4, поступает на первый вход лог ического элемента ИЛИ 37 и на первый вход логического элемента И 1 на второй вход которого поступает пололштельный сигнал с фазы статорной обмотки асинхронного электродви гателя, и на третий вход - положите ный сигнал с клеммы 14 входа управления СИФУ 4. Так как на вход логического элемента И 2 поступают однополярные сигналы, с его выхода проинвертированный отрицательный си нал поступает на второй вход логического элемента ИЛИ 37, где он вза имно уничтожается с вьшеупомянутым. положительным сигналом, поступившим на первый вход, и логический элемент ИЛИ 37 находится в закрытом состоянии, следовательно, на управляющий электрод тиристора 1 управля ющий сигнал не. поступает и он остается в закрытом состоянии. Динамическое торможение асинхрон ного электродвигателя осуществляется постоянным током, протекающим по его статорной обмотке через тиристоры 1 и 3. Таким образом, предлагаемое ycfройство обеспечивает двигательный режим, режим динамического торможеНИИ и упрощает управлениеiэлектроприводом. Формула изобретения 1. Устройство для управления трё фазным асинхронным двигателем содержащее блок импульсно-фазоного уп равлеьшя, выполненный на магнитном усилителе с внутренней положительной обратной связью с основьыми обмотками управления, подключенными к источнику постоянного тока, дополни тельными обмотками управления и раб чими обмотками, одна из которых соединена с управляющим входом тиристорного регулятора напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены диод, два распределителя импульсов, выходы которых связаны с двумя другими входами тиристорного регулятора напряжения, а входы - с двумя другими рабочими обмотками магнитного усилителя, две дополнительные управляющие обмотки которого объединены и подключены параллельно основным обмоткам управления через диод, катод которого соединен с положительным полюсом источника постоянного тока и связан со вторым входом одного распределителя импульсов, а отрицательный полюс источника постоянного тока соединен со вторым входом другого распределителя импульсов. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающе е ся тем, что каждый распределитель импульсов содержит элемент И, два диода, один из которых катодом соединен со входом элемента И, выход которого соединен с анодом второго диода, связанного катодом с анодом первого диода. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что каждый распределитель импульсов содержит элемент задержки, подключенный параллельно элементу И, датчик напряжения, подключенный параллельно тиристору регулятора напряжения и выходом соединенный с третьим входом элемента И. 4.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, каждый распределитель импульсов содержит элемент ИЛИ, один вход которого соединен с выходом элемента И, а другой вход - со вторым входом этого элемента, третий вход которого соединен с обмоткой статора двигателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3908156, кл, 318-203, 1975. . 2,Авторское свидетельство СССР № 568132, кл, Н 02 Р 7/58, 1975.

1 ГЛ

й«/

rtlV

l/f.}