Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором Советский патент 1983 года по МПК H02P7/62 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для управления асинхронным апектродвигатепем с фазным ротором посредством импульсного изменения сопротивления в цепи выпрямленного тока ротора. Известно устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором Г 13 содержащее неуправляемый вьпрямитель, вход которого подключен к роторной обмотке электродвигателя, а выход через дроссель шунтирован тиристорным коммутатором, включающим основной и вспомогательны тиристоры-, аноды которых соединены с обкладками коммутирующего конденсЬтор блок управления тиристорами, источник напряжения подпитки, вьшо/ненный в виде трехфазного трансформатора и управ- ляемого выпрямителя с блоком управления. Однако это устройство применяется только в системах с рекуперацией зн ргии в сеть. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для упр авления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее неуправляемый выпрямитель, вхЬд которого подключен к роторной обмотке электродвигателя, а выход шунтирован последовательно соединенными резистором и дросселем, основной в вспомогательные тиристоры, аноды которых соединены с обкладками коммутирующего конденсатора, а катоды соединены через индуктавыость, соединенные между собой блок управ ления тиристорами и блок временной задержки, источник напряжения подпитки, выполненный в виде трехфазного трансформатора, неуправляемого выпрямителя и фильтрующего конденсатора, и подключенный отрицательным потосом к катоду вспомогательного тиристора, тиристор подпитки, катод которого подключен к аноду вспомогательного тиристора, два неуправляемых вентиля, анод одного из которых

соединен с катодом основного тиристора и одним из вьгоодов резистора, а катод соединен с анодом основного тиристора f2j .

Недостатком этого ydTpoflcTBa яв- пяется завышение его массо-габаритных показателей из-за того, что тиристорный коммутатор подключен к резистору через неуправляемый силовой вентиль, пре пятствующий разряду коммутирующего конденсатора через резистор в то время, когда основной тиристор коммутатора заперт.

Недостатком также является сильное увеличение времени запирания тиристора подпитки в том случае, если к моменту его отпирания напряжение на коммутирующем конденсаторе на иескольжо вольт ниже напряжения подпитки. Как показал апыт эксплуатации, если к моменту.отпи рания тиристора подпитки напряжение на коммутирующем конденсаторе вьпие напряжения подпитки, тиристор подпитки при подаче отпирающего импульса просто остается закрытьш, и энергия от источника напряжения подпитки в этом цикле работы не потребляется. Если к моменту отпирания тиристора подпитки напряжени на коммутирующем конденсаторе ниже напряжения подпитки не менее, чем на 10 В, процесс дозаряда коммутирующего конденсатора носит синусоидальный харак тер, и к концу первой полуволны, когда ток дозаряда станет равнь1м нулю, процесс дозаряда прекращается, и тиристор подпитки надежно закрывается. Если к моменту отпирания тиристора подпитки напряжение на коммутирукндем конденсаторе ниже напряжения подпитки менее, чем на 1О В, процесс дозаряда становится апериодическим и сильно затягивается, тиристор подпитки длительное время остается открытым, что может привести к закорачиванию источника напряжения подпитки через тиристор подпитки и открьюающнйся вспомогательный тиристор. Поскольку источник напряжени подпитки не рассчитывается на режим короткого замыкания, длительный режим является для него аварийным и тем самы снижает надежность устройства. Оелью изобретения является повышение надежности работы устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, введен перезарядный тиристор, включенный встречно-параллельно вспомогательному тиристору, управляющий электрод

перезарядного тиристора подключен к блока управления основным тиристором, положительный полюс источника напряжения подпитки соединен с ано-

дом основного тиристора и с другим выводом резистора.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство для управления асинхронным электродвигателем 1 содержит неуправляемый выпрямитель 2, вход которого подключен к роторной обмотке электродвигателя, а выход шунтироран последовательно соединенным дросселем 3;

и резистором 4, основной тиристор 5 и вспомогательный тириЬтор 6, аноды которых соединены с обкладками коммутирующего конденсатора 7, а катоды соединены через индуктивность 8, соединенные между собой блок 9 управления тиристорами и блок 1О временной задержки, источник 11 напряжения подпитки, вьшолненный в виде трехфазного трансформатора 12, неуправляемого вьшрямителя 13 и фильтрукадего конденсатора 14, и подключенный отрицательным полюсом к катоду вспомогательного тиристора 6 и аноду перезарядного тиристора 15, НЕШЮченному встречно-параллельно тиристору 6, положительный полюс источника 11 через тиристор 16 подпитки подключен к катоду тиристора 15 и тиристора 6, анод тиристора 16 соединен с катодом вентюш 17, анод которого соединен с анодом тиристора 5 и катодом вентиля 18, включенным встречнонпараллельно основному тиристору 5, управляющей,. Ълектроц перезарядного тиристора 15 подключен к выходу блока управления гарис торами. Устройство работает следующим образом. Пусть в некоторый момент времени блок 9 управления тиристорами подает сигнал на отпирание OCHOBHOIX) тиристора 5. Одновременно будет подан сигнал на отпирание перезарядного тиристора 15 и на вход блока Ю временной задержки. Открывшись, основной тиристор 5 зашунтирует резистор 4. Выпрямленный ток ротора начнет возрастать. До отшфания основного тиристора 5 открыт вспомогательный тиристор 6, поэтому коммутирующий конденсатор 7 заряжен до некоторого значения напряжения (полярность противоположна указанной на чертеже), равного падению напряжения на резисторе 4. Напряжение на конденсаторе 7 при открытом вспомогательном тиристоре 6 не может стать больше, чем напр жение на фильтрующем конденсаторе 14 благодаря включению вентиля 17. Таким образом, при открытом вспомогательном тиристоре 6 напряжение на конденсаторе 7 меньше или равно напряжению на конценсаторе 14. При отпирании основного 5 и перезарядного 15 тиристоров начинается перезаряд коммутирующего конденсатора 7 по контуру 7-5-8-15-7. К вспомогательному тиристору 6 прикладьюается запирающее напря жение, равное падению напряжения на перезарядном тиристоре 15. Вспомога- тельный тиристор 6 запирается. Пропесс перезаряда коммутирующего конденсатора .7 происходит по синусоидальному закону, период колебаний определяется величиной коммутирующего конденсатора 7 и перезарядной индуктивности 8 (активное сопротивление контура принимается равным о). В конце первой полуволны процесса перезаряда коммутирукшего конденсатора 7, когда ток перезар1Ща станет равным нулю, процесс перезаряда прекращается, перезарядный тиристор 15 запирается. Коммутирующий конденсатор 7 заряжается до некоторого напря жения указанной на рисунке полярности. Из-за потерь в контуре перезаряда величина этого напряжения по крайней мере на несколько десятков вольт/ниже, чем величина напряжения на фильтрукяцем конденсаторе 14. В момент окончания перезаряда коммутирующего конденсатора 7 блок 1О временной задержки формирует сигнална отпирание тиристора 16 подпитки, и начинается синусоидальный процесс дозаряда коммутирующего конденсатора 7 по контуру 7-5-8-11-16-7 В конце первой полуволны, когда ток дозаряда коммутирующего конденсатора 7 станет равным нулю, процесс дозаряда прекраишётся. Величина напряжения на коммутирующем конденсаторе 7 оказывается больше, чем на фильтрующем Конденсаторе 14, и тиристор 16 подпитки запирается. Схема готова к отпиранию вспомогательного тиристора 6 и гашению основного тиристора 5. Благодаря включению вентиля 17 удается избежать Такого режима работы устройства, при котором к моменту отпи тиристора 16 подпитки напряжение на коммутирукндем конденсаторе 7 ниже вап{ яжения на фильтрующем конденсаторе 14 менее, чем на 10 В, и провесе дозаряда носит апериодический характер. В момент времени, определяемый бло1 ком 9, откроется вспомогательный тиристор 6. Начнется процесс перезаряда коммутирующего конденсатора 7 по кон- туру 7-6-8-18-7. К основному тиристору 5 будет пригожено обратное напряже- ние, равное падению напряжения на вентиле 18. Основной тиристор 5 запрется, ток G-J начнет уменьшаться. Одновременно происходит процесс заряда комму тиру к щего конденсатора 7 по контуру 7-6-8-2-3-7. В зависимости от режима работы привода может происходить и процесс дозаряда фильтрующего конденсатора 14 по контуру 14-8-2-3-17-14. Благодаря последнему напряжение на коммутирук щем конденсаторе 7 не может превысить напряжения на фильтрукидем конденсаторе 14 при открытом вспомогательном ти-ристоре 6. Когда ток через тиристор 6 прекра1цается, он закрывается. Однако в этом случае процесс самопроизвольного разряйда коммутирующего конденсатора 7 через резистор 4 по контурам 7-4-8-15-7 или 7-4-8-14/13/-16-7 исключен, так как тиристор 15 открьшается одновременно с тиристором 5, а тиристор 16 несколько позже. При следующем открываиии тиристора 5 цикл работы схемы повторяется. Следует заметить, что для рассматриваемого устройства несущественно, какой из тиристоров, основной тиристор 5 или вспомогательный тиристор 6, откроется первым. Если первым откроется основной тиристор 5, то первый цикл работы происходит аналогично огегсанному выше, с той лишь разницей, что отсутствует перезаряд конденсатора 7 по контуру 7-5-8-15-7. Если первым откроется вспомогательный тиристор 6, то конденсатор 7 заряжается по контуру 7-6-8-4-7, а перезаряд 7 по KOHiypy 7-6-8-18- 7 отсутствует. В остальном работа устройства не меняется. Ф о р м у паи зоб р .е т е н и я Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее неуправляемый вьшрями тель, вход которого подключен к роторной обмотке электродвигателя, а выход шунтирован последовательносоединенными резистором и дросселем, основной и вспомогательные тиристоры, аноды которых соединены с обкладками коммутирукшего конденсатора, а катоды сое/гавены через индуктивность, соединенные между собой блок управления тиристорами и блок временной задержки, источник напряжения подпитки, выполненный в виде трехфазного трансформатора, неуправляемого выпрямителя и фильтрующего конденсатора, и подключенный отрицательным Полюсом к катоду вспомогательного тиристора тиристор подпитки, катод которог подключен к аноду вспомогательного тиристора, два неуправляемых вентиля, анод .одного из которых соединен с катодом основного тиристора и одним из выводов резистора, а катод соединен с анодом основного тиристора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введен перезарядный тиристор, включенный встречнопараллельно вспомогательному тиристору, управляющий электрод перезарядного тиристора подключен к выходу блока управления основным тиристором, положительный полюс источника напряжения подпитки соединен с анодом тиристора подпитки и с катодом второго неуправля мого вентиля, анод которого соединен с анодом основного тиристора и с другим выводом резистора.

Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке N9 2981О11/24-О7,

кл. НО2Р 7/62, 15.09.8О.

2.Авторское свидетельство СССР ло заявке № 2690312/24-О7,

кл. ,Н02Р 7/62, 30.11.78.

-40

I

;

. т7

Jff

а

Ш