Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах грузоподъемных машин и пассажирских лифтов. Целью изобретения является повьпиение плавности регулирования частоты вращения. Указанная цель достигается введением в устройство для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя по числу фаз двигателя цепочек 30,31,32, каждая из которых составлена из последовательно соединенных резистора и встречно-параллельно соединенных тиристоров . В устройство введены последовательно соединенные усилитель 14, преобразователь 15 напряжения-частота и трехфазный кольцевой счетчик 16. Вход усилителя 14 подключен к выходу элемента 6 сравнения, а выход счетчика 16 соединен с одним из входов каждого логического элемента И 17-22. Вторые входы элементов 17-22 подключены к инвертирующему выходу RS-триггера 12. Выходы элементов 17-22 через усилители мощности 23-28 связаны с

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,А1

09) О1) (б)) 4 Н 02 Р 5/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTMPbITHA (21) 3923029/24-07 (22) 08.07.85 (46) 15.01.8?. Бюл. № 2 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) А.С.Коваль (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 783939, кл. Н 02 Р 7/36, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 944044, кл. Н 02 P 5/40, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах грузоподъемных машин и пассажирских лифтов. Целью изобретения является повышение плавности регулирования частоты вращения. Указанная цель достигается введением в устройство для регулирования частоты враще ния асинхронного двигателя по числу фаз двигателя цепочек 30 31 32, каждая из которых составлена из последовательно соединенных резистора и встречно-параллельно соединенных тиристоров. В устройство введены последовательно соединенные усилитель 14, преобразователь 15 напряжения-частота и трехфазный кольцевой счетчик 16 °

Вход усилителя 14 подключен к выходу элемента 6 сравнения, а выход счетчика 16 соединен с одним из входов каждого логического элемента И 17-22.

Вторые входы элементов 17-22 подключены к инвертирующему выходу RS-триггера 12. Выходы элементов 17-22 через усилители мощности 23-28 связаны с

1283925 управляющими цепями введенных тиристоров. Введение указанных блоков и элементов уменьшает время бестоковой паузы при работе электродвигателя в квазичастотном режиме и обеспечивает ступенчатое изменение напряжения на

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода, в частности в приводах грузоподъемных машин и пассажирских лифтов.

Цель изобретения " повышение плавности регулирования частоты вращения.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема устройства 10 для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя; на

I фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для регулирования час- 15 о тоты вращения асинхронного электродвигателя 1 содержит тиристорный коммутатор 2, подключенный к фазам асинхронного двигателя 1. Тиристорпый коммутатор 2 выполнен в виде встреч- 20 но-параллельно включенных тиристоров. Устройство содержит также блок

3 фазового управления и блок 4 квазичастотного управления, встречно-параллельно включенные тиристорами

25 коммутатора 2, блок 5 заданчя частоты вращения, элемент 6 сравнения, два потенциометра 7 и 8 уставок, два операционных усылителя 9 10, усили, тель 11 импульсов управления, RS-триггер 12, датчик 13 частоты вращения, жестко закрепленный на ва лу асинхронного электродвигателя 1, при этом блок 5 задания частоты вращения соединен с первым входом эле- 35 мента 6 сравнения, второй вход которого соединен с датчиком 13 частоты вращения, а выход элемента 6 сравнения соединен с первыми входами блоков фазового и квазичастотного управ-40 ления 3 и 4 встречно-параллельно включенными тиристорами коммутатора

2, вторые входы которых, подключены соответственно к прямому и инвертистаторной обмотке при квазичастотном управлении. Это уменьшает .изменение магнитного потока при каждой коммутации электродвигателя в квазичастотном режиме. В результате повышается плавность регулирования. 2 ил. рующему выходам RS-триггера, а выходы блоков 3 и 4 соединены с усилителем

11 мощности управления тиристорами коммутатора 2, входы операционных усилителей 9 и 1 О, первые входы которых подключены к второму входу эле-" мента 6 сравнения, а вторые входы соединены соответственно с †oòåíöèî-, метрами уставок 7 и 8. Кроме того устройство содержит последовательно соединенные и включенные на выход элемента 6 сравнения усилитель 14, преобразователь "напряжение-:астота

15, трехфазный кольцевой счетчик 16„ выход которого соединен с одним входом каждого из шести логических элементов И 17-22, выходы которых соответственно соединены с входами шести усилителей 23-28 мощности, а другие входы каждого из шести логических элементов И 17-22 соединены с инвертирующим выходом RS -триггера 12, а выходы каждого из шесги усил .-телей мощности 23-28 подключены к соответствующим управляющим электродам до— полнительных встречно-параллельно включенных тиристоров 29, подключенных в каждой фазе последовательно с резисторами 30,31 и 32 и параллельно встречно-параллельно включенным тиристорам тиристорного коммутатора 2;

На фиг.2 показаны последовательности импульсов управления 33 и 34, формируемые блоком 4 квазичастотного управления (например, для встречнопараллельно включенных тиристоров тиристорного коммутатора 2 в фазе А); сигналы 35 напряжения источника питания для фазы А; последовательности импульсов управления 36, 37 на выходе трехфазного кольцевого счетчика

16, подаваемые, например, на допол" нительные встречно-параллельно включенные тиристоры 29 в фазе А; сигналы

3 1283

38 напряжения на статорной обмотке асинхронного электродвигателя 1, сформированные при совместной работе в фазе А тиристоров тиристорного коммутатора 2 и дополнительных встречно5 параллельно. включенных тиристоров 29 (вс.е сигналы показаны, например, для деления частоты питающей, сети на 6).

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электро в 1g двигателя работает следующим об. — . разом.

С блока 5 задания частоты вращения поступает входной сигнал, пропорциональный заданной частоте враг,ения 15 асинхронного электродвигателя 1, который затем сравнивается с сигналом датчика 13 частоты вращения на элементе 6 сравнения. Сигнал рассогласования с выхода элемента 6 сравнения 2р поступает на один из входов блоков

3 и 4 фазового и квазичастотного управления встречно-параллельно включенными тиристорами тиристорного коммутатора 2, в то время как на другие 25 входы этих же блоков поступают управляющие сигналы с RS-триггера 12. В зависимости от управляющего сигнала с выхода RS-триггера 12 начинает работать либо блок 3 фазового, либо 3g блок 4 квазичастотного управления, формируя соответственно последовательности импульсов управления, которые через усилитель 11 поступают на управляющие электроды встречнопараллельно включенных тиристоров тиристорного коммутатора 2. Например, при работе блока 4 квазичастотного управления эти импульсы имеют вид

33,34 (для одной пары встречно-парал-4g лельно включенных тиристоров тирис=. торного коммутатора 2, работающих в фазе А) ° Напряжение источника питания для этой фазы показано на диаграмме 35. С датчика 13 частоты враще-45 ния сигнал, пропорциональный частоте вращения асинхронного электродвигателя 1, поступает на вход операционных усилителей 9 и 10 и сравнивается по величине с различными напряжения- 5g ми уставок соответствующих потенциометров 7 и 8. При этом на выходе операционных усилителей 9 и 10 (в зависимости от величины напряжения уставки потенциометров 7 и 8) формируется либо логический сигнал 1, либо

"0". Эти сигналы обеспечивают переключение RS-триггера 12 и, соответственно, работу либо блока 3 фазово925 4 го, либо блока 4 квазичастотного управления встречно-параллельно включенными тиристорами тиристорного коммутатора 2. Таким образом, часть всего диапазона регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя 1 обеспечивается квазичастотным управлением, а часть — фазовым.

Одновременно сигнал рассогласования с выхода элемента 6 сравнения поступает через усилитель 14 на преобразователь "напряжение-частота" 15,, выходная последовательность импульсов которого с частотой, равной частоте модуляции блока 4 квазичастотного управления, поступает на трехфазный кольцевой счетчик 16, представ ляющий собой кольцевую пересчетную схему, формирующую трехфазные системы . импульсов со сдвигом на 120 эл.град. и смещенных одна относительно другой на 180 град.

Таким образом, на входы каждого из шести логических элементов И 17-22 поступает с выхода трехфазного кольцевого счетчика 16 соответствующая последовательность импульсов (например, для дополнительных встречно †параллельно включенных тиристоров 29 в фазе А) на выходе логических элементов

И 17, 1 8 эти сигналы имеют вид 36,37 (фиг.2) управления с частотой, равной модулирующей частоте блока 4 квазичастотного управления, и управляющий сигнал с инвертирующего выхода

RS-триггера 12. При наличии сигнала

"1" на этом выходе RS-триггера 12 на выходах каждого из шести логических элементов И l7-22 имеют место сформированные по частоте последовательности управляющих импульсов (например, сигналы 36,37), которые через соответствующие усилители мощности 23-28 поступают на управляющие электроды дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров 29. Практически усилитель 14, преобразователь "напряжение-частота" 15, трехфазный кольцевой счетчик 16, логические элементы

И 17-22, усилители мощности 23-28 образуют еще один канал квазичастотного управления, но канал управления дополнительными встречно-параллельно Qi включенными тиристорами 29 формирует импульсы управления, нерегулируемые по фазе и подаваемые на управляющие электроды соответствующих тиристоров

29 в начале каждого рабочего для них полупериода питающего напряжения. При

1283925

Аналогичная работа тиристоров 29 и тиристоров тиристорного коммутатора 2 имеет место и в других фазах в квазичастотном режиме.

Таким образом, применение изобре-. тения позволяет уменьшить время бестоковой паузы при работе асинхронного электродвигателя в квазичастотном режиме и обеспечить ступенчатое изменение напряжения, формируемого на статорной обмотке в течение каждого по- 40 лупериода результирующего периода при квазичастотном управлении.

Это уменьшает результирующее изменение магнитного потока электро в 45 двигателя при каждой его коммутации в квазичастотном.режиме работы и, соответственно, переходные знакопеременные составляющие момента электродвигателя. В результате повышения план- 50 ности регулирования уменьшаются динамические перегрузки, повышающие износ и сокращающие срок службы обору. дования как приводного меха низма, так и самого устройства, 55 что обусловливает повышение его надежности. этом при формировании результирующего полупериода питающего напряжения в квазичастотном режиме работы асинхронного электродвигателя 1 для каждой фазы в начале рабочего полуперио-да вступает в работу один из тиристоров 29 (например, для фазы А в точке

Б на диаграмме 38), а затем при пос-. туплении импульса управления от блока 4 кваэичастотного управления и соответствующий тиристор тиристорно-,. го коммутатора 2 (для той же фазы А, в точке Г на диаграмме 38). Пока в, работе был один из тиристоров 29 напряжение на асинхронном двигателе 1 определяется величиной соответствуюг щего одного из резисторов 30,31 и 32.

При вступлении в работу соответствуюшего тиристора тиристорного коммутатора 2 к катоду работавшего соответствующего тиристора из тиристоров 29 (точка Г на диаграмме 38) прикладывается напряжение, запирающее последний, и напряжение Иа статорной обмотке асинхронного электродвигателя 1 25 скачкообразно увеличивается (диаграмма 38).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя, содержащее тиристорный коммутатор, предназначенный для соединения обмоток статора асинхронного электродвигателтя с источником питания, который выполнен в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, блоки фазового и квазичастотного управления тиристорами коммутатора, соединенные с управляющими цепями тиристоров через усилитель, блок задания частоты вращения., выход которого подключен к первому Входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с Выходом датч пса частоты

ВРаЩЕНИЯ РОтОРа аСИНХРОННОгОД,ВИга- теля и с первыми Входами двух Операционных усилителей, В»вв .Од элемента сравнения соединен с первыми Входами блоков фазового и квазичастотного управления тиристорами :o ë. татора, вторые входы которых подключены соотВетстВеннО к прямому и инвертирующему выходу RS-триггера, входы которого подключены к выходам Операционных усилителей, а вторыс Входы Операционных усилителей соединень е сeоответствующими потенциометрами уставок о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения плавности регулирования частоты вращения, в него Введе ны на каждую фазу двигателя депо"" êë из последовательно соединенных резистОра и допОлнительных Встрe"= iо т. GUK1 лельно включенных тиристоров, последовательно соединенные усилитель, входом подключенный к Выходу элемента сравнения, преобразователь напряжение-частота и трехфазный кольцевой счетчик импульсов шесть логи 1еских элементов И и шесть усилителей мощilOCTH» MPH ЭТОМ ЦЕПО"-1КИ ИЗ ПОСЛЕДО

ВательнО сОедияен!Из!х резистОра и

Встречно — параллельно включенным тиристорам коммутатора, выходы кольце— вого счетчика подключены к первым входам элементов И, вторые входы которых подключены к инвертирующему выходу RS-триггера, выходы элементов

И через усилители мощности подключены к управляющим электродам дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров.

Составитель В,Тарасов

Редактор А.Дол щич Техред В.Кадар Корректор A. Обручар 7

Заказ 7456/56 Тираж 661 Подписное

;ВНИИПИ:Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035р NocKBa }К-35р Раунская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4