Способ регулирования частоты вращения многофазного асинхронного двигателя

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ МНОГОФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, при котором подключают поочередно фазы двигателя непосредственно к однофазному источнику переменного тока на заданное время, а затем отключают, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования по частоте при сохранении высокого коэффициента использования двигателя, определяют моi мент перехода через нуль напр41жения однофазного источника переменного тока и подключают первую фазу двигателя на время, равное 1/4 периода частоты питания источника, по прошествии которого подключают вто5: ую фазу на следующую 1/4 периода частоты питания, затем отключают первую фазу и через следующую 1/4 периода подключают третью фазу, через следукщую 1/4 периода отО ) ключают вторую и через следующую 1/4 периода подключают первую, а спустя 1/4 периода отключают третью фазу - повторяют указанные операции, регулируя тем самым частоту вращения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

È9) (l1) З(51) Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3422464/24-07 (22) 13.04.82

-(46) 23.11,83. Бюл. М 43 (72) В,А. Алешечкин, В.В. Бочаров, С.Р, Мизюрин, С.Б. Резников и С.В. Смирнов

{71) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции институт им. Серго Орджоникидзе (53) 62-83:621.313.333.072.9 (088,8) (56) 1. Чиликин М.Г. Общий курс электропривода . N.> «Энергия«, 1971 с. 104107.

2. Быков Ю.М. Непосреаственные пре-:, образователи частоты с автономным источником энергии. М., "Энергия«, 1977, с, 14-15. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧАСТОЧ Ы ВРАШЕНИЯ МНОГОФАЗНОГО

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, при котором подключают поочередно фазы двигателя непосредственно к однофазному источнику переменного тока на заданное время, а затем отключают, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования по частоте при сохранении высокого коэффициента использования двигателя, определяют мо мент перехода через нуль напряжения однофазного источника переменного тока и подключают первую фазу двигателя на время, равное 1/4 периода частоты питания источника, по прошествии которого подключают втооую фазу на следующую

1/4 периода частоты питания, затем отключают первую фазу и через следующую 1/4 периода подключают третью Я фазу, через следующую 1/4 периода отключают вторую и через следующую 1/4 периода подключают первую, а спустя 1/4 периода отключают тревью фазу - повторяют указанные операции, регулируя тем самым частоту вращения.

1 10564

Изобретение относится к электротехни-ке и предназначено для использования в различных системах автоматизированного электропривода.

Известен способ регулирования частоты 5 вращения многофаэного асинхронного двигателя посредством переключения обмоток с различным числом пар полюсов (1)

Недостатком указанного способа является ухудшение удельных массо-энергетических характеристик двигателя из-аа поочередности работы обмоток с различным числом пар полюсов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя, при котором подключают поочередно фазы двигателя непосредственно к однофазному источнику переменного тока на заданное время, а затем отклю чают. Наибольшая эффективность такого регулирования обеспечивается при отношении частоты напряжения источника питания к частоте напряжения на обмотках двигателя более 5 (2)

Однако при фиксированной частоте напряжения источника питания и увеличении верхнего предела регулирования снижаются КПД и мощность двигатели.

Обеспечение необходимой мощности на всем диапазоне регулирования частоты вращения приводит к перераэмериванию двигателя и к ухудшению его удельных массо-энергетических характеристик.

Это обусловлено тем, что при максимальной частоте вращения двигателя число папупериодов напряжения источника питания в каждом периоде фаэного напряже-, ния двигателя сокращается до трех. В этом случае имеет место большая диск40 ретность йоворота результирующего вектора магнитного потока в рабочем зазоре двигателя, что приводит к снижению, амплитуды первой гармоники МДС и относительному увеличению высших гармони45 ческих составляющих.

Белью изобретения является увеличе ние дивлазона регулирования по частоте при сохранении высокого коэФФициента использования двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования часто. ты вращения многофазного асинхронного двигателя, при котором подключают поо череано фвэы двигателя непосредственно 55 к оанофвзному источнику переменного токв нв звдвнное время, в затем отключвют, определяют момент переходе чер".з

21 2 нуль напряжения однофвзного источника переменного тока и подключают первую фазу двигателя на время, равное 1/4 периода частоты питания источника, по прошествии которого подключают вторую фазу на следующую 1/4 периода частоты питания, затем отключают первую фазу и через слепующую 1/4 периода nonKlaoчают третью фазу, через следую в

1/4 периода отключают вторую йчерез следующую 1/4 периода подключают первую, а спустя 1/4 периода отключают третью фазу - повторяют указанные операции, регулируя тем самым частоту вращения.

На фиг. 1 представлена электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с коммутатором, посредством которого реализуется предложенный способ регулирования, на фиг. 2 - диаграмма напряжения источника питания.

Коммутатор состоит из тиристоров 16 и диодов 7-12, посредством которых коммутируются обмотки А, В, С двигателя. Образованные вентилями и обмотками внешнее и внутреннее кольца подключены к источнику 13 однофазного переменного

ToKB °

Форма напряжения источника однофазного переменного тока для наглядности принимается прямоугольной, хотя; она мо- . жет быть синусоидальной и какой цибо другой. Римскими цифрами I, П

1 обозначаются номера четвертей полу-периодов напряжения источйика питания, арабскими цифрами - номера тиристоров, с помощью которых напряжение источника питания прикладывается к фвзным обмоткам двигателя (фиг. 2).

Устройство работает следующим образом.

На первой четверти полупериода включают тиристор 1. Ток протекает по обмотке фазы А. Затем на следующей четверти периода включают тиристоры 1 и 5.

Ток протекает по фазам А и В с изменением положения вектора МДС. Далее процесс повторяется.

При максимальной частоте вращения, когда число поаупериодов напряжения источника, содержащихся в каждом периоде фаэного напряжения ЭДС, сокращается до трех, гармонический состав фаэных

ЭДС и NjlC удучшается по сравнению с известным способом, а следовательно, и улучшаются удельные массо-энергетичес кие характеристики двигателя. В базовом объекте (21 при снижении частоты на3 1050421 пряжения сети и неизменной частоте фаз- частоты вращения трехфазного асинхронного напряжения двигателя уменьшается ного двигателя при максимальной частоте действуюшее значение фазного напряжения, врашения позволяет увеличить, по сравнеа следовательно, электромагнитный мо- нию с базовым объектом, электромагнитмент двигатели. Расчечъ показывают, > ный момент двигателя на 20% и КПД что предлагаемый способ регулирования на 7%.

Составитель В. Тарасов

Редактор И. Николайчук Техред М.Гергель Корректор А. Лзятко

Заказ 9337/54 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4