Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ , содержащее встречно-параллельно включенные тиристоры, одни выводы которых снабжены выводами для подключения к источнику питания и соединены с началами первичных обмоток трансформатора, концы которых объединены в общую точку, другие выводы встречно-параллельно включенных тиристоров соединены с одними выводами фаз обмотки статора, другие выводы которой объединены в об:1цую точку, три разделительных диода , катоды которьпс соединены с одними вьшодами фаз обмотки статора соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с общей точкой трех тиристоров управляемого выпрямителя, аноды которых соединены с началами вторичных обмоток трансформатора, концы которьк объе .,.1 динены и соединены с общей точкой соединения других выводов фаз. обмотки статора, последовательно соединенные между собой задатчик частоты вращения, регулятор скорости и блок формирования импульсов, блок управления тиристорами управляемого выпрямителя, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, датчик частоты вращения электродвигателя , выход которого соединен с другим входом регулятора скорости, о тличающееся тем, что с целью увеличения КПД,в него введены усилитель , преобразователь напряжение частота , трехфазньй кольцевой счетчик , коммутационный элемент, шесть (Л логических элементов И и шесть усилителей мощности, выходы которых соответственно соединены с управляющими электродами встречно-параллельно включенных тиристоров, выход регулятора скорости через коммутационный элемент соединен с входом усисо лителя, выход которого через преобразователь напряжение - частота соединен с входом, трехфазного кольцевого счетчика, выход которого соеОо динен с одними входами каждого из шести логических элементов И, выходы которых соответственно соединены с входами усилителей мощности, а другие входы логических элементов И соединены с выходами блока формирования импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1131 08

А (1) Н 02 P 5/40; Н 02 P 3/24

О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н вторСКОмМ СвиДКтепьСтам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И THPblTMA (21) 3600174/24-07 (22) 03.06.83 (46) 23.12.84. Бюл. Ф 47 (72) А.С. Коваль и Г.А. Якименко (71) Могилевский машиностроительный институт (53) 621 ° 316.717(088.8) (56) 1. Злектропривод современных лифтов. Обзорная информация

ЦНИИТЭСТРОЙМАШ, M., 1978, с. 22„

2. Заявка ФРГ Ф 2646894, кл. Н 02 Р 5/40, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТРЕХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее встречно-параллельно включенные тиристоры, одни выводы которых снабжены выводами для подключения к источнику питания и соединены с началами первичных обмоток трансформатора, концы которых объединены в общую точку, другие

;выводы встречно-параллельно включенных тиристоров соединены с одними выводами фаз обмотки статора, другие выводы которой объединены в общую точку, три разделительных диода, катоды которых соединены с одними выводами фаз обмотки статора соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с общей точкой трех тиристоров управляемого выпрямителя, аноды которых соединены с началами вторичных обмоток трансформатора, концы которых объединены и соединены с общей точкой соединения других выводов фаз, обмотки статора, последовательно соединенные между собой задатчик частоты вращения, регулятор скорости и блок формирования импульсов, блок управления тиристорами управляемого выпрямителя, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, датчик частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с другим входом регулятора скорости, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что с целью увеличения КПД,в него введены усилитель, преобразователь напряжение— частота, трехфазный кольцевой счетчик, коммутационный элемент, шесть логических элементов И и шесть усилителей мощности, выходы которых соответственно соединены с управляющими электродами встречно-параллельно включенных тиристоров, выход регулятора скорости через коммутационный элемент соединен с входом усилителя, выход которого через преобразователь напряжение — частота соединен с входом трехфазного кольцевого счетчика, выход которого соединен с одними входами каждого из шести логических элементов И, выходы которых соответственно соединены с входами усилителей мощности, а другие входы логических элементов И соединены с выходами блока формирования импульсов.

i 131008

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, состоящее из встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых снабжены выводами для подключения к источнику питания и соединены с началами первичных обмоток трансформатора, концы которых объединены в общую точку, другие выводы встречно-парал— лельно включенных тиристоров соединены с одними выводами фаз обмоток статора, другие выводы которой объедине40 ны в общую точку, трех разделительных диодов, катоды которых соединены с одними выводами фаз обмотки статора соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с общей точкой катодов трех тиристоров управляемого выпрямителя, аноды кбторых соединены с началами вторичных обмоток трансформатора, концы которых объединены и соединены с общей точкой соединения других выводов фаз обмотки статора, последовательно соединенных между собой задатчика частоты вращения, регулятора скорос- . ти и блок формирования импульсов, блока управления тиристорами управляемого выпрямителя, вход которого соединен с выходом регулятора скоприводах грузоподъемных механизмов и пассажирских лифтов.

Известно устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее реверсивный тиристорный регулятор напряжения с фазовым .управлением. Тиристорный регулятор напряжения используется для формирования режимов разгона, торможения и поддержания установившейся скорости. Переход из двигательного в тормозной режим осуществляется путем переключения направле- 15 ния вращения поля. Регулируемое электрическое торможение противовключением осуществляется вплоть до полной остановки (1) .

Недостатком данного устройства 20 являются большие потери энергии в процессе торможения противовключением, что существенно ухудшает технико-экономические показатели устройства. 25 рости, датчика частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с другим входом регулятора скорости.

Недостатком известного устройства является наличие невысокого КПД, что обусловлено тем, что необходи- мый диапазон регулирования при работе в двигательном режиме в устройстве реализуется за счет изменения напряжения на двигателе. Синхронная частота вращения двигателя при работе на характеристиках, отличных от естественной, в этом случае не меняется, поэтому регулирование сопровождается значительными потерями энергии в двигателе, пропорциональными скольжению, которые и определяют невысокий КПЛ.

Целью изобретения является увеличение КПД устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее встречно-параллельно включенные тиристоры, одни выводы которых снабжены выводами для подключения к источнику питания и соединены с началами первичных обмоток трансформатора, концы которых объединены в обшую точку, другие выводы встречно-параллельно включенных тиристоров соединены с одними выводами фаз обмоток статора, другие выводы которой объединены в общую точку, три разделительных диода, катоды которых соединены с одними выводами фаз обмотки статора соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с общей точкой катодов трех тиристоров управляемого выпрямителя, аноды которых соединены с началами вторичных обмоток трансформатора, концы которых объединены и соединены с обшей точкой соединения других .выводов фаз обмотки статора, последовательно соединенные между собой задатчик частоты вращения, регулятор скорости и блок формирования импульсов, блок управления тиристорами управляемого выпрямителя, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, датчик частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с другим входом регулятора скорости, введены усилитель, преобразователь напряжение — частота, 08,с

3 11310 трехфазный кольцевой счетчик, коммутационный элемент, шесть логичес, ких элементов И и шесть усилителей мощности, выходы которых соответственно соединены с управляющими 5 электродами встречно-параллельно включенных тиристоров, выход регулятора скорости через коммутационный элемент соединен с входом усилителя, выход которого через преобразователь напряжение — частота соединен с входом трехфазного кольцевого счетчика, выход которогo соединен с одними входами каждого из шести логических элементов И, I5 выхоцы которых соответственно соединены с входами усилителей мощности, а другие входы логических элементов И соединены с выходами блока формирования импульсов. 20

На чертеже изображена схема уст ройства.

Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем содержит асинхронный двигатель 1, встречно-параллельно включенные тиpHcTopbI 2, одни выводы которых снабжены выводами для подключения к источнику питания и соединены с началами первичных обмоток трансформатора 3, концы которых объединены в общую точку, другие выводы встречно-параллельно включенных тиристоров ? соединены с одними выводами фаз обмоток статора электродвига- 35 теля 1, другие выводы которой объединены в общую точку, три разделительных диода 4, катоды которых соединены с одними выводами фаз обмотки статора электродвигателя i соответственно, а аноды объединены в общую точку и соединены с общей точкой катодов трех тиристоров 5 управляемого выпрямителя, .аноды которых соединены с началами вторич- 45 ных обмоток трансформатора 3, концы которых объединены и соединены с общей точкой соединения других выводов фаз обмотки статора электродвигателя 1, последовательно соеди- 50 ненные между собой задатчик 6 частоты вращения, регулятор 7 скорости и блок 8 формирования импульсов, блок 9 управления тиристорами управляемого выпрямителя, вход кото- 55 рого соединен с выходом регулятора 7 скорости, датчик 8 частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с другим входом регулятора

7 скорости, усилитель 10, преобразователь 11 напряжение — частота, трехфазный кольцевой счетчик 12, коммутационный элемент 13, шесть логических элементов И 14 — 19, шесть усилителей 20-25 мощности, выходы которых соответственно соединены с управляющими электродами встречнопараллельно включенных тиристоров

2, выход регулятора 7 скорости через коммутационный элемент 13 соединен со входом усилителя 10, выход которого соединен с одними входами каждого из шести логических элементов И 14-19, выходы которых соответственно соединены со входами усилителей 20-25 мощности, другие входы которых соответственно соединены со входами усилителей 20-25 мощности, а другие входы логических элементов

И 14-19 соединены с выходами блока

12 формирования импульсов.

Кроме того, устройство содержит коммутационные элементы 26 выбора направления вращения электродвигателя 1.

Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем работает следующим образом.

Встречно-параллельно включенные тиристоры 2 обеспечивают плавный разгон двигателя и поддерживают заданную скорость. На входе регулятора 7 скорости сравниваются сигналы заданной скорости, получаемые с задатчика 6 частоты вращения и сигналы фактической скорости от датчика

8 частоты вращения.

В режиме замедления встречнопараллельно включенные тиристоры 2 и управляемый выпрямитель 5 работают совместно. Угол управления встречно-параллельно включенными тиристорами 2 — двигательной, и тиристорами управляемого выпрямителя 5 — тормозной групп, задается при помощи регулятора 7 скорости от отдельных блока 8 формирования импульсов. При включении коммутационного элемента

13 рассогласование по скорости с выхода регулятора 7 скорости через усилитель 10 подается на вход преобразователя 11 напряжение — частота.

Последовательность импульсов с частотой, определяемой выходным напряжением усилителя 10 преобразователя

11 напряжение — частота поступает

1131008 на вход трехфазного кольцевого счетчика 12 с фиксированным коэффициентом счета. На входы каждого из логических элементов И, 14-19 поступают две последовательноети импульсов: модулирующая — с трехфазного кольцевого счетчика 12, и последовательность управляющих импульсов, формируемая соответствующим каналом блока 8 формирования импульсов. В 10 результате на выходе логических элементов И 14-19 имеют место модулированные по частоте последовательности управляющих импульсов, которые через усилители 20-25 мощ- 15 ности поступают на управляюшие электроды встречно-параллельно включенных тиристоров 2. Частота модуляции определяет синхронную частоту вращения электродвигателя. На входе 20 регулятора 7 скорости сравниваются: сигнал задания по скорости, обеспечивающий получение пониженной скорости, например, в диапазоне 1:6, и получаемый с задатчика 6 частоты 25 вращения, и сигнал обратной связи по скорости от датчика 8 частоты вращения, чем обеспечивается необходимая интенсивность торможения и формирование заданной тахограммы. ЗО

Таким ббразом, при замедлении момент на валу электродвигателя 1 представляет собой сочетание двига-::.:.тельного момента, определяемого работой электродвигателя 1 при питании его регулируемым и модулируемым с требуемой частотой напряжением и тормозного момента, обусловленного питанием фазных обмоток статора электродвигателя 1 через разделительные диоды 4 по схеме динамического торможения от управляемого выпрямителя 5. В результате обеспечивается управляемое торможение электродви-. гателя 1 до пониженной скорости и далее до полной остановки.

С помощью коммутационных элемен- тов 26 обеспечивается выбор направления вращения электродвигателя 1.

Электродвигатель при замедлении работает на результирующей характеристике, образованной сочетанием характеристик управляемого динамического торможения и характеристик двигательной составляющей. Так .как часть необходимого диапазона регулирования частоты вращения при работе в двигательном режиме, например 1:6, реализуется за счет модуляции напряжения сети требуемой частотой при помощи встречно-параллельно включенных тиристоров, что обеспечивает получение искусственных механических характеристик с изменяющейся синхронной частотой вращения электродвигателя, то регулирование частоты вращения в этом случае сопровождается значительно меньшими потерями энергии, пропорциональными скольжению в двигателе.

Таким образом, уменьшение результирующих потерь скольжения в двигателе при регулировании увеличивает

КПД устройства.

1131008

ВНИИПИ Заказ 9624/42 Тираж ббб Подписаое

Филиал ШШ "Патент", г.Уагород, ул.Проекткал, 4