Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним зажимам соответственно первого и второго замыкающих контактов перв.ого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам питающей сети, отличаю в{еес я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены второй контактор с тремя замыкающими кон актами , три трансформатора тока с первичной и двумя вторт1чными обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первьй контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами, каждый из которых включен между управляющими электродами тиристоров соответствукзщей группы, одна точка соединения анода и катода тиристоров третьей группы снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя , нулевая точка обмотки которого через первый замыкаю1ций кон (Л такт второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей ел сети, другие зажимы второго и третьесо го замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к 4 одним зажимам первого и .второго за00 мыканяцих контактов первого гсонтактора , вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляюишм переходам тиристоров, которые включены в смежньге фазныо обмотки электродвигателя , выход блока запуска подключен к управляющ1гм электродам тиристоров третьей группы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1159143

4(511 Н 02 P 5 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3679172/24-07 (22) 26.12.83 (46) 30.05.85. Бюл. К 20 (72) В..Н.Королев (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт подъемно-транспортного машиностроения (53) 621.3 16 925(088.8) (56) 1. Андреев В.П.,Сабинин Ю.А.

Основы электропривода. И,-Л., ГЭИ, 1963, с. 605, рис. 7-87.

2. Петров Л.П. и др. Асинхройный электропривод с тиристорными .коммутаторами. И., "Энергия", 1970, с. 57, рис. 29. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ,. ТРЕХФАЗНОГО

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее три группы встречно- параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним за. жимам соответственно первого и второго замыкакнцнх контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам питающей сети, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены. второй контактор с тремя замыкающими кон актами, три трансформатора тока с первичной и двумя вторичнымн обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первый контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами, каждый нз которых включен между управляющими электродами тиристоров соответствукйцей группы, одна точка соединения анода н катода тиристоров третьей группы снабжена выгодом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя, нулевая точка обмотки которого через первый замыкающий контакт второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к одним зажймам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляющим переходам тиристоров, которые включены в смежные фазны ъ обмотки электродвигателя, выход блока запуска подключен к управляющим электролам тиристоров третьей группы.

1159143 г

Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано в регулируемых асинхронных электро-. приводах с фазовым регулированием питающего напряжения. 5

Известно устройство для регулирования частоты вращения трехфазного .асинхронного электродвигателя, содержащее дроссель насыщения, силовые обмотки которого включены между 10 питающей сетью и выводами обмотки асинхронного электродвигателя, а обмотка подмагничивания дросселя насыщения подключена к выходу магнитного усилителя f1) .

Недостатками известного устройст.ва являются большие габариты и масса оборудования, а также низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащее три группы 25 встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам

35 питающей сети. Частота вращения синхронного электродвигателя регулируется путем изменения угла управления тиристорами j.2 .

Недостатком известного устройст- 40 ва является наличие сложной схемы управления, включающей блоки форми-. рования и усиления управляющих импульсов, а также блок синхронизации.

Цель изобретения — упрощенйе 45 устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержа- 50 щее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп 55 подключены к одним зажимам соответственно первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выво- . дами для подключения к первому и второму фазным проводам питающей сети, введены второй контактор с тремя замыкающими контактами, три трансформатора тока с первичной и двумя вторичными обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первый контактор снабжен тремя замьп<ающими блок-контактами, каждый из которых включен между управляющими электроi дами тиристоров соответствующей группы, одна точка соединения анода и катода тиристоров третьей группы снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток синхронного электродвигателя, нулевая точка обмотки которого через первый замыкающий контакт второго контактора подключена к выводу. для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазяому проводу питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляющим переходам тиристоров, которые включены в смежные фазные обмотки электродвигателя, выход блока запуска подключен к управляющим электродам тиристоров третьей группы. ! .

На фиг. 1 представлена электрическая принципиальная .схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.

Устройство содержит три группы

1, 2 и 3 встречно-параллельно включенных тиристоров 4, первый контактор с двумя замыкающими контактами 5 и б, одни точки соединения катода и анода тиригторов 4, первой и второй групп 1 и 2 подключены к одним зажимам соответственно первого и второго. замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых

1159143

На. Фиг. 2 приведены временные диаграммы токов и напряжений, где

25 — диаграмма напряжения в фазном проводе 18 питающей сети; 26 и 27— токи управления тиристоров 4 третьей . группы 3, 28 и 29 †. токи управления тиристоров первой группы l, 30 и 3 1 — токи управления тиристоров второй группы2, 32, 33 и 34 -токи вфаэных обмотках электродвигателя 22. с набже ны выводами для подключения к первому и второму фазным проводам

7 и 8 питающей сети, второй контактор с тремя замыкающими контактами

9, 10 и 11, три трансформатора тока с первичной 12 и двумя вторичными

13 и 14 обмотками каждый, блок 15 запуска, шесть диодов 16, при этом первый контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами 17, каждый из которых включен между управляющими электродами тиристоров 4 соответствующей группы 1, 2 и 3, одна точка соединения анода и катода тиристоров 4 третьей группы 3 снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу 18 питающей сети, другие точки соединения . анодов и катодов тиристоров трех групп 1, 2 и 3 через первичные обмотки 12 соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам

19, 20 и 21 соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя 22, нулевая точка 23 обмотки которого через первый замыкающий контакт 9 второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода 24 питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов 10 и 11 второго контактора объединены и снабжены выводом.для подключения к третьему фазному проводу. 18 питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов 10 и 11 второго контактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов 5 и 6 первого контактора, вторичные обмотки

13 и 14 каждого трансформатора тока через соответствующие диоды 16 подключены к управляющим переходам ти" ристоров 4, которые включены в смежные фазные .обмотки электродвигателя, выход блока t5 запуска подключен к управляющим электродам тиристоров 4 третьей группы 3.

Устройство работает следующим образом.

При работе электродвигателя 22 на основной механической характерис5 тике замыкающие контакты 5 и 6 и блок-контакты 17 первого контактора замкнуты, а замьп ающие контакты 9, 10 и 11 второго контактора разомкнуты и управляющие электроды в каждой

jQ .из тиристорных групп 1, 2 и 3 соеди1 иены между собой замыкающими блокконтактами 17 первого контактора.

Тиристоры 4 работают в режиме неуправляемых вентилей, а электродвига.тель 22 работает с основной синхронной частотой вращения, определяемой частотой напряжения питающей сети и числом пар полюсов электродвигателя 22.

Для работы электродвигателя 22 с пониженной синхронной частотой вращения, равной 1/3 основной, первый. контактор отключают, второй контактор включают и после импульсного срабатывания блока 15 запуска один из тиристоров 4 третьей группы 3 открывается;

При этом в начальный момент времени в тиристорной группе 3 открывается тиристор 4, присоединенный катодом к первичной обмотке 12 трансформатора тока. Через указанные элементы и фазу 19 обмотки электродвигателя 22 проходит положительная полу35 волна тока 26 (фиг.. 2), обусловленная положительной полуволной линейного напряжения 25. Проходя по первичной обмотке 12 трансформатора тока от ее начала к концу, указанный ток

40 наводит во вторичных обмотках 13 и

14 ток, направленный во внешней цепи от начала обмоток 13 и 14 к концу.

Наличие диодов 16 во вторичных обмотках 13 и 14 трансформаторов тока

45 приводит к тому, что вторичный -.îê данного направления протекает только по одной из вторичных обмоток, при- соединенной к управляющему электроду анодного тиристора 4. Однако не50 смотря на протекание отпирающего

I тока 30 по управляющему электроду анодного тиристора 4 последний до .момента времени 35, пока линейное напряжение 25 остается положительным, 55 открыться не. может и поэтому до этого момента ток 32 проводит только катодный тиристор 4 группы 3. Индуктивность статорных обмоток двигате1159143 ля 22 затягивает выключение катодного тиристора 4 группы 3 в область отрицательных линейных напряжений 25, обеспечивая существование отпирающего тока 30 управляющего электрода анодного. тиристора 4 в начальной части отрицательной полуволны линейного напряжения 25 (интервал времени

35-36).

Поэтому с начала открывания анодного тиристора 4 (момент времени

35), когда линейное напряжение 25, переходя через О, становится отрицательным, до момента времени 36, когца ток 32 катодного тнристора 4 группы 3 уменьшается до нуля и последний закрывается, работают оба указанных тиристора 4 и ток протекает по двум фазам 19 и 2i обмотки электродвигателя 22. В момент времени 36 заканчивается переход тока ив фазы

8 (32) в фазу 18 (34) статорной обмотки и тем самым завершается формирование положительной полуволны тока в фазе 21 статорной обмотки электродвигателя 22. С этого момента ток протекает только по фазе 18 статора через анодный тиристор 4 группы

2 и первичную обмотку 12 третьего трансформатора тока, Проходя от конца к началу первичной обмотки 12 третьего трансформатора тока, ток

34 наводит. во вторичнык обмотках

13 и 14 ток, направленный во внешней цепи от конца к началу вторичной обмотки 13. Диоды 16 позволяют протекать указанному току 29 только по одной из вторичных обмоток 13 или

14, присоединенной к управляющему электроду катодного тиристора 4 группы 3. Аналогичным образом в момент времени 37 включается катодный тиристор 4 группы 1. В интервале

; времени 37-38 ток протекает по двум фазам 20,и 21 статорной обмотки через катодный тиристор 4 группы 1 (33) и анодный тирнстор 4 (34). В момент

S времени 38 анодный тиристор 4 закрывается и на этом заканчивается формирование отрицательной полуволны тока фазы 21 статорной обмоткИ электродвигателя 22 через тиристор ную группу 1. Аналогично в интерва/ ле времени 37-40 формируется положительная полуволна тока в фазе 20 статорной обмотки н в интервале 4042 — отрицательная полуволна в фазе

15 19. На этом заканчивается формирование первого периода тока в фазе

+ 19 статорной обмотки, частота основ- ной гармоники которогб составляет

1/3 частоты напряжения сети. Подоб20 ным образом формируются первые и последующие периоды статорных токов в фазах 20 (33) и 21 (34) электродвигателя 22, сдвинутые друг относительно друга на 120 эл. град.

25 При этом по фазам статора электродвигателя 22 протекает симметричный трехфазный ток, частота основной гармоники которого. составляет 1/3 частоты напряжения .сети. Это позволяет

5р снизить синхронную частоту вращения электродвигателя 22 в три раза.

Соответственно уменьшается мощность потерь скольжения при той же нагрузке.. уаким образом, благодаря введениЮ трансформаторов тока с двумя вторичными обмотками и второго контакто ра в устройстве реализуется режим автоКоммутации тиристоров, что позволяет отказаться от сложных схем

I усиления и формирования управляющих импульсов.

1159143

Щиг.7

11.5"9143

Составитель В.Алешечкин

Редактор И.Рыбченко Техред M.Пароиай Корректор С.Шекмар

Заказ 3606/SS Тираж 646 Подпис иое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЛПП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4