Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее тиристорный коммутатор в фазах статорной обмотки электродвигателя, управляющие электроды тиристоров коммутатора через три блока управления соответственно соединены с выходами трех синхронных RS-триггеров, S-входы которых соединены с Q-выходом RS-триггера, а R-входы синхронных RS-триггеров соединены с Q-выходом RS-триггера, с блокирующим входом блока сравнения частот и первым входом первого блока задержки, С-входы синхронных RS-триггеров подключены соответственно к выходам трех элементов 2ИЛИ, один вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, а другие входы элементов 2ИЛИ соединены с выходом второго блока задержки, вход которого соединен с выходом элемента ЗИЛИ и вторым входом первого блока задержки, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключевого элемента, через который вход блока синхронизации связан с выводами для подключения к трехфазному источнику питания, блок задания частоты вращения электродвигателя, выходом подключенный к одному из входов блока сравнения частот, выход которого соединен с S-входом RSтриггера , отличающееся тем, что,, с целью улучщения статических характеристик, в него введены четвертый и пятый элементы 2ИЛИ, элемент 2И, блок потенциальной развязки, задающий генератор, реверсивный регистр сдвига, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, вход сдвига i реверсивного регистра сдвига подключен к выходу четвертого элемента 2ИЛИ, один (Л вход которого соединен с вторым входом блока сравнения частот и через блок потенциальной развязки подключен к статорной обмотке электродвигателя, другой вход четвертого элемента 2ИЛИ соединен с входом реверса реверсивного регистра сдвига и выходом элемента 2И, к одному входу которого подключен Q-выход RS-триггера, а к другому входу подключен выход пятого элемента 2ИЛИ, входы которого соединены с Ю выходами задатчика частоты вращения и О задающего генератора, входы элемента со ЗИЛИ соединены с входами блоков управ ления, Q-выход RS-триггера через задающий генератор подключен к входам записи п-го разряда реверсивного регистра сдвига.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1192094 A (51) 4 Н 02 Р 5/40

ИЕ6Л .:

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3765946/24-07 (22) 29.06.84 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) И. К. Хрусталев, С. В. Кольцов и И. П. Савлевич (53) 621.313.43 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 636762, кл. Н 02 P 5/40, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1072226, кл. Н 02 P 5/40, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее тиристорный коммутатор в фазах статорной обмотки электродвигателя, управляющие электроды тиристоров коммутатора через три блока управления соответственно соединены с выходами трех синхронных RS-триггеров, S-входы которых соединены с Я-выходом RS-триггера, à R-входы синхронных RS-триггеров соединены с Q-выходом RS-триггера, с блокирующим входом блока сравнения частот и первым входом первого блока задержки, С-входы синхронных RS-триггеров подключены соответственно к выходам трех элементов

2ИЛИ, один вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, а другие входы элементов

2ИЛИ соединены с выходом второго блока задержки, вход которого соединен с выходом элемента ЗИЛИ и вторым входом первого блока задержки, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключевого элемента, через который вход блока синхронизации связан с выводами для подключения к трехфазному источнику питания, блок задания частоты вращения электродвигателя, выходом подключенный к одному из входов блока сравнения частот, выход которого соединен с S-входом RSтриггера, отличающееся тем, что„с целью улучшения статических характеристик, в него введены четвертый и пятый элементы

2ИЛИ, элемент 2И, блок потенциальной развязки, задающий генератор, реверсивный регистр сдвига, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, вход сдвига реверсивного регистра сдвига подключен к Я выходу четвертого элемента 2ИЛИ, один вход которого соединен с вторым входом ф/ блока сравнения частот и через блок потенциальной развязки подключен к статорной обмотке электродвигателя, другой вход четвертого элемента 2ИЛИ соединен с входом Я реверса реверсивного регистра сдвига и выходом элемента 2И, к одному входу которого подключен (,)-выход RS-триггера, а к другому входу подключен выход пятого эле- (;ф мента 2ИЛИ, входы которого соединены с выходами задатчика частоты вращения и задающего генератора, входы элемента

ЗИЛИ соединены с входами блоков управления, Q-выход RS-триггера через задающий генератор подключен к входам записи и-ro разряда реверсивного регистра сдвига.

1192094

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании электроприводов с асинхронным электродвигателем, питаемым от источника электроэнергии через управляемый коммутатор, в механизмах со значительными маховыми массами.

Цель изобретения — улучшение статических характеристик.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя 1 содержит тиристорный коммутатор 2 в фазах статорной обмотки электродвигателя 1, управляющие электроды тиристоров коммутатора 2 через три блока 3, 4 и 5 соответ ственно соединены с выходами трех синхронных RS-триггеров 6, 7 и 8, S-входы которых соединены с (,)-выходом RS-триггера 9, а

К-входы синхронных RS-триггеров 6, 7 и 8 соединены с Q-выходом RS-триггера 9, с блокирующими входом блока 10 сравнения частот и первым входом первого блока 1! задержки, С-входы синхронных RS-триггеров 6, 7 и 8 подключены соответственно к выходам трех элементов 2ИЛИ 12, 13 и 14, один вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом блока 15 синхронизации, а другие входы элементов 2ИЛИ 12, 13 и !4 соединены с выходом второго блока

16 задержки, вход которого соединен с выходом элемента ЗИЛИ 17 и вторым входом первого блока 11 задержки, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключевого элемента 18, через который вход блока !5 синхронизации связан с выводами для подключения к трехфазному источнику питания, блок 19 задания частоты вращения электродвигателя, выходом подключенный к одному из входов блока 10 сравнения частот, выход которого соединен с S-входом RS-триггера 9, выход реверсивного регистра сдвига 20 соединен с R-входом RS-триггера 9, вход сдвига реверсивного регистра. сдвига 20 подключен к выходу четвертого элемента 2ИЛИ 21, один вход которого соединен с вторым входом блока 10 сравнения частот и через блок 22 потенци.альной развязки подключен к статорной обмотке электродвигателя 1, другой вход четвертого элемента 2ИЛИ 2! соединен с входом реверса реверсивного регистра сдвига 20 и выходом элемента 2И 23, к одному входу которого подключен Q-выход RS-триггера 9, а к другому входу подключен выход пятого элемента 2ИЛИ 24, входы которого соединены с выходами задатчика !9 частоты вращения и задаюгцего генератора 25, входы элемента ЗИЛИ 17 соединены с входами блоков 3, 4 и 5 управления, Q-выход RS-триггера 9 через формирователь одиночных им5

25 за

55 пульсов 26 подключен к входам записи и-го разряда реверсивного регистра сдвига 20.

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя работает следующим образом.

Включение электродвигателя 1 осуществляется переводом RS-триггера 9 в состояние «1», при этом на S-входы установки в единицу синхронных RS-триггеров 6, 7 и 8 поступает напряжение. На выходах синхронных RS-триперов 6, 7 и 8 единичный сигнал отсутствует до появления на тактовых С-входах импульсов с элементов 2ИЛИ

12, 13 и 14. При прохождении линейными напряжениями источника электроэнергии максимальных значений (например Цс), на двух соответствующих выходах блока 15 синхронизации появляются импульсы напряжения, под действием которых триггеры 6 и 8 переводятся в состояние с единичными сигналами на выходах, при этом блоки управления 3 и 5 вырабатывают и подают на тиристорный коммутатор 2 управляющие импульсы. 3а счет этого производится подключение двух обмоток статора к фазам источника электроэнергии и в момент максимума линейного напряжения между ними.

Одновременно сигнал «I» через элемент

ЗИЛИ 17 поступает на входы блоков 11 и 16, первый из которых, воздействуя на управляемый ключевой элемент.18, отключает блок !5 синхронизации от источника электроэнергии, а второй обеспечивает задержку своего выходного сигнала на чет,верть периода напряжения источника эггектроэнергии. Поэтому подключение третьей обмотки статора производится при максимуме фазного напряжения. Таким образом, электродвигатель 1 детерминировано подключается к.источнику электроэнергии.

Начиная с момента включения, последовательность импульсов частоты сети (либо кратная частоте сети) через элемент 21 и блок 22 поступает на вход сдвига реверсивного регистра сдвига 20 и с каждым поступившим импульсом сигнал «1» перемещается на выходах и + I, п + 2, п + 3 и т.д. регистров. При появлении сигнала «!» на выходе последнего разряда RS-триггер 9 переводится в нулевое состояние, что вызывает отключение триггеров 6, 7 и 8, блоков управления 3, 4 и 5 и коммутатора 2. Асинхронный электродвигатель 1 отключается от источника электроэнергии и тормозится моментом сопротивления.

При выключении триггера 9 элемент 26 формирует короткий импульс, который переводит реверсивный регистр сдвига 20 в состояние «1» на выходе п-го разряда. После этого на вход сдвига регистра сдвига 20 поступают импульсы с переменной частотой

ЭДС, наводимой на обмотках статора зату;

1192094

Составитель E. Перемыслова

Техред И. Верес Корректор A. Зи мокосов

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Ковтун

Заказ 717! /55 хающим полем ротора, а на вход реверса через элемент 2 И 23 — импульсы с выходов блока 19 задания частоты вращения и задающего генератора 25 после суммирования их количества элементом 2ИЛИ 24.

Число импульсов, поступивших на вход сдвига, определяется средним значением частоты вращения за период паузы, а на вход реверса — заданным значением средней частоты вращения. Поэтому к моменту подключения в регистре будет записано некоторое число импульсов. Если отклонение частоты вращения превышает заданное значение, то сигнал «!» будет на выходе и +- k регистра, что в следующем цикле подключения сокращает время разгона. Если пульсации частоты вращения малы, то в исходный момент подключения уровень «1» будет на выходе разряда и — m (с этой целью за исходный принят и-ый разряд), соответственно чему увеличится время подключенного состояния электродвигателя 1. Если отклонение частоты вращения равно заданному значению, то реверсивный регистр сдвига 20 начинает счет импульсов из исходного состояния, т.е. п-го разряда реверсивного регистра сдвиra 20. 25

В период паузы сигнал с инверсного Qвыхода RS-триггера 9, воздействуя на блокирующий вход блока 10 сравнения частот, разрешает сравнение частот: с выхода блока 19 и поступающей со статорной обмотки электродвигателя 1, которая пропорциональ- З0 на угловой скорости вращения ротора. При их равенстве элемент блока 10 сравнения частот переводит RS-триггер в единичное состояние, являющееся начальной стадией детерминированного подключения обмоток статора к источнику электроэнергии, как описано выше. Тем самым определяется нижняя граница частоты вращения при регулировании.

Задержка времени, отсчитываемая блоком 11 после поступления íà его вход сигнала «1» с Q-выхода — RS-триггера 9, необходима для того, чтобы магнитный поток ротора уменьшился до такой величины, при которой его влияние на повторное включение мало (эта задержка времени различна для различных типов электродвигателей и соизмерима с утроенной постоянной времени роторной цепи), либо для того, чтобы полярность ЭДС на выводах фаз статора совпала с соответствующей полярностью напряжений источника элекцюэнергии.

Таким образом, осуществляется регулирование частоты вращения электродвигателя импульсным способом при детерминированной коммутации обмоток статора с поддержанием постоянства пульсаций частоты вращения. Следовательно, введение счетного блока и новых элементов приводит к автоматической стабилизации отклонений частоты вращения, что позволяет применить электропривод в промышленных механизмах, работающих при переменном моменте сопротивления или переменном моменте инерции.

4 д