Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для исполью и 5 Ц /S 22 J5 Щ 8 ода: D-Dзования в нерегулируемых реверсивных электроприводах переменного тока с медленно изменяющейся нагрузкой. Цель изобретения - повьшение надежности устройства за счет уменьшения бросков тока. С началом пофазного пуска электродвигателя и до набора номинальной частоты вращения, определяемой порогом срабатывания компаратора 20, на выходе мультиплексора 19 устанавливается 1. Тогда на элемента И 14 также устанавливается 1, а на выходе элемента И-НЕ 13 - О. В результате на элементах 6 и 7 появляется соответственно 1 и О. Открывается оптронный ключ 10 и коммутатор 3 соединяет обмотки электродвигателя по схеме Звезда, 1 ил. 3if S i СЛ С со ю СЛ о СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1325651 (gp y H 02 P 1/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

73 9

7 77

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 38500 30/24-0 7 (22) 31.01 85 (46) 23.07.87, Бюл. У 27 (» ) Казанский филиал Московского энергетического института (72) Э.Т,Сидоренко и А,В.Балтин (53) 621,313,333 (088.8) (56) Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромьппленных механизмов. — М.: Энергия, 1976, с. 359, рис. 5-22, Авторское свидетельства СССР

У 1099367, кл. Н 02 P l/32, 1982, (541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в нерегулируемых реверсивных электроприводах переменного тока с медленно изменяющейся нагрузкой, 11ель изобретения — павьппение надежности устройства эа счет уменыпения бросков тока. С началом пофаэного пуска электродвигателя и до набора номинальной частоты вращения, определяемой порогом срабатывания компаратора 20, на выходе мультиплексора 19 устанавливается "1". Тогда на выходе элемента И 14 также устанавливается

"1", а на выходе элемента И-НЕ 13"О". В результате на элементах 6 и 7 появляется соответственно "1" и "0".

Открывается оптронный ключ 10 и коммутатор 3 соединяет обмотки электродвигателя по схеме "Звезда". l ил.

1325651

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в нерегулируемых реверсивных элект— роприводах переменного тока с медленно изменяющейся нагрузкой.

Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет уменьшения бросков тока °

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства для управления трехфазным асинхронным электродвигателем.

Устройство содержит ренерсивный пускатель 1 с блоком 2 управления, коммутатор 3 переключения обмоток 4 статора C "Треугольника" на "Звезду" и наоборот, датчик 5 нагрузки, одни из входов первого и второго элементов И 6 и 7 соединены с выходами первого и второго элементов задержки 8 и 9, а выходы первого и второго элементов И 6 и 7 через соответствующие оптронные ключи 10 и 11 подключены к коммутатору 3 переключения обмоток статора с "Треугольника" на "Звезду" и наоборот, входы первого элемента И-НЕ 12 под ключены соответственно к выходам первого и второго элементов задержки

8 и 9, а выход rrepaoro элемента И-HE

12 соединен с вторымн входами первого и второго элементов И 6 и 7, первый .вход второго элемента И-НЕ 13 соединен с выходом третьего элемента

И 14, а другой вход второго элемента И-НЕ 13 соединен с первым входом третьего элемента И 14 и входом третьего элемента 15 задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И 14.

Входы первого, второго и третьего компараторов 16 — 18 объединены и подключены к выходу датчика 5 нагрузки, а выходы этих компараторов подключены соответственно к трем адресным входам мультиплексора 19, ик формационный вход которого годключен к выходу четвертого компаратора 20, вход которого соединен с выходом датчика 21 скольжения, выход мультиплексора 19 соединен с входом четвертого элемента 22 задержки, выход которого соединен с входом третьего элемента 15 задержки, выход второго элемента И-НЕ 13 г одключен к входу второго элемента 9 задержки, выхдд третьего элемента И 14 соединен с входом первого элемента 8 задержки, (, 10

Кроме того, блок 2 унравлени.т может быть выпоЛнен так, что каждый симистор реверсивного пускателя 1 управляется герез свой оптронный ключ 23-27, входы управления оптрокными ключами подключекы к выходам с первого по пятый элемент ИЛИ-HE

28-32 соответственно, одни из входов первого и четвертого элементов ИЛИНЕ 28 и 31 объединены и подключены на выход первого нуль-органа 33, на вход которого подан сигнал датчика 34 ликейного напряжения, одни из входов втсрого и третьего элементов ИЛИ-HE 29 и 30 объединены и подключены на выход второго нуль- органа 35„ на вход которого подан сигнал с датчика 36 линейного напряженил, первый вход пятого элемента

ИЛИ-НЕ 32 соединен с выходом третьего нуль-органа 37„ на вход которого подан сигнал с датчика 38 линейного напряжения, второй вход пятого элемента ИЛИ-НЕ 32 подключен на выход четвертого элемента И 39, первый вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов

ИЛИ-НЕ 28 и 29, с выходом третьего элемента И-НЕ 40 и одним иэ входов четвертого злемечта И-НЕ 41 второй вход четвертого элемента И 39 под" ключен на выход -пятого элемента

И-НЕ 42, к вторым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ-HE 30 и 31 и к одному из входов шестого элемента И-НЕ 43, другой вход шестого элемента И-НЕ 43 соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ 40 и. выходом "Пуск назад" командного узла

44, выход "Пуск вперед" командного узла 44 соединяется с вторыми входамн четвертого и пя гoro элементов

-HE 41 и 42, первый вход пятого элемечта И-HE 42 и третий вход третьего элемента И-НЕ 40 объединены и подключены на выход "Стоп" командного узла 44, первый вход третьего элемента И-НЕ 40 соединен с выходом четвертого элемента И-HE 41 выход шестого элемента -HE 43 соединен с третьим входом пятого элемента

И-НЕ 42„

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на всех входах четвертого и шестого элементов

И-НЕ 41 и 43 присутствует логическая

"1", соответственно ка выходах треть3 1325 его и пятого элементов И-НЕ 40 и 42, а также четвертого элемента И 39 тоже присутствует логическая "I" Таким образом, на одном иэ входов всех элементов ИЛИ вЂ  28-32 присутствует

5 логическая "1", а на другие входы этих элементов подаются сигналы с выходов соответствующих нуль-органов

33,35 и 37. В результате на выходах всех элементов ИЛИ-НЕ 28-32 присутствует логический "0" оптронные ключи

23-27 закрыты, сигналы управления на симисторах реверсивного пускателя 1 отсутствуют, электродвигатель обесточен.

При подаче, например, сигнала

"Пуск вперед" от командного узла 44 на выходе элемента И-НЕ 40, а значит и на входах элементов HJIH-НЕ 28 и 29, на выходе элемента И 39 устанавливается логический "0". В то же время на другие входы элементов

ИЛИ-НЕ 28, 29 и 32 поступают импульсы с ВыхОдОВ сООтВетстВующих нуль» 25 органов 33,35 и 37 и в момент.прохождения напряжения данной фазы нагрузки через ноль к положительной полуволне на выходах элементов ИЛИ-НЕ 28, 29 и 32 формируются импульсы, открыва-З0 ющие соответствующие оптронные ключи

23,24 и 27, Нуль-органы 33,35 и 37 построены таким образом,-что учитывается порядок чередования фаз питающей сети т.е. нуль"органы фиксируj а °

35 ют только переход кривой питающего напряжения от нуля к положительной полуволне. В этом случае при включении обмоток статора, например, в.

"Треугольник" в течение времени, равном шестой части периода, электродвигатель хоть и работает в неполнофазиом режиме, однако исключается Возможность противоположного вращения его ротора.

Дпя остановки электродвигателя подается сигнал "Стоп" из командного узла 44 на объединенные входы элементов И-НЕ 40 и 42.

Коммутация ОбмОтОк злектрОДВнгате- 50 ля по схемам "Звезда" или "Треугольник" осуществляется следующим образом.

В первоначальный момент электродвигатель обесточен, тогда на выходе компаратора 20, а значит и на информационном входе мультиплексора

19 присутствует логическая "1". С началом пофазного пуска электродви651

4 гателя и до набора номинальной частоты вращения, определяемой порогом срабатывания компаратора 20, на выходе мультиплексора 19 устанавливается "1". Тогда на выходе элемента

И 14 также устанавливается "1", а на выходе элемента И-НЕ 13 — "0", в результате на элементах Ь. и 7 появляется соответственно "1" и "0".

Открывается оптронный ключ 10 и коммутатор 3 соединяет обмотки электродвигателя по схеме Звезда". Такая схема, как известно, ограничивает пусковые токи и обеспечивает улучшенные энергетические характеристики электродвигателя при холостом ходе или пониженных нагрузках привод" ного механизма.

С набором частоты вращения вала электродвигателя близкой к номинальной на выходе компаратора 20 устанавливается логический "0", т.е. заканчивается этап запуска электродвигателя и схема переходит в автоматический режим слежения за нагрузкой электродвигателя.

При работе электродвигателя с датчика 5 нагрузки снимается напряжение постоянного тока, пропорциональное загрузке электродвигателя, и подается на входы трех компараторов 16—

18, Таким образом, осуществляется преобразование входного напряжения в пропорциональное ему число, которое подается на адресные входы мультиплексора 19. Мультиплексор 19, в свою очередь, осуществляет. выбор и передачу на выход с информационного входа, соответствующего заданному адресу, "заложенного" значения — "О™ или "1" .

Значение логической "1" на инфор" мационном входе и на выходе мультиплексора 19 соответствует работе

° Ф 1t электродвигателя по схеме Звезда логический "0" — схеме "Треугольник"

В том случае, когда загрузка электродвигателя такова, что необходимо включение обмотки статора по схеме "Треугольник", на выходе элемента задержки 22 устанавливается логический "0". Тогда на выходе элемента И 14 появляется "0", а на выходе элемента И-НЕ 13 - логическая

"1". Логический "0" подается без задержки элементов 8 на вход элемента

И 6, что приводит к незамедлительно му отключению коммутатора 3. Логическая "1" с выхода элемента -HE 13

132565! 6!

С !

20

В!!!!ИПИ Заказ 3122/53 Тираж 659

Го.."ис ное!!роиэв.-полигр, пр — тие, r. Ужгород, ул. Прося-::. .ая, с задержкой по времени, осуществляемой элементом 9 задержки, необходимой для полного выключения симисторов коммутатора 3, подается на вход элемента И 7, что приводит к включению оптронного ключа 11 и соответствующего включения коммутатора 3 по схеме "Треугольник", В моменты переключений могут возникнуть броски тока, в результате на выходе мультиплексора 19 появляется кратковременный сигнал логический "0" что может вызвать ложное переключение обмотки электродвигателя на схему "Треугольник", Для устранения этих кратковременных срабатываний введен элемент 22 задержки, который осуществляет задержку во времени появления сигнала "О", Дпя отстройки от случайных посадок нагрузки и, как следствие, появления сигнала логической "1" на выходе элемента 22 задержки предусматривается элемент 15 задержки. Появление логической "!" на выходе элемента И 14 возможно только по истечении выдержки времени элемента 15 задержки и может составлять 5 — !00 с.

Элемент И-HE 12 контролирует сигналы на выходах элементов задержки

8 и 9 и в случае одновременного появления 1", что приведет к короткО му замыканию, на его выходе устанавливается 0, запирающий элементы

И 6 и 7 и, как следствие, происходит отключение коммутатора 3, Устройство для управления трехфазным а синхр о нным эл е к тр одви г а т ел ем позволяет широко использовать его в реверсивном электроприводе ответственных механизмов, в частности эскалаторов, обеспечивая при этом повышенные энергетические характеристики малозагруженных электродвигателей.

Формула изобретения

Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее реверсивиый пускатель с блоком управления, коммутатор ггереключения обг оток статора с Треугольtt tt „ tl ника яа Звезду и наоборот, датчик нагрузки, три элемента задержки, три элемента И два элемента И НЕ9 одни входы первого и второго элементов И соединены с выходами первого и второго элементов задержки, а выходы первого и второго элементов

И через соответствующие оптронные ключи подключены к коммутатору переключения обмоток статора с "Треугольника на Звезду и наоборот, входы первого элемента И-НЕ годключены соответственно к выходам первого и второго элементов задержки, а выход первого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, первый вход второго элемента

И-НЕ соединен с выходом третьего элемента И, à ppyr<, вход второго элемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И и входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью говьпоения надежности эа счет уменьг".ения бросков тока, в него введены четыре компаратора, мультиплексор с тремя адресными и одним информационным входами, четвертый элемент задержки и датчик скольжения электродвигателя, входы первого, второго и третьего компараторов объединены и подключены к выходу датчика нагрузки, а выходы этих компараторов подключены соатветственчо к трем адресным входам мультиплексора, информационигй вход которого подключен к выходу четвертого компаратора, вход которого соединен с выходом датчика скольжения, выход мультиплексора соединен с входом четвертого элемента задержки„ выход которого соединен с входом третьего элемента задержки, выход второго элемента И-НЕ подключен к входу второго элемента задержки, выход третьего элемента И соединен с входом первого элемента задержки. г