Способ управления асинхронным электроприводом

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания регулируемых электроприводов с асинхронным электродвигателем , питаемых от источника электроэнергии через управляемый тиристорный коммутатор, имеющих спокойный характер нагрузки на валу электро

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (z) 4 Н 02 P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2! ) 4098940! 24-07 (22) 09 ° 06.86

{46) 07.10.88. Бюл. У 37 (7!) Могилевский машиностроительный институт (72) А.С.Коваль (53) 62!.313.333 (088.8) (56) Заявка Японии 11* 51-9884, кл. С 55 С 2, 1976 °

Авторское свидетельство СССР

N 1035767, кл. Н 02 P 7/42, 1980.

„„SU„„1429271 л1 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания регулируемых электроприводов с асинхронным электродвигате-. лем, питаемых от источника электроэнергии через управляемый тиристорный коммутатор, имеющих спокойный характер нагрузки на валу электро)429271 двигателя и требующих кратковременноГо понижения частоты вращения перед остановом, например, в грузоподъемных механизмах. Цель иэобретенияпоВышение плавности регулирования.

Указанная цель в данном способе управления асинхронным электроприводом обеспечивается за счет создания в статоре электродвигателя системы прерывистых токов, первые гармоническ е составляющие которых создают вра-. щ щееся магнитное поле с частотой и порядком следования фаз, соответствующими сигналу модуляции, В зависимости от сигнала задающего напряжения момент одновременного включения тиристорав коммутатора. плавно ре" гулируется не менее чем на 60 град, что позволяет регулировать напряжен@е на нагрузке при заданной частоте

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания регулируемых электроприводов с асинхронным электропвигателем, питаемых от источника электроэнергии через управляемый тиристорный коммутатор, имеющих спокойный характер нагрузки на валу электродвигателя и требующих кратковременного понижения частоты вращения перед осгановом, например, в грузоподъемных механизмах °

Цель изобретения — повышение плавности регулирования.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего способ управления асинхронным электроприводом, на фиг,2 — диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Способ управления асинхронным электроприводом с тиристорным коммутатором в цепи обмотки статора электродвигателя заключается в том, что формируют трехфазную систему модулирующих напряжений, частота которой соответствует заданной скорости вращения электродвигателя, сравнивают модулирующие напряжения и определяют моменты времени, в течение которых совпадают полярности модулирую.5

30 результирующего напряжения. Устройство для реализации способа содержит формирователь 1 импульсов, подключенный к соответствующей фазе источника питания, генератор 2 модулирующих напряжений, один вход которого соединен с выходом блока 3 задания, а другой — с выходом формирователя

1 импульсов, блок 4 формирования импульсов управляющего напряжения, содержащий блоки 9 - 11 импульсно-фазового управления, блок 5 сравнения и распределения импульсов, содержащий схемы И 11 — 16, дешифратор 17, усилители мощности 18 — 23, тиристорный коммутатор 6, выполненный в виде °

5Ф встречно-параллельно включенных тиристоров, через который к питающей сети подключен асинхронный электро- двигатель 7. 2 ил. щих напряжений в двух фазах, и на этом интервале времени определяют момент времени одновременного включения тиристоров тиристорного коммутатора, формирующих полупериод результирующего напряжения на нагрузке, по знаку совпадающий с полярностью соответствующих модулирующих напряжений, при- чем указанный момент одновременного включения тиристоров, определяемый от момента перехода через ноль силового напряжения той из сравниваемых фаз, которая опережает другую на 120 град, регулируют с опережением в диапазоне 60 град.

Устройство для реализации способа содержит формирователь 1 импульсов, подключенный к соответствующей фазе источника питания, генератор 2 модулирующих напряжений, один вход которого соединен с выходом блока 3 задания, а другой — с выходом формирователя 1 импульсов, блок 4 формирования импульсов управляющего напряжения, блок 5 сравнения и распределения импульсов, тиристорный коммутатор б, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров и через который к питающей сети подключен асинхронный электродвигатель 7.

9271

40

3 )42

Блок 4 формирования импульсов управляющего напряжения содержит три блока 8-10 импульсно-фазового управления (например, построенные на принципе вертикального управления), соединенные одними входами каждый с соответствующей фазой источника питания, а другими входами подключенные к выходу блока 3 задания.

Блок 5 сравнения и распределения импульсов содержит шесть схем И 11

16, один вход каждой из которых соединен с соответствующим выходом блоков 8 — 10 импульсно-фазового управления, а другой вход каждой из кото- рых подключен k соответствующему выходу дешифратора 17 входы которого соединены с выходами генератора 2 модулирующих напряжений, Выход схемы

И ll соединен с входами усилителей 18 и 19 мощности. Выход схемы И 12 соединен с входами усилителей 20-22 мощности. Выход схемы И 13 соединен с входами усилителей 18,22 и 23 мощйости. Выход схемы И 14 соединен с входами усилителей 19. — 21 мощности. Выход схемы И 15 соединен с входами усилителей 18,20 и 22 мощности. Выход схемы И 16 соединен с входами усилителей 19,21 и 23 мощности. Выход схемы И ll соединен также с входом усилителя 23 мощности.

Соответствующие выходы усилителей

l8-23 мощности подключены к управляющим электродам встречно-параллельно включенных тиристоров тиристорного коммутатора 6.

На фиг.2 показаны график 24 трехфаэной системы питающих напряжений, график 25 сигналов на выходе формирователя 1 импульсов и соответствующие положительным полупериодам напряжения, например, фазы А источника питания; графики 26-28 сигналов модулирующих напряжений; графики 29-34 сигналов импульсов управляющего напряжения на выходах блоков 8-10 импульснофазового управления тиристорами тиФ ристорного коммутатора 6; графики

35-37 сигналов напряжений и токов на обмотке статара электродвигателя 7.

Способ управления асинхронным электроприводом осуществляется следующим образом.

B соответствии с уставкой блока 3 задания генератор 2 модулирующих нап" ряжений формирует систему модулирующих напряжений, соответствующую графикам 26-28, Сигналы на выходе формиравателя 1 импульсов соответствуют графику 25. Здесь положительные значения напряжения соответствуют положительным полупериодам напряжения фазы А источника питания. Сигналы импульсов управляющего напряжения для соответствующих фаз имеют место на соответтсвующих выходах синхронизированных с этими фазами блоков 8-10 импульсно-фазового управления в зависи- мости от величины сигнала управления, наступающего на одни входы этих блоков от блока 3 задания.

Еали положительному значению напряжения сигналов, соответствующих графикам 26-28, поставить в соответствие логическую "1", а нулевому или отрицательному значению — логический

"0", то в любой момент времени взаимное сочетание сигналов, соответствующих графикам 26-28, может быть определено набором логических "0" и "1", т.е. цифровым кодом ° Например, в момент времени t - t, взаимному расположению мадулирующих напряжений (графики 26-28) для фаз А,В, С может .быть поставлен в соответствие цифровой код OOI в момент времени

101, в момент времени

100, в момент времени t 110, в момент времени t4010, в момент времени t — t — 011.

Затем эти кодовые комбинации повторяются. Так как входы дешифратора 17 соединены с выходами генератора 2 модулирующих напряжений, то на входах дешифратора 17 будут постоянно сравниваться во времени сигналы, соответствующие графикам 26-28, и будут чередоваться указанные кодовые комбинации. Соответственно только на одном из выходов дешифратора 17 будет появляться логическая "1", соответствующая определенному цифровому кода на его входах. Эта логическая "1" является разрешающим сигналом на прохождение соответствующих импульсов управляющего напряжения из сигналов, соответствующих графикам 29-34, с соответствующих выходов блоков 8-10 импульсно-фазового управления через схемы И 11-16 на соответствующие входы усилителей 18-23 мощности и далее на управляющие электроды тИристоров тиристорного коммутатора Ь. Так как в моменты времени и — ti 1, — С., t» t — t,, t,— С, t - t, ло5 142 гическая "1" с определенного выхода дешифратора 17 разрешает прохождение импульса управляющего напряжения только через одну иэ схем И 11 - 16 то в эти моменты времени этот импульс управляющего напряжения подается одновременно на три усилителя мощности (например, в момент времени t - t, на усилители 20-22 мощности), чем обесПечивается одновременное включение оответствующих тиристоров во всех рех фазах и формирование полупериоов результирующего напряжения на агрузке с частотой, определяемой астотой модулирующих напряжений, соответствующих графикам 26- 28 с выхода г енератора 2 модулирующих напряжений в соответствии с сигналом задания а выходе блока 3 задания (графики

$5-37). При этом ток начинает протекать во всех трех фазах одновременно (графики 35-37}, создавая в электродвигателе 7 электромагнитный момент за счет возникновения близкого к круговому вращающегося магнитного поля. Так как в определяемые моменты времени с — t,, Ез- t у 4- tsу — Еб импульс управляющего напряжения на одновременное включение тиристоров тиристорного коммутатора 6 формируется блоком импульсно-фазового управления той фазы, которая опережает две другие фазы минимум на 120 град., то это позволяет в этом половинном диапазоне по-лучить регулируемое одновременное включение тиристоров тиристорного коммутатора 6, а значит, плавно изменять напряжение на нагрузке при заданной синхронной частоте вращения электродвигателя в пределах дискретно задаваемой ступени регулирования.

Это повышает плавность, регулирования способа управления асинхронным электроприводом.

Таким образом, в результате управления тиристорами тиристорного комму9271 6 татора по предлагаемому способу в статоре электродвигателя создается система прерывистых токов, первые гар5 монические составляющие которых создают вращающееся магнитное поле с частотой и порядком следования фаз, соответствующими сигналу модуляции.

В зависимости от сигнала задающего напряжения момент одновременного включения тиристоров плавно регулируется не менее чем на 60 град„ что позволяет регулировать напряжение на нагрузке при заданной частоте результирующего напряжения. Это повьппает плавность регулирования способа управления асинхронным электроприводом.

Формула изобретения

Способ управления асинхронным электроприводом с тиристорным коммутатором в цепи обмотки статора асинх"

2Б ронного электродвигателя, при котором формируют систему моделирующих напряжений, частота которой соответствует заданной скорости вращения электродвигателя, сравнивают моделирующие напряжения и определяют моменты времени, в течение которого совпадают полярности модулирующих напряжений в двух фазах, и на этом интервале времени определяют момент времени одно35 . временного включения тиристоров тиристорного коммутатора, формирующих полупериод результирующего напряжения на нагрузке, по знаку совпадающий с полярностью соответствующих модулирую40 щих напряжений, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения плавности регулирования, указанный момент одновременного включения тиристоров, определяемый от момента пере- . хода через ноль силового напряжения той из сравниваемых фаз, которая опережает другую на 120 град.,регулируют с опережением в диапазоне 60 град.

1429271

Составитель Е.Перемыслова

Редактор А.Ворович Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 5140/53 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4