Асинхронный электропривод

 

Использование: управление частотой вращения электроприводов общепромышленных механизмов. Сущность: за счет введения в состав электропривода, содержащего тиристорный коммутатор, датчик , регулятор напряжения и блоки сравнения и импульсно-фазового управления, блока управляющих импульсов и блока выборки-хранения организуется обратная связь по ЭДС, наводимой в обесточенной обмотке статора, что позволяет упростить систему регулирования частоты вращения электродвигателя. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 P 7/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

" в

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (21) 4736599/07 (22) 11.09.89 (46) 07.08.92. Бюл, 1Ф 29 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) Г, В. Бочкарев, Г. В. Куклин, Г, С. Леневский, В. П. Павучук и А, В, Янкович (56} Авторское свидетельство СССР

N 1275729, кл. Н 02 Р 5/28, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1334346, кл. Н 02 Р 7/36, 1986.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронным электроприводами общепромышленных механизмов.

Известно устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее четыре RS-триггера, соединенных с восемью логическими элементами И, схему совпадения, элемент задержки, блок моделирования достижения заданной частоты вращения, на выходе которого включены сдвоенный компаратор и RS-триггер, по сигналам которого через логические элементй

И и блок усилителей осуществляется управ.ление силовым коммутатором, включенным в цепь питания электродвигателя.

В этом устройстве повышается точность позиционирования электродвигателя эа счет импульсного подведения его к заданной позиции без использования датчиков текущей скорости и положения путем контроля аналога скорости электродвигателя — выходно. Ж, 1753576 А1 (54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Использование: управление частотой вращения электроприводов общепромышленных механизмов. Сущность: за счет введения в состав электропривода, содержащего тиристорный коммутатор, датчик, регулятор напряжения и блоки сравнения и импульсно-фазового управления, блока управляющих импульсов и блока выборки-хранения организуется обратная связь по ЭДС, наводимой в обесточенной обмотке статора, что позволяет упростить систему регулирования частотй вращения электродвигателя. 4 ил. гь» го напряжения блока моделирования достижения заданной частоты вращения электродвигателя.

Ъ

К недостаткам известного устройства относятся сложность peàëèçàöèè и -невоз- (Я можность регулирования скорости враще- () ния электродвигателя, Сл

Наиболее близким к предлагаемому является электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, тиристорный коммутатор, блок импульсно-фазового уп- );в равления, регулятор напряжения, датчик то- ка статЬра, датчик напряжения питания электродвигателя, два компаратора, блок выделения первой гармоники тока статора, блок выделения первой гармоники напряжения питания электродвигателя; блок определения фазового сдвига, несимметричный усилитель и блок сравнения, В известном электроприводе скорость вращения электрОдвигателя бпуределяеться

1753576

50

55 косвенным путем по измеренному углу нагрузки. Недостатком данного электропривода является сложность реализации.

Целью изобретения является упрощение.

На фиг. 1 представлена структурная схема асинхронного электропривода; на фиг. 2 — блок выборки-хранения; на фиг. 3— блок управляющих импульсов; на фиг. 4— временные диаграммы, поясняющие работу электропривода, Асинхронный электропривод (фиг. 1) содержит электродвигатель 1, тиристорный коммутатор 2, блок 3 импульсно-фазового управления, регулятор 4 напряжения, датчик 5 напряжения, бло 6 сравнения, блок 7 управляющих импульсов, блок 8 выборкихранения.

Статорные обмотки асинхронного электродвигателя 1 подключены к питающей сети через тиристорный коммутатор 2 и к входам датчика 5 напряжения, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами 14 — 16 блока 8 выборки-хранения. Выход 20 блока 8 выборки-хранения соединен с первым входом блока 6 сравнения, на второй вход которого подается напряжение задания скорости вращения.

Сигнал с выхода блока 6 сравнения через регулятор 4 подается на вход блока 3 импульсно-фазового управления, выходы которого. подключены к соответствующим входам 25-30 блока 7 управляющих импульсов. Первь.е шесть выходов 32, 33, 35, 36, 38 и 39 блока 7 управляющих импульсов подключены к соответствующим входам тиристорного коммутатора 2, а вторые три выхода 31, 34, 37 — к соответствующим управляющим-входам 17 — 19 блока 8 выборкихранения.

Блок 8 выборки-хранения (фиг. 2) содержит три аналоговых МОП-ключа 9-11, конденсатор 12 и буферный усилитель 13, На входы 14 — 16 аналоговых ключей 9-11 подаются сигналы с датчика 5 напряжения, а на управляющие входы 17-19 —, сигналы с вторых выходов 31, 34 и 37 блока 7 управляющих импульсов. Выходы аналоговых ключей

9-11 соединены с входом буферного усилителя 13 и через конденсатор 12 с общей точкой питания, Инверсный вход буферного усилителя 13 соединен с его выходом.

Блок 7 управляющих импульсов (фиг. 3) состоит из трех одинаковых каналов, каждый из которых состоит из ждущего мультивибратора 21 и трех двухвходовых элементов И 22-24, Управляющие входы ждущих мультивибраторов 21 подключены соответственно

35 к входам 25 — 26 (или 27 — 28, или 29-30) блока

7 управляющих импульсов, прямой выход ждущего мультивибратора 21 подключен к первому входу элемента И 22, а инверсный выход — к первым входам элементов И 23 и

24. На вторые входы элементов И 22 и 23 подается сигнал с входа 25 (27, 29), а на второй вход элемента И 24 — сигнал с входа

26 (28, 30) блока 7 управляющих импульсов.

Выходы элементов И 22-24 подключены соответственно к выходам 31 (34, 37), 32 (35, 38), 33 (36, 39) блока 7 управляющих импульсов.

На диаграммах(фиг. 4) приняты Следующие обозначения: Π— напряжение одной из фаз питания, U25, U26, Оз2, U33, 031— сигналы соответственно на входах 25 и 26 и выходах 32, 33 и 31 соответствующего канала блока 7 управляющих импульсов, О21— сигнал на прямом выходе ждущего мультивибратора, Асинхронный электропривод работает следующим образом, Изменение частоты вращения электродвигателя 1 осуществляется регулированием напряжения питания с помощью тиристорного коммутатора 2 в замкнутой системе в функции частоты вращения. Частота вращения двигателя определяется косвенным путем по величине ЭДС, наводимой электромагнитным полем вращающегося ротора в обесточенной обмотке статора в процессе фазового управления. Так как эта величина ЭДС однозначно определяется скоростью вращения ротора и конкретными параметрами двигателя, то измерение ЭДС в обесточенной обмотке статора непосредственно перед подачей на нее напряжения питания позволяет однозначно определять скорость вращения ротора. Измерение ЭДС производится с помощью датчика 5 напряжения непосредственно перед подачей на статорную обмотку положительной полуволны питающего напряжения. Это осуществляется путем открывания в этот момент времени соответствующего аналогового

МОП-ключа 9-11, которые управляются короткими импульсами с соответствующих выходов 31, 34 и 37 блока 7 управляющих импульсов, Сигнал ЭДС запоминается на конденсаторе 12 и с выхода 20 буферного усилителя

13 поступает на первый вход блока 6 сравнения, на второй вход которого подается напряжение задания частоты вращения, Выход блока 6 сравнения через регулятор 4 напряжения подключен к блоку 3 импульсно-фазового управления, в котором в зависимости от результатов сравнения соответствующим образом изменяется угол

1753576 управления тиристорным коммутатором 2.

Импульсы с выхода блока 3 импульсно-фазового управления поступают на соответствующие входы блока 7 управляющих импульсов, который состоит из трех идентичных каналов по числу фаз питающего напряжения.

В каждом канале по переднему фронту импульсов, соответствующих положительной и отрицательной полуволне питающего напряжения, происходит запуск ждущего мультивибратора 21, короткий импульс с инверсного выхода которого запретит на небольшой промежуток . времени прохождение сигналов с входов 25 (27, 29) и

26 (28, 30) на выходы 32 (35, 38), 33 (36, 39) через элементы И 23 и 24. В это время при наличии сигнала на входе 25 (27, 29), соответствующего положительной полуволне питающего напряжения, короткий импульс с прямого. выхода ждущего мультивибратора через элемент И 22 поступит на выход 31 (34, 37) и далее на соответствующий вход 17 (18, 19) блока 8 выборки-хранения для управления аналоговым МОП-ключом 9 (10, 1 1). Устанавливая соответствующие значения напряжения задания, можно регулировать скорость вращения асинхронного двигателя.

Таким образом, введение в устройство управления асинхронным электродвигателем обратной связи по ЭДС, наводимой в обесточенной обмотке статора, позволяет упростить систему регулирования скорости вращения, Формула изобретения

5 Асинхронный электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с тиристорным коммутатором в цепи питания, последовательно соединенн Ие регулятор напряжения и блок импульсно-фазового уп10 равления, блок сравнения и датчик напряжения питания электродвигателя, о т л и ча ю шийся тем, что, с целью упрощения, в него введены блок управляющих импульсов с шестью входами и девятью выходами

15 и блок выборки-хранения, информационные входы которого подключены к выходам датчика напряжения, выход блока выборкихранения соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого предназ20 начен для подачи сигнала задания частоты вращения, а выход блока сравнения соединен с входом регулятора напряжения, выходы блока импульсно-фазового управления соединены с соответствующими входами

25 блока управляющих импульсов, первые шесть выходов которбго соединены с соответствующими управляющими входами ти- ристорного коммутатора; седьмой— девятый выходы блока управляющих им30 пульсов соединены с соответствующими управляющими . входами " блока выборки-хранения.

1753576

1753576

Составитель С.Позднухов

Техред М.Моргентал Корректор H.Ñëîáîäÿíèê

Редактор М. Бла нар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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