Устройство для управления асинхронным двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к системам испытания и нагружения асинхронных двигателей при их испытаниях. Цель изобретения - обеспечение управления процессом токового нагружения асинхронных двигателей при проведении тепловых испытаний. Устройство используется для нагружения трехфазных асинхронных электродвигателей полигармоническим методом. Устройство содержит нагружаемый двигатель, регулятор напряжения , систему импульсно-фазового управления , три датчика тока фаз, три фильтра первой гармоники тока статора, задающий трехфазный генератор, шесть блоков определения эффектных значений тока, шесть блоков извлечения корня квадратного, блок контрольно-измерительных приборов. Нагружаемый двигатель выводится за режим холостого хода, затем изменением амплитуды и частоты сигнала задающего генератора добиваются достижения токами фаз статора необходимого значения, а также соответствия эквивалентного тока ротора расчетному . Нагрузочный ток наводится за счет высших гармонических напряжений, образующихся за счет индивидуального воздействия на тиристоры. 3 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5цл G 01 Я 31/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898816/22 (22) 02.01.91 (46) 15.05.93. Бюл. ¹ 18 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро комплексной технологии электроремонта Научно-производственного объединения "Кривбассэлектроремонт" (72) Д.И.Родькин, M.Н.Максимов, Г.И,Кочкин, Я.А.Киевский и В.Ю.Захаров (56) Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надежность электрических машин, M.;

Высшая школа, 1988, с.72.

Петров Л.П. и др. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного привода, Энергоатомиздат, 1986, с.183. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам испытания и нагружения асинхронных двигателей при их испытаниях. Цель изобретения — обеспечение управления процессом токового нагруИзобретение относится к электротехнике, в частности к системам испытания и нагружения асинхронных двигателей при их испытаниях.

Целью изобретения является обеспечение управления процессом токового нагружения асинхронных двигателей для проведения тепловых испытаний.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для управления; на фиг,2 — функциональная схема блока импульснофазового управления; на фиг.3 — функцио„„Я2„„1815613 А1 жения асинхронных. двигателей при проведении тепловых испытаний. Устройство используется для нагружения трехфазных асинхронных электродвигателей полигармоническим методом. Устройство содержит нагружаемый двигатель, регулятор напряжения, систему импульсно-фазового управления, три датчика тока фаз, три фильтра первой гармоники тока статора, задающий трехфазный генератор; шесть блоков определения эффектных значений тока, шесть блоков извлечения корня квадратного, блок контрольно-измерительных приборов. Нагружаемый двигатель выводится за режим холостого хода, затем изменением амплитуды и частоты сигнала задающего генератора добиваются достижения токами фаз статора необходимого значения, а также соответствия эквивалентного тока ротора расчетному, Нагруэочный ток наводится за счет высших гармонических напряжений, обра- 2 зующихся за счет индивидуального воздействия на тиристоры. 3 ил. нальная схема блока определения эффективного значения тока.

Устройство для нагружения аси.;хронных двигателей включает; аслнхронный двигатель 1, регулятор напряг .ния 2 с бло- ком импульсно-фазового управления 3, трехфазный задающий генератор с регулируемыми амплитудой и частотой 4, датчики тока фаз двигателя (по одному в каждой фазе) 5, 6, 7, фильтры первых гармоник тока статора 8, блоки определения эффективных значений первых гармоник тока статора 11, 12, 13, блоки определения эффективных

1815613

25

35

45

50 значений токов статора 14, 15, 16, блоки извлечения квадратного корня 17-22, блок контрольно-измерительных приборов 23.

Тиристорный регулятор напряжения 2 представляет собой преобразователь. используемый для регулирования скорости и

МоМеНТВ двигателя. Блок импульсно-фазового управления имеет шесть (или три) независимых блока управления: по одному на каждый тиристор или по одному на два встречно-включенных тиристора в каждой из трех фаз.

Функциональная схема блока импульсно-фазового управления приведена на фиг.2. Блоки БУ1-БУ6 — отдельные блоки управления тиристорами регулятора напряжения. Второй, третий и четвертый входы блока 3 связаны с выходами задающего трехфазного генератора. Первый вхоц— вход, на который подается задающий управляющий сигнал, Задающий трехфазный генератор 4 (ЗТГ) — генератор синусоидальных колебаний заданной частоты, сдвинутых друг относительно друга на 120, Датчики тока фаз (ДТФ) 5, 6, 7 — трансформаторы тока, нагру>кенные на сопротивления.

Фильтры (ФПГ) 8, 9, 10 — резонансные фильтры с достаточно высокой добротностью, Фильтры настраиваются на сетевую частоту 50 Гц. Выходное напряжение фильтра — переменное напряжение, снимаемое с активного сопротивления резонансной

RC-цепи, Блоки 11 — 16 (БОЭЗ) слу>кат для onределения эффективных значений токов фаз статора и первой гармоники тока фаз статора за период переменного напря>кения задающего генератора. По своему исполнению они имеют одинаковую структуру, Функциональная схема блока для определения эффективного значения тока представлена на фиг.3, В блок входят нуль-орган, блок задержки времени (БЗВ), квадратор, шесть замыкающих ключей, первый, второй и третий интеграторы, делительный блок, формирователь.

При работе устройства на выходе нульоргана появляется напряжение (логическая единица) при переходе выходного напряжения одной из фаз задающего генератора 4 (любой фазы) через ноль.

В структуру блоков 17, 18, 19 входят два квадратора (множительных блока), сумматор, блок для извлечения корня непосредственно из суммы (разности), Как квадратор, так и схема для извлечения корня, реализуются с помощью аналоговых перемножителей, Блоки 20, 21, 22 s отличие от блоков 17, 18, 19 содержат только блоки для непосредственного определения корня квадратного, реализуемые аналогично, Другим возможным вариантом фильтрации сигналов, определения эффективного значения соответствующих токов, извлечения корня квадратного — применение микропроцессорных измерительных комплексов.

Блок контрольно-измерительных приборов 23 — блок, включающий измерительные приборы — миллиамперметры, отградуированные на соответствующие токи. Общее количество приборов — шесть. три— для контроля токов статора (действующих значений) и три — для контроля эффективных значений токов на выходах блоков 17, 18, 19.

При использовании МЭВМ в качестве блока контрольно-измерительных приборов используется дисплей и печатающее устройство — принтер, Работа устройства заключается в следующем. В исходном состоянии напряжение на первом входе блока 3 равно нулю, что соответствует углу управления всех шести тиристоров Q1-г, = 150 .

Выходное напряжение тиристорного регулятора напряжения при этом равно нулю и двигатель 1 имеет нулевую скорость рстора. Подается питание на блок 4. На выходах блока 4 при этом напряжение близко к нулю (устанавливается с помощью сигнала

Оц), а выходная частота находится на уровне

1 Гц. Затем путем плавного изменения сигнала 0з уменьшают угол управления тиристоров. После того. как момент, развиваемый двигателем становится больше момента холостого хода, двигатель разворачивается до подсинхронной скорости и работает с установленным уровнем напряжения некоторое время, достаточное для того, чтобы убедиться в отсутствии вибраций и т.п.

По контрольно-измерительным приборам блока 23 контролируют токи фаз статора (выходы блоков 20, 21, 22). В отдельных случаях возмо>кна установка амперметров в цепи питания двигателя с целью грубого контроля. При этом убеждаются в работоспособности блока 2 (при его исправности, а также при отсутствии повреждений в статорной обмотке показания приборов в трех фазах одинаковые).

Устанавливают частоту на уровне предельной (порядка 10 Гц) и увеличивают амплитуду сигнала Оц до тех пор. пока показания приборов блока 23 по входам 1, 2, 3 (фиг,1) не станут равными значениям

1815G13

20

30

40 номинального тока статора. Роторный расчетный ток определяется для двигателя перед началом испытаний, С помощью приборов по входам 4, 5, б (фиг.1) контролируют расчетныетоки ротора испытуемого двигателя. Изменением в ту или другую сторону сигналов 0г и 0ц добиваются такого положения, при котором статорные токи равны номинальным заданным, а роторные — расчетным. После этого начинается процесс нагружения во времени; нагружение длится установленное время, В процессе нагружения контролируют температуру обмоток ротора с помощью, например, термопар или пирометрических приборов, 3а счет введения задающего трехфазного генератора, системы импульсно-фазового управления с шестью независимыми выходами, фильтров первой гармоники, блоков определения эффективных значений токов добиваются расширения функциональных возможностей тиристорных регуляторов напряжения — их использования в качестве эффективных и простых нагрузочных устройств для испытания токовой нагрузкой асинхронных двигателей.

Экономический эффект от применения предлагаемого изобретения обусловлен следующими факторами; снижением ущерба от выхода из строя некачественно отремонтированных двигателей и упрощением конструкции системы.

Формула изобретения устройство для управления асинхронным двигателем, включающее тиристорный регулятор напряжения с шестью тиристорами, датчики тока фаз статора двигателя. а также блок импульсно-фазового управлеHèÿ, включающий Й каналов с независимыми входами и синхронизатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения управления процессом токового нагружения асинхронных двигателей для проведения тепловых испытаний, в него введены ,, задающий трехфазный генератор, три фильтра первой гармоники тока фаз статора, шесть блоков определения эффективного значения тока, шесть блоков извлечения квадратного корня и блок контрольно-измерительных приборов, причем выходы первого, второго и третьего датчиков тока фаз статора связаны с первым, вторым и третьим входами блока контрольно-измерительных приборов соответственно через последовательно соединенные первые, вторые и третьи соответственно, фильтр первой гармоники, блок определения эффективного значения тока и блок извлечения квадратного корня, кроме того, выходы первого, второго и третьего датчиков тока фаз статора соединены с вторыми входами соответственно первого, второго и третьего блоков извлечения квадратного корня через четвертый, пятый и шестой блоки определения эффективного значения тока, выходы четвертого, пятого и шестого блоков определения эффективного значения тока связаны с четвертым, пятым и шестым входами блока контрольно-измерительных приборов соответственно через четвертый, пятый и шестой блоки извлечения квадратного корня, первый, второй и третий выходы задающего трехфазного генератора связаны с входами тиристорного регулятора напряжения через блок импульсно-фазового управления, а первый, второй и третий выходы задающего трехфазного генератора соединены с вторыми входами первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого соответственно блоков определения эффективного значения тока, при этом выходы блока импульсно-фазового управления соединены с соответствующими тиристорами тиристорного регулятора напряжения;

"1 815б13 сетЬ

1 8156 l3 атель

Составитепь О.Кудрявцева

Техред УМоргентап Корректор M,Màõñèìèøèíåö

Редактор

Заказ 1б35 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5

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