Устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя



Устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя
Устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя
Устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя

 

H02P27/06 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

Владельцы патента RU 2454784:

Доломанов Юрий Иванович (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе стиральных машин. Техническим результатом является улучшение качества регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя, обеспечивая плавное нарастание или снижение частоты вращения якоря электродвигателя при разгоне или торможении. Изменение скорости вращения якоря асинхронного двигателя заключается в изменении частоты и напряжения, питающего обмотки статора, причем напряжение на статоре регулируется пропорционально частоте. Устройство содержит два генератора импульсов, выпрямитель переменного напряжения, компаратор напряжения, интегратор напряжения, широтно-импульсный модулятор и последовательно соединенные двоичный счетчик импульсов, регистр, постоянное запоминающее устройство, формирователь импульсов и коммутатор напряжения, предназначенный для включения в цепь электродвигателя рабочего напряжения. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе стирально-отжимной машины.

Известно устройство для управления пуском асинхронного электродвигателя, содержащее формирователь импульсов, тиристорный коммутатор, блок синхронизации, блок управления, включающий задатчик интенсивности с распределителем импульсов, элементы И, реверсивный двоичный счетчик и схему сравнения кодов (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №1272441, кл. H02P 1/26, 1984 г.). Данное устройство позволяет плавно изменять напряжение, подаваемое к обмоткам асинхронного электродвигателя, поэтому момент начала, частота и темп нарастания частоты вращения якоря электродвигателя определяется не только параметрами известного устройства, но и величиной тормозного момента и рабочей нагрузки. Следовательно, к недостаткам известного устройства можно отнести отсутствие жесткой зависимости частоты вращения якоря электродвигателя от величины напряжения, подаваемого на его обмотки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя, содержащее формирователь импульсов, коммутатор напряжения, генератор импульсов, блок синхронизации, три двоичных счетчика импульсов, постоянное запоминающее устройство и RS-триггер (см. описание полезной модели к патенту РФ №31076, кл.7 H02P 1/26, 2003 г.).

Данное устройство при разгоне и торможении позволяет ступенчато управлять частотой вращения якоря электродвигателя в зависимости от параметров (частота, амплитуда) формируемого напряжения на выходе симисторного коммутатора.

Предложенное техническое решение улучшает качество регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя, обеспечивая плавное нарастание или снижение частоты вращения якоря электродвигателя при разгоне или торможении. Изменение скорости вращения якоря асинхронного двигателя заключается в изменении частоты и напряжения, питающего обмотки статора, причем напряжение на статоре регулируется пропорционально частоте.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и двоичный счетчик импульсов, а также последовательно соединенные постоянное запоминающее устройство, формирователь импульсов и коммутатор напряжения, предназначенный для включения в цепь электродвигателя рабочего напряжения, введены выпрямитель переменного напряжения, компаратор напряжения, интегратор напряжения, регистр и последовательно соединенные второй генератор импульсов и широтно-импульсный модулятор, вторым входом подключенный к входу первого генератора импульсов, к первому входу компаратора напряжения и к выходу интегратора напряжения, вход которого является входом устройства, выход компаратора напряжения, на второй вход которого подается опорное напряжение, соединен с управляющей шиной постоянного запоминающего устройства, старшая адресная шина которого подключена к выходу широтно-импульсного модулятора, а младшие адресные шины - к выходам регистра, входы которого соединены с выходами двоичного счетчика импульсов, а синхронизирующий вход - с выходом второго генератора импульсов, второй вход коммутатора напряжения подключен к выходу выпрямителя переменного напряжения, на вход которого подается сетевое напряжение.

Сущность предложенного технического решения представлена функциональной схемой устройства на фиг.1, на фиг.2 показаны эпюры напряжений и тока, поясняющие работу устройства, на фиг.3 представлена мостовая схема коммутатора напряжения.

Устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя содержит вход 1, интегратор 2 напряжения, генераторы 3 и 4 импульсов, двоичный счетчик 5 импульсов, компаратор 6 напряжения, регистр 7, широтно-импульсный модулятор 8, постоянное запоминающее устройство 9, формирователь 10 импульсов, выпрямитель 11 переменного напряжения, транзисторный коммутатор 12 напряжения, подаваемого на обмотки асинхронного электродвигателя 13.

На временных диаграммах фиг.2 изображены сигналы: 14, 15 - импульсная последовательность на входах коммутатора напряжения, 16 - двухполярная последовательность прямоугольных импульсов на выходах коммутатора напряжения, 17 - форма токов в обмотках статора асинхронного двигателя.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания устройства на выходе компаратора 6 напряжения устанавливается сигнал низкого уровня, который поступает на управляющий вход постоянного запоминающего устройства 9 и запрещает подачу сигналов на шины данных постоянного запоминающего устройства. При подаче на вход 1 устройства постоянного сигнала высокого уровня на выходе интегратора 2 напряжения происходит линейное нарастание напряжения и при его достижении уровня опорного напряжения Uоп выход компаратора 6 напряжения переключится на сигнал высокого уровня. Этот уровень снимет запрет подачи сигналов на шины данных постоянного запоминающего устройства. С выходов широтно-импульсного модулятора 8 и генератора 3 следуют импульсы, частота следования импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора соответствует частоте тактовых импульсов генератора 4, а их длительность прямо пропорциональна величине напряжения, поступающего с выхода интегратора напряжения. Длительность тактовых импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора 8 определяет величину питающего двигатель напряжения. Частота следования импульсов с выхода генератора 3, управляемого напряжением, изменяется прямо пропорционально изменению величины напряжения на выходе компаратора напряжения и определяет частоту питающего двигатель напряжения.

Период отсчета двоичного счетчика 5 импульсов находится в прямо пропорциональной зависимости от периода следования импульсов генератора 3 и кратен периоду следования формируемого для обмоток асинхронного электродвигателя переменного напряжения. Двоичный счетчик 5 импульсов, отсчитывая импульсы с выхода генератора 3, оцифровывает период следования формируемого для обмоток электродвигателя переменного напряжения и на своих выходах устанавливает последовательность параллельных кодовых комбинаций. Последовательность кодовых комбинаций положительными фронтами импульсов тактового генератора 4 записывается на разряды регистра 7 и синхронно тактовым импульсам генератора 4 считывается на адресные шины постоянного запоминающего устройства 9. Каждому коду адреса соответствуют данные, заранее записанные в постоянное запоминающее устройство. В память постоянного запоминающего устройства записана информация, которая считывается на шины данных в виде последовательностей импульсов, длительность которых изменяется по синусоидальному закону и с периодом, равным периоду отсчета двоичного счетчика импульсов, причем импульсы с определенной длительностью на шинах данных дополнительно модулируются по ширине импульсами, поступающими с выхода широтно-импульсного модулятора на адресную шину постоянного запоминающего устройства.

Сигналы, поступающие с шин данных постоянного запоминающего устройства на входы формирователя 10 импульсов, преобразуются в нем как импульсная последовательность, которая поступает на входы коммутатора 12 напряжения. Эти входы являются затворами IGBT-транзисторов коммутатора 12, собранного по трехфазной мостовой схеме (фиг.3). Импульсная последовательность (эпюра 14 фиг.2) определяет порядок открывания верхнего ряда трех транзисторов коммутатора напряжения, переключая трехфазный выход коммутатора напряжения на положительную полярность постоянного напряжения, преобразуемого выпрямителем 11 из переменного сетевого напряжения. Импульсная последовательность (эпюра 15 фиг.2) определяет порядок открывания нижнего ряда трех транзисторов коммутатора напряжения, переключая трехфазный выход коммутатора напряжения на отрицательную полярность постоянного напряжения. На трех выходах коммутатора напряжения формируются двухполярные напряжения (эпюра 16 фиг.2), сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120 электрических градусов, при этом токи (эпюра 17 фиг.2) в обмотках статора асинхронного электродвигателя практически представляют синусоидальную форму. После снятия с входа 1 устройства напряжения высокого уровня на выходе интегратора 2 напряжения происходит плавное убывание значения напряжения, что приводит к уменьшению длительности выходных импульсов широтно-импульсного модулятора 8 и выходной частоты генератора 3. Таким образом, разгон и торможение устройства осуществляются плавным нарастанием и убыванием частоты и величины питающего обмотки статора асинхронного двигателя напряжения в соответствии с плавным изменением напряжения на выходе интегратора напряжения.

Использование предложенного устройства для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя, например, в составе привода стирально-отжимной машины в сравнении с аналогом обеспечивает плавное регулирование скорости вращения барабана в широком диапазоне и высокие механические характеристики.

Устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и двоичный счетчик импульсов, а также последовательно соединенные постоянное запоминающее устройство, формирователь импульсов и коммутатор напряжения, предназначенный для включения в цепь электродвигателя рабочего напряжения, отличающееся тем, что в устройство введены выпрямитель переменного напряжения, компаратор напряжения, интегратор напряжения, регистр и последовательно соединенные второй генератор импульсов и широтно-импульсный модулятор, вторым входом подключенный к входу первого генератора импульсов, к первому входу компаратора напряжения и к выходу интегратора напряжения, вход которого является входом устройства, выход компаратора напряжения, на второй вход которого подается опорное напряжение, соединен с управляющей шиной постоянного запоминающего устройства, старшая адресная шина которого подключена к выходу широтно-импульсного модулятора, а младшие адресные шины - к выходам регистра, входы которого соединены с выходами двоичного счетчика импульсов, а синхронизирующий вход - с выходом второго генератора импульсов, второй вход коммутатора напряжения подключен к выходу выпрямителя переменного напряжения, на вход которого подается сетевое напряжение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к полупроводниковой технике, и может быть использовано на электроподвижном составе для управления тяговыми электрическими машинами переменного тока, электродвигателями переменного тока технологических установок, электротермическими установками и другими потребителями электроэнергии, получающими питание от электрической сети переменного и постоянного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электродвигателями переменного тока. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемом приводе. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электровозах переменного тока, в системах валогенераторов судов, в обратимых системах электропитания судов, для генераторов ветроустановок, для обкаточных стендов автотракторных двигателей и в других случаях, где используется энергия от источников механической энергии с непостоянной скоростью вращения первичного двигателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах механизмов в химической и металлургической промышленности. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания асинхронных и синхронных электродвигателей напряжением свыше 3 кВ и мощностью 0,5-15 МВт от трехфазной или однофазной сети переменного тока с потреблением синусоидального тока с коэффициентом мощности, близким к единице, и рекуперацией энергии в сеть при генераторном торможении электродвигателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе переменного тока. .

Изобретение относится к электроприводу на основе асинхронных электрических машин и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. .

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к способу управления преобразователем, и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, в частности, в реверсивных электроприводах при наличии однофазной сети.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения электродвигателей. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источнике тока или источнике напряжения. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления тяговыми преобразователями локомотивов с передачей переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления тяговыми преобразователями локомотивов с передачей переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления тяговыми преобразователями локомотивов с передачей переменного тока.

Изобретение относится к электромеханическим передачам для регулирования частоты вращения и реверсирования рабочих органов механизмов. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в тяговом приводе электроподвижного состава с двигателями постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения синхронного электродвигателя с постоянными магнитами, встроенного в электрическое транспортное средство.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регулируемым электроприводам переменного тока. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регулируемым электроприводам переменного тока. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для пуска как синхронных, так и асинхронных электродвигателей. .
Наверх