Способ управления реверсивным двухфазным асинхронным двигателем

 

I описАние и зоб Рете н ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 546076 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено09,11,71 (2)) 1712380/07 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано05.02.77. Бюллетень № 5 (4б) Дата опубликования описания12.04.77 (51) М. Кл. Н 02 P 5/28

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам иэаоретений и открытий (53) УДК 62 1 . 3 1 6. 7 1 8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Т. А. Глазенко и В. И. Хрисанов (71) Заявитель

Ленинградский институт точной механики и оптики (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ДВУХФАЗНЫМ

АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к технике автоматического управления и регулирования, в частности к способам управления реверсивным двухфазным асинхронным двигателем.

В известных способах, использующих ре- 5 жим совместного включения тиристоров обоих плеч моста, управление двухфазным асинхронным двигателем производится при работе усилителя-преобразователя либо в релейном режиме, следствием чего является отсутствие 10 плавного регулирования скорости вращения (1), либо в режиме непрерывного усиления, но без применения модулированных по ширине и с фиксированным положением заднего фронта импульсов управления (21. В послед-15 нем случае механические характеристики получаются прерывистыми и неустойчивыми.

Белью изобретения является получение устойчивых механических и плавных регулировочных характеристик двигателя в различ-20 ных режимах его работы и при любых значениях входного сигнала.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу включение тиристоров обоих плеч усилителя-преобразователя произво- > дится модулированными по ширине импульсами управления, имеющих фиксированное поло» жение задних фронтов в течение полуволн обратного для включаемого тиристора напряжвния питания.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема системы, с помощью которой реализуется описываемый способ„.на фиг. 2, 3 и 4- - временные диаграммы токов и напряжений, поясняющие его сущность.

Асинхронный двухфазный двигатель 1 с обмотками управления 2 и 3 и фазосдвигаюшим конденсатором 4 подключен к источнику питания через тиристорный преобразователь, состоящий из встречно-параллельно включенных тиристоров 5, 6, 7, 8.

При наличии входного сигнала в момент времени CUt = < включается тиристор 5 (фиг. 3 ). Происходит заряд конденсатора 4.

Через обмотки управления 2 и 3 протекают токи 4. и 1 причем и за наличия конденсатора 4 ток с носит опережающий характер. В результате появления вращающегося магнитного поля возникает электромагнитный момент двигателя. Напряжение кон546076 денсатора через открытый тиристор 5 прикладывается к тиристору 7. Поскольку у реальных двухфазных двигателей напряжение на конденсаторе по фазе отстает от напряжения питания, то в этом случае и анодное на- пряжение тиристора 7 будет отставать по фазе относительно Uz . Следовательно, тиристор имеет возможность включаться в моменты времени, соответствующие отрицательной полуволне напряжения питания.

На фиг..З показано, что после момента времени Out = A. анодное напряжение тиристора U увеличивается по мере заряда конденсатора, оставаясь при этом сдвинутым по фазе в сторону запаздывания относительно

15 напряжения Uп . В момент времени M4=*g1 соответствующий тому же входному сигналу, происходит включение тиристора 7. Напряжение конденсатора прикладывается к тиристору

5, выключая его. Конденсатор 4 разряжается

20 через обмотку 2 и источник питания. После разряда конденсатора к тиристору 5 вновь прикладывается напряжение в прямом направленки. Благодаря широкому управляющему

25 импульсу тиристор 5 включается вновь. Начиная с этого момента, в преобразователе устанавливается режим совместной проводимости тиристоров 5 и 7, который продолжается до момента выключения тиристоров 5 и

7, когда токи через них = и уменьшатся до нуля. При отрицательной полуволне U> включаются тиристоры 6 и 8, и процессы протекают аналогичным образом.

С изменением фазы (полярности ) входного сигнала опережающее включение имеют тиристоры 6 и 8, двигатель реверсируется.

В интервале совместной проводимости тиристоров конденсатор 4 замкнут накоротко, обмотки 2 и 3 подключены непосредственно 4О к источнику питания, и через них под действием ЗДС самоиндукции протекают совпадающие по фазе импульсы тока 4 и 4

Таким образом B этом интервале во вращающемся двигателе возникает тормозной мо- 4 мент. Величина результирующего, среднего момента двигателя определяется соотношением длительностей интервала проводимости, когда проводит ток только один тиристор, и интервала совместной проводимости, когда 50 ток проводят одновременно тиристоры прямого и обратного хода двигателя. При увеличении входного сигнала продолжительность совместной проводимости тиръжоров уменьшается, и средний вращающий момент двигателя M увеличивается. При максимальном входном сигнале включаются тиристоры только прямого (обратного) хода двигателя, средняя ве личина электрома1 нитного момента двигателя принимает максимальное значение. Как

60 известно, возникновение мгновенных тормозных моментов в интервалах совместной проводимости тиристоров (что происходит дважды за период) обуславливает демпфируюший эффект двухфазного асинхронного двигателя при импульсном управлении. В результате повышается жесткость механических и плавность регулировочных характеристик двигателя. Физически это объясняется тем, что при данном способе импульсного управления длительность интервала, соответствующая двигательному режиму, не увеличивается с увеличением скорости вращения, а зависит только от входного сигнала. С увеличением скорости вращения увеличивается величина тормозного момента, обуславливая тем самым снижение среднего вращающего момента и увеличение жесткости механических характеристик. По этой же причине величины скоростей холостого хода уменьшаются при уменьшении входного сигнала. Поэтому регулировочные характеристики получаются устойчивыми и плавными.

Применение данного способа управления по сравнению с известными позволяет получить более качественные механические характеристики двигателя, которые по жесткости не уступают аналогичным характеристикам при амплитудном управлении or источника синусоидального напряжения. Следует также отметить высокую надежность схемы, так как преобразователю не угрожает режим сквозного короткого замыкания. Управление двигателем осуществляется устойчиво и плавно во всех режимах работы двигателя и во всем диапазоне изменения углов включения тиристоров. формула изобретения

Способ управления реверсивным двухфазным асинхронным двигателем, питаемым от тиристорного преобразователя переменного тока путем совместного включения тиристоров противоположных плеч, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения во всех режимах работы устойчивых механических и плавных регулировочных характеристик двигателя, совместное включение тиристоров противоположных плеч производят с помощью модулированных по ширине импульсов управления, имеющих фиксированное положение задних фронтов в течение полуволн обратного для включаемого тиристора напряжения питания, 546076

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Панкратьев Л. ЕЬ и др. Следяший при- вод переменного тока с полупроводниковыми усилителями . "Энергия", 1866, стр. 83-86 (прототип) .

2. А, ФаЪгачеп. Cantroffsn(f.he speed of

sma8P 1лаыctiOn motors 59 means ot

ther stars, phillips techn caB геиеж. чоР 28 а, 4987.

546076

Редактор И. Шеекии ï 5g

7я

Составитель Т. Васильеве

Техред О. Луговая Корректор С. шекмар

Заказ 223/1 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4