Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором

 

О П И O А-- Й-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

< «6981()6

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (32) Заявлено 140278 (21) ?579004/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. К .

Н 02 Р 1/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-83 621.313 ° 333.072.9 (088.8) Опубликовано 15,11,79. Бюллетень №

Дата опубликования описания 18.11.79 (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя a° . И. Лобов, А.Г. Нужденко, Д,И. Родькин и В.В. Каневский (71) Заявитель (5 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЬМ РОТОРОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводами Волочильных станов, конвейерных или грузоподъемных установок, а также других механизмов, нуждающихся в регулировании скорости. вращения„

Известны устройства для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, статорные обмотки которого соединены в звезду без нулевого провода, состоящие из пяти пар встречно — параллельно включенных тиристоров, образующих тиристорный коммутатор, а в каждую фазу роторной цепи включена одна ступень сопротивления (1).

Известны также устройства для управления асинхронными электродвигателями, в роторной цепи которых вве- дены параллельно соединенные между собой тиристорные коммутаторы и сопротивления, включенные последовательно с каждой обмоткой ротора и блок управления (2), При включении в цепь статора асинхронного электродвигателя с фаэным ротором тиристорного коммутатора появляется возможность регулирования подводимого к двигателю напряжения путем изменения угла открывая и я т ирис т оров к оммут ат о ра, Однако при этом уменьшается момент электродвигателя пропорционально квадрату питающего напряжения, .При снижении питающего напряжения и неизменном статическом моменте необ- ходимо заранее завышать мощность электродвигателя, а следовательно и его габаритные размеры и установленную массу, Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, которое содержит параллельно соединенные между собой сопротивления и коммутаторы, включенные в каждую фазу обмотки ротора последовательно, блок сравнения, входы которого соединены с блоками обратной связи и задания скорости (3).

Работа известного устройства основана на принудительном задании частоты тока ротора, выделение которой производится переключением с желаемой частотой ЭДС ротора управляемыии тиристорами, Это устройство обладает небольшой надежностью работы, так как имеет

698106 большое количество элементов в схеме, большие габариты и высокую стоимость.

Силовая схема устройства с принужденным заданием частоты тока ротора сложная и обязательно должна содержать блоки гашения коммутирующих тиристоров.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Цель достигается тем, что устройство для управления асинхронным 10 электродвигателем с фазным ротором, содержащее параллельно-соединенные между собой сопротивления и коммутаторы, включенные в каждую фазу обмотки ротора последовательно, блок сравнения, входы которого соединены с блоками обратной связи, задания скорости, дополнительно снабжено в кажцой фазе роторной цепи блоками выделения нулевого. уровня напряжения и блоками задержки, причем выход каждого блока выделения нулевого уровня напряжения подсоединен к блоку обрат.; ной связи и к первому входу блока задержки, второй вход которого соединен с блоком сравнения, а выход — с коммутатором.

На чертеже показана блок-схема устройства для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором.

Устройство содержит блок 1 выделения нулевого уровня напряжения, соединенный с блоком 2 обратных свяэей1 блок 3 задания скорости, подключенный к блоку 4 сравнения, второй вход которого соединен с блоком 2 обратных связей, а выход — с блоком 5 задержки. Выход блока задержки подключен к коммутатору б, связанному с асинхронным двигателем, выполненным с фаз- 40 ными обмотками 7 на статоре и фазными обмотками 8 на роторе, причем обмотки ротора соединены последовательно с сопротивлениями 9, к которым подсоединены коммутаторы б, 4г

При подаче на статорную обмотку 7 асинхронного электродвигателя питающего напряжения переменного тока индуктируется ток в обмотках 8 ротора.

На вход блока выделения нулевого 5ц уровня 1 подается напряжения ротора, который контролирует момент перехода напряжения обмотки 8 ротора через нулевое положение. В момент перехода напряжения обмотки 8 ротора через нуль (когда оно становится положительным) блок 1 выдает разрешение на включение блока 5 задержки. Сигнал управления задерживается в блоке 5 на время, пропорциональное напряжению, заданному блоком 4 сравнения.

При пуске электродвигателя время задержки в блоке 5 должно быть менее полупериода питающего напряжения переменного тока. Если время задержки управляющего сигнала при пуске равно половине периода питающего напряжения сети, то это значит, что в цепь ротора введено добавочное сопротивление, а если меньше — то результирующий ток при том же значении скорости выше благодаря тому, что тиристоры коммутаторов б частично шунтируют сопротивления 9. Аналогично происходит в других фазах, но со сдвигом на 2/3 и 3/4at, При пуске электродвигателя длительность времени включения тиристоров коммутаторов б может не изменяться, если нет необходимости в ограничении токов, моментов или других параметров электропривода.

По истечении заданного времени блок 5 задержки выдает сигнал управления коммутатору б, включенному в той фазе обмотки 8 ротора, в которой блоком 1 выделения нулевого уровня определяется напряжение обмотки 8 ротора, и оно было равно нулю. Один тиристор коммутатора б шунтирует сопротивление 9. При переходе напряжения обмотки 8 ротора асинхронного электродвигателя в этой же фазе через нуль, когда оно становится отрицательным, другой тиристор коммутатора б открывается, а первый закрывается, далее цикл повторяется для другой фазы, третьей и т ° д.

При регулировании скорости вращения ротора асинхронного двигателя длительность времени задержки в блоке

5 может автоматически изменяться в функции скорости, тока, ЭДС, скольжения или другой величины, подаваемой на вход блока 2 обратных связей.

При торможении электродвигателя задержка управляющего сигнала максимальная, что соответствует полному введению сопротивления 9 в каждую фазу роторной цепи. Далее электродвигатель останавливается под действием статической нагрузки или свободного выбега, При необходимости осуществления экстренного торможения можно использовать в статорной цепи противовключение с полностью введенными сопротивлениями в роторной цепи.

Использование данного устройства управления асинхронным двигателем с фазным ротором .обеспечивает улучше" ние энергетических показателей при регулировании частоты вращения двигателя, так как устройство автоматически в зависимости от нагрузки на валу регулирует величину роторного сопротивления, обеспечивает получение жестких механических характеристик в замкнутой системе регулирования, плавный пусК в разомкнутой системе, простоту, малые габариты и низкую dòoèìoñòü, 698106

Формула изобретения

Составитель В, Тарасов

Ко екто И. Стец

Редактор В. Трубченко Тех ед М. Петко

Заказ 6941/ 38 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее параллельно соединенные между собой сопротивления и коммутаторы, включенные в каждую фазу обмотки ротора последовательно, блок сравнения, входы которого соединены с блоками обратной связи и задания скорости, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в устройство введены блоки выделения нулевого уровня напряжения в каждой фазе обмотки

РотоРа и блоки задержки, пРичем выход каждого блока выделения нулевого уровня напряжения подключен к блоку обратной связи и к первому входу блока задержки, второй вход которого соединен с блоком сравнения, а выход — с коммутатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Герасимяка P.Ï. и др. Электроприводы крановых механизмов, М., Энергия, с. 101, 1970.

2; Петров Л.П. и др..Моделирование асинхронных электроприводов с тиристоряым управлением,М., Энергия, с.73,1977.

3. Терехова В,М. и др. Асинхронный электропривод с тиристорным управлением, регулируемый выделением принудительной частоты тока ротора, доклады 1 Всесоюзной конференцни пО автоматизированному электроприводу

Тбилиси, т. 1, с, 5, 1968.