Асинхронный тиристорный электропривод

 

(72) А вторы изобретения

Р. П. Герасимяк и Г. И. Шойхет

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (84) АСИНХРОННЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ

ЭЛЯКтРОПРИВОД

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области электроприводом переменного тока и может быть использовано в подъемно-транспортных механизмах.

Известны асинхронные тиристорные электроприводы с отрипательной обратной связью по напряжению тахогенератора fl).

Основным недостатком, ограничивающим применение тахогенераторов в качестве датчиков скорости, является не

\ обходимость использования дополнительной электрической машины постоянного тока, требующей места для установки и точной центровки с валом двигателя,, а в ряде случаев — и второго свободного конца вала двигателя.

Известны асинхронные электроприводы, в которых обратная связь по частоте токов ротора используется для дис- кретного управления двигателем, в котором частота токов ротора снимается непосредственно с колец двигателя, . преобразуется в постоянное напряжение, которое сравнивается с заданным. Уйравление двигателем (пуск, торможение) осуществляется ступенчатым переключением контакторов в цепи ротора j2j.

Преобразователь пе может быть использован для непрерывного управления двигателем вследствие невысокой точности его работы.

Известен также асинхронный тиристорЮ ный электропривод, включающий асинхронный двигатель с фазным ротором, тиристорный коммутатор с блоком фазового управления, включенный в цепь ротора асинхронного двигателя, последовательно соединенные з6дяющее уст ройство, блок сравнения, выход которого связан со входом блока фазового .управления и ютчик частоты токов ро тора 13) .

Однако известное устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что требуется аналоговая вычислительная машина с интеграторами, блоками умножения, деления и пр. Точность рабо714608

Ф

3 ты такой системы в большой степейи зависит от качества настройки каждого элемента вычислительной машины, что представляет определенную трудность.

Целью изобретения являются повышение жесткости -механических характеристик, упрощение эксплуатации и повышение надежности.

Для это1о в известном асинхронном тиристорном электроприводе датчик чйстоты токов ротора выполнен в виде последовательно соединенных фильтра, формирователя прямоугольных сигналов, сумматора, формирователя стандартных импульсов, преобразователя частоты в напряжение и усилителя-сумматора, причем выход последнего подключен к одному из входов блока сравнения, а вход фильтра подключен к кольцам ротора двигателя.

На фиг. 1 представлейа схема"си -ловой части электропривода и структурная схема цепи обратно" ; на фиг.

2 †. структурная схема датчика частоты токов ротора.

Асинхронный тиристорный электропривод содержит асинхронный двигатель с фазным ротором 1, тиристорный коммутатор 2 с блоком 3 фазового управления, задающее устройство 4, блок 5 сравнения, выход которого связан со входом блока 3 фазового управления и датчик 6 частоты токов ротора, вход которого подключен к кольцам ротора двигателя, а выход — к одному из входов блока сравнения.

На фиг. 2 изображен датчик частоты токов ротора, состоящий из последовательно соединенных фильтра 7, формирователя 8 прямоугольных сигналов, сумматора 9, формирователя 10 станцарт- йых импульсов, преобразователя 11 частоты в напряжение, усилителя-сумматора

12.

Основная сложность, возникающая при использовании частоты токов ротора в качестве сигнала обратной связи, это наличие высших гармонических в кривой тока ротора при тиристорном управленйи в то же время лишь частота любой одной (в частности, первой) гармонической токов ротора (lpq ) прямо пропорциональна скольжению

=К 5, где - частота токов статора.

Кроме того, известно, что с изменением скорости меняется не только частота,,но и амплйтуда напряЖейия ротора, I

Датчик обратной связи преобразует частоту искаженного тиристорами тока ротора в найряжение, пропорциональное скорости двигателя.

Фильтр выделяет первую гармоническую напряжения частотой Хр, которое поступает на формирователь прямоугольных сигналов. Последний ограничивает амплитуду первой гармонической напря10 жения, превращая ее в прямоугольные сигналй той же частоты, но постоянной амплитуды, не зависящей от скольжения.

Прямоугольные сигналы .трех фаз поступают на сумматор, который складывает

15 их, утраивая таким образом частоту.

Сигнал утроенной частоты, попадая ца

1 формирбватель стандартных импульсов, превращается в сйгналы той же часЯО тоты, но одинаковой формы и плошади

1 независимо от частоты следования, т.е. от периода частоты р .

Преобразователь .частоты в напряжение преобразует эти сигналы утроенной частоты в напряжение, величина которого пропорциональна "частоте следования стандартных импульсов, т.е. скольжению Я: 0 =1 ==5 р

Преобразователь частоты в напряже30 ние построен на основе известного активного фильтра низких частот с применением операционного усилителя постоянного тока. Такой фильтр обеспечивает высокий коэффициент передачи и мини3» мальное запаздывание выходного сигнала известно, что скорость щ> =3-9

Э

Таким образом, имея сигнал 0, несложно получить сигнал, пропорциональный скорости: (000 В) k )oc™ где0оп- постоянное опорное напряжение.

Последнюю операщпо и реализует;усилитель-сумматор„алгебраически сумми45 рующий подводимые напряжения U u

on

U>. и усиливающий сигнал, пропорциональный скорости в К раз, Выходное напряжение датчика частоты токов ротора монотонно изменяет$0 ся от +10 В до -10 В при изменении .частоты первой гармонической тока ротора от 25 до 75 Гц, что повзоляет надежно работать при скольжениях, лежаших в пределах 0,5 + 1,5. Таким образом, обеспечиваются устойчивые пониженные скорости двигателя в пределах от +0,5 до -0,5 номинальной (когда

1 последний работает в двигательном режи-, ме и в режиме противовключения), ффВУЖ

5 71

Конструктивно (6) может быть выполнен в виде печатных плат, на которых: монтируются транзисторы, диоды, ре- зисторы, интегральные микросхемы.

Замыкание системы (фиг. 1) с помощью предлагаемого датчика частоты,токов ротора позволяет получить жесткие механические характеристики.

Таким образом, датчик частоты токов ротора, обеспечивая требуемые статические и динамические характеристики, является экономичнее, надежнее приме - няющегося в настоящее время тахогенеpampa; и позволяет упростить эксплуатацию привода и применять асинхронный тиристорный электропривод в тех случаях, когда тахогенератор сложно или вообще невозможно установить на механизме.

Формула изобретения

Асинхронный тиристорный электро- . привод, содержащий асинхронный двига« тель с фазным ротором, тиристорный коммутатор с блоком фазового управле- . ния, включенный в цепь ротора асинхронного двигателя последовательно соединенные задающее устройство, блок срав46 08 6 нения, выход которого связан со входом блока фазового управления, и датчик частоты токов ротора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения жесткости механических характеристик, упрощения эксплуатации и повышения " надежности; датчик частоты токов ротора выполнен в виде последовательно соединенных фильтра, формирователя прямоугольных сигналов, сумматора, формирователя стандартных импульсов, преобразователя частоты в напряжение и усилителя-сумматора, -причем выход последнего подключен к одному из входов блока . 15,,сравнения, а вход фильтра подключен к кольцам ротора двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шубенко В. А., Браслажкий И. Я.

Тиристорный асинхронный электропривод с фазоным управлением, М., Энергия, 1972, с. 200.

2,.pereira %codes Cetso Luis Йит, .оСаоог de frequencia Р!Мадоннde

» i!evantaniento "Mun6o eeet", 1914,1s, 4-314,с. 34-31

З; Abbondanti A.,Âreãåeè Н В.Соп1го6 ог induction и о1ог drives 5> ММММв oR а 561р ур.иа6 "GoYIR.Rec-kh.Annv

Mut. ХЕЕЕ 2 <3 AppP. Soc, Р Ы5ццгg*, И14, КЕч-3OrQ, N Y 1914-, С.84 -85о.

714608

Составитель E. Перемыслова

Редактор Ю. Челюканов ТехредЛ. Алферова Корректор Н. СТеи

Заказ 9310/58 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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