Устройство для управления асинхронным электродвигателем
(!1) 73154О
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.08.74 (21) 2050904!24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.-з
Н 02Р 5/42
ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень X 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (53) УДК 621.314.632 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
Г. И. Чапцев и Б. А. Дикарев (71) Заявитель
}
1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЙМ-
ЭЛ ЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ
Изобретение относится к электротехнике, а именно к усилительным устройствам автоматического у правления.
Известно устройство для управления асинхронным двигателем с применением трансформатора на двух дросселях насыщения, построенное на принципе широтноимпульсного управления в пределах одного полупериода питающего напряжения (1).
Недостаток данного устройства — невысокий КПД.
Наиболе близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления асинхронным электродвигателем (2). Это устройство управления содержит дифференциальный трансформатор, выполненный на двух идентичных сердечниках с общей выходной обмоткой, подключенной к обмотке управления двигателя двумя встречно-включенными идентичными сетевыми обмотками, расположенными на каждом сердечнике и питающимися от источника переменного тока, и двумя раздельными обмотками управления, намотанными на каждый сердечник, включенными встречно и шунтированпыми двумя тиристорами, а также пик-генератор с фазо-импульсным управлением, имеющий два выхода, каждый из которых подключен к управляющим электродам тиристоров.
В этом устройстве наличие дополнительных сдвигов по фазе между напряжением управления и возбуждения двигателя, а также между переменным опорным напря5 жением пик-генератора и напряжением на обмотках управления за счет питания от различных источников приводит к уменьшению момента иа валу двигателя, а также к неточности формирования импульсов управления по фазе.
Цель изобретения — повышение КПД.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для управления асинхронным электродвигателем, дифференциальный трансформатор дополнительно снабжен четырьмя дополнительными обмотками, первые две из которых соединены последовательно и подключены к выводам для подключения к электродвигателю, а две
®О другие, также соединенные последовательно — к формирователю импульсов, причем пары дополнительных обмоток включены согласно сетевым.
На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства для управления асинхронным электродвигателем; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства в статике (фиг. 2,а) и в работе (фиг. 2,o).
731540
11 81 UC 11 82 . 1 1
I, ч, 2 14 и 2 1412
50 так как
81 14 8 Ф а 81 82)
14 11 14 l2
55 трансn — коэффициент формации;
U — напряжение сети:
И40 042 R81 12I82 — число витков Оомоток
4 и 8, расположенных 60 на первом и втором сердечниках трансформатора 1.
Это поясняется диаграммами фиг. 2,а.
U8Ið U82 — напряжение на каждой поло- 05 где
Устройство содержит дифференциальный трансформатор 1, формирователь 2 импульсов, выходную оомотку 3, дополнительную обмотку 4, обмотки 5, б управления, дополнительную обмотку 7, сетевые обмотки 8, тпристоры 9, 10, асш1хрон ый двигатель 11, фазосдвпгающий конденсатор 12.
Jl IIôôåðåíöèà8iüíûé трансформатор 1 выполнен на двух пдентп шых сердечниках с общей выходной обмоткой 3, подключенной I0 к обмотке управления асинхронного двигателя 11 двумя встречно-включенными идентичными сетевыми обмотками 8, расположенными на каждом сердечнике и питающимися от источника переменного тока, 15 раздельными обмотками 5, 6 управления, намотанными на каждый сердечник, включенными последовательно встречно и шуптированными тиристорами 9, 10. Трансформатор 1 снабжен дополнительными обмотками 4, 7, намотанными аналогично сетевой обмотке 8, одна из которых (4) через фазосдвигающий конденсатор 12 подключена к обмотке асинхронного двигателя 11, а другая (7) — к формирователю 2. Обмотка 4 служит для питания цепи возбуждения двигателя, обмотка 7 обеспечивает питание формирователя 2. Выходы формирователя 2, предназначенного для управления тиристорамп 9, 10, подключены к управляющим электродам тпристоров 9, 10.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии импульсов управления па управляющих от формирователя 2, элек- З5 тродах тиристоров 9, 10 от пик-генератора напряжение на выходной обмотке 3 дифференциального трансформатора 1 равно нулю за счет того, что магнитные потоки, создаваемые сетевыми обмотками 8 в каж- 40 дом сердечнике одинаковы по величине, противоположны по направлению и суммарный магнитный поток равен нулю. Магнитные потоки в сердечниках наводят в каждой половине обмотки 4 равные ЭДС, 45 половины обмоток включены последовательно встречно, поэтому они суммируются и результирующее напряжение будет
4 вине сетевых обмоток 8, которые равны половине напряжения сети; с 4ь U!2 — напряжения на каждой половине обмотки 4, которые суммируются и в сумме составляют U4. Напряжение U8 на обмотке 3 равно нулю.
Прп включении одного In тиристоров импульсами формирователя 2 (например, 9) в момент времени т = ..т/2 первый сердечник насыщается, индуктивное сопротивление обмотки w81 практически уменьшается до нуля и все напряжение сети прикладывается к обмотке w82. В обмотке 3 наводится ЗДС, пропорциональная по длительности входному сигналу, т. е. Iia обмотке управленияя появляются широтно-импульсные сигналы (фиг. 2,6). При этом ЭДС, наводимая в обмотке 4, будет 7С 1@82 е4 — 2 —.— =U, n, 2 И.12 т. е. напряжение на обмотке 4 в любом случае имеет неизменную амплитуду, что позволяет использовать ее для питания обмотки возбуждения двигателя. Работа устройства при включении тиристора 9 в момент времени t = л/2 поясняется графиками фиг. 2,6. Аналогичным образом протекает работа устройства при фазоимпульсном управлении тиристорамп в течение всего полупериода питающего напряжения.
Идентичные процессы протекают и в обмотке 7. Напряжения, снимаемые с обмоток 4, 7, будут постоянной амплитуды.
Таким образом, питание всех фазочувствительных цепей от одного источника выходного трансформатора позволяет уменьшить фазовые сдвиги и увеличить точность формирования импульсов по фазе.
Использование дифференциального трансформатора одновременно и в качестве силового трансформатора не только для питания фазочувствптельных цепей самого усилителя для следящих систем, но и для питания обмотки возбуждения двигателя и питания постоянными токами (после вьшрямления и фильтрации) всех каскадов предварительного усиления позволяет уменьшить вес и габариты усилительного устройства в целом, повысить момент двигателя, точность формирования сигналов управления и уменьшить ошибку следящей системы.
Формула изобретен ия
Устройство для управления асинхронным электродвигателем, в обмотку возбуждения которого включен конденсатор, содержащее дифференциальный трансформатор, выполненный на двух идентичных сердечниках г общей выходной обмоткой, подключенной к выводам для подключения к асинхронному
731540
U2,) электродвигателю, двумя встречно включенными сетевыми обмотками, расположенными на каждом сердечнике и питающимися от источника переменного тока, и двумя раздельными обмотками управления, выполненными на каждом сердечнике и шунтированными двумя тиристорами, управляемыми от формирователя импульсов, синхронизированного с питающим напряжением, отл и ч а ющсеся тем, что, с целью повышения КПД, дифференциальный трансформатор дополнительно снабжен четырьмя дополнительными обмотками, первые две из которых соединены последовательно и подключены к выводам для подключения к электродвигателю, а две другие, также соединенные последовательно,—
5 к формирователю импульсов, причем пары дополнительных обмоток включены согласно сетевым.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
io 1. Авторское свидетельство СССР
У 147667, кл. 21dР 18/01, 1964.
2. Авторское свидетельство СССР
М 156209, кл. Н 02Р 5/42, 1961.
731540 81
81 вг 82
Фиг. 2
Редактор И. Грузова
Заказ 756/18 Изд. № 286 Тираж 798 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель О. Парфенова
Техред В. Серякова
Корректоры: Л. Тарасова и Е. Хмелева
