Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором

 

(ii 993 572

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннк

Соцнаннстическнк

Респубннн (6I) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 21.01.81 (21) 3237399/24-07 с присоединением заявки М— (23) ПрнорнтетОпублнковано 23.01.83. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23 0 (53)Н. Кл.

Н02Р 7/62

Гееударстеепе4 кемлтет

СССР

60 делен кзееретеклл к етерьпнк (Щ т ДК612.316. .7 18. 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. Е. Данилов, В. А. Барышников, С. А. Ле

А. Г. Нуре, Е. М. Певзнер и С. П. Голев

Смоленский филиал Московского ордена Яенин и ордена Октябрьской Революции энергетическ инс титу та (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором посредством импульсного изменения сопротивления в цепи выпрямленного тока ротора.

Известно устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором (11, содержащее неуправляемый вьпрямнтель, вход которого подключен к роторной обмотке электродвигателя, а выход через дроссель шунтнрован тиристорным коммутатором, включающим основной и вспомогательный тиристоры; аноды которых соединены с обкладками коммутирующего конденсатора, блок управления тиристорами, источник напряжения подпитки, выпоженный в ви-. де трехфазного трансформатора и управ- -2o ляемого выпрямителя с блоком управления.

Однако это устройство применяется только в системах с рекупераиией энергии в сеть.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее неуправляемый выпрямитель, вхпд которого подключен к роторной обмотке электродвигателя, а выход шунтирован последовательно соединенными резистором и дросселем, основной и вспомогательные тиристоры, аноды которых соединены с обкладками коммутирующего конденсатора, а катоды соединены через индуктивность, соединенные между собой блок управления тиристорами и блок временной запержки, источник напряжения подпитки, выполненный в виде трехфазного трансформатора, неуправляемого выпрямителя и филь| рующего конденсатора, и подключенный отрицательным папосом н катоду вспомогательного тиристора, тиристор подпитки, катод которого подключен к аноду вспомогательного тири стора, два неуправлявмых вентиля, аной одного нз которых

io

30

SS

3 991 соединен с катодом основного тиристора и одним иэ выводов резистора, а катод соединен с анодом основного тиристора f2)

Недостатком этого устройства является завышение его массо-габаритных показателей из-за того, что тиристорный коммутатор подключен к резистору через неуправляемый силовой вентиль, препятствующий разряцу коммутирующего конденсатора через резистор в то время, когда основной тиристор коммутатора заперт.

Недостатком также является сильное .увеличение времени запирания тиристора подпитки в том случае, если к моменту . его отпирания напряжение на коммутирующем конденсаторе на несколько вольт ниже напряжения подпитки. Как показал опыт эксплуатации, если к моменту,отпирания тиристора подпитки напряжение на коммутирующем конденсаторе выше напряжения подпитки, тиристор подпитки при подаче отпирающего импульса просто остается закрытым, и энергия от источника напряжения подпитки в этом цикле работы не потребляется. Если к моменту отпирания тиристора подпитки напряжение на коммутирующем конденсаторе ниже напряжения подпитки не менее, чем на

10 В, процесс дозаряда коммутирующего конденсатора носит синусоидальный характер, и к концу первой полуволны, когда ток дозаряда станет равным нулю, процесс дозаряда прекращается, и тиристор подпитки надежно закрывается. Если к моменту отпирания тиристора подпитки напряжение на коммутирующем конденсаторе ниже напряжения подпитки менее, нем на 10 В, процесс дозаряда становится апериодическим и сильно затягивается, тиристор подпитки длительное время остается открытым, что может привести к закорачиванию источника напряжения подпитки через тиристор подпитки и открывающийся вспомогательный тиристор. Поскольку источник напряжения подпитки не рассчитывается на режим короткого замыкания, длительный режим является для него аварийным и тем самым снижает надежность устройства.

Йелью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, введен перезарядный тиристор, включенный встречно-параллельно вспомогательному тиристору, управляющий электрод

572 4! перезарядного тиристора подключен к выходу блока управления основным тиристором, положительный полюс источника напряжения подпитки соединен с анодом основного тиристора и с другим выводом резистора.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство для управления асинхронным электродвигателем 1 содержит неуправляемый выпрямитель 2, вход которого подключен к роторной обмотке электродвигателя, а выход шунтирован последовательно соединенным цросселем 3

1 и резис тором 4, основной тирис тор 5 и вспомогательный тиристор 6, аноды которых соединены с обкладками коммутируюшего конденсатора 7, а катоды соединены через индуктивность 8, соединенные между собой блок 9 управления тиристорами и блок 10 временной задержки, источник 11 напряжения подпитки, выполненный в виде трехфазного трансформатора 12, неуправляемого выпрямителя 13 и фильтруюшего конденсатора

14, и подключенный отрицательным полюсом к катоду вспомогательного тиристора

6 и аноду перезарядного тиристора 15, включенному встречно-параллельно тиристору 6, положительный полюс источника

11 через тирнстор 16 подпитки подключен к катоду тиристора 15 и тиристора

6, анод тиристора 16 соединен с катодом вентиля 17, анод которого соединен с анодом тиристора 5 и катодом вентиля

18, включенным встречно-параллельно основному тиристору 5, управляющей электроц переэаряцного тиристора 15 подключен к выходу блока управления тирис торами.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в некоторый момент времени блок 9 управленя тиристорами подает

° сигнал на отпирание основного тиристора.

5. Одновременно будет подан сигнал на отпирание перезаряцного тиристора 15 и на вход блока 10 временной задержки.

Ожрывшись, основной тиристор 5 зашунтирует резистор 4. Выпрямленный ток ротора начнет возрастать. До отпирания основного тиристора 5 открыт вспомогательный тиристор 6, поэтому коммутирук» щий конденсатор 7 заряжен до некоторого значения напряжения (полярность противоположна указанной на чертеже), равного падению напряжения на резисторе 4. Напряжение на конденсаторе 7 при открытом вспомогательном тиристо5 99 ре 6 йе может стать больше, чем напря жение на фильтруюшем конденсаторе

14 благодаря включению вентиля 17.

Таким образом, при открытом вспомогательном тиристоре 6 напряжение на конденсаторе 7 меньше или равно напряжению на конденсаторе 14. При отпира-. нии основного 5 и перезарядного 15 тирис торов начинается перезаряд коммутируюшего конденсатора 7 по контуру 7-5-8-15-7. К вспомогательному тиристору 6 прикладывается запираюшее напражение, равное падению напряжения на перезарядном тиристоре 15. Вспомогательный. тиристор 6 запирается. Процесс перезаряда коммутируюшего конденсатора .7 происходит по синусшщальному закону, период колебаний опрецеляется величиной коммутйруюшего конденсатора 7 и перезарядной индуктивности 8 (активное сопротивление контура принимается . равным О). В конце первой полуволны процесса переэаряда коммутирующего конденсатора 7, когда ток перезаряда станет равным нулю, пропесс перезаряда прекращается, переэарядный тиристор

15 запирается. Коммутируюший конденсатор 7 заряжается до некоторого напряжения укаэанной на рисунке полярности.

Из-юа потерь в контуре перезаряда величина этого напряжения по крайней мере на несколько десятков вольт/ниже, чем величина напряжения на фильтрукицем конденсаторе 14. В момент окончания перезаряда коммутирующего конденсатора

7 блок 10 временной задержки формирует сигнал на отпирание тиристора 16 подпитки, и начинается синусоидальный процесс доэаряда коммутирующего конденсатора 7 по контуру 7-5 -8-11-16-7.

В конце первой полуволны, когда ток дозаряда коммутируюшего конденсатора

7 станет равным нулю, процесс дозаряда прекрашается. Величина напряжения на коммутирующем конденсаторе 7 оказывается больше, чем на финьтруюшем конденсаторе 14; и тиристор 16 подпитки запирается. Схема готова к отпиранию вспомогательного тиристора 6 и гашению основного тиристора 5.

Благодаря включению вентиля 17 удается избежать такого режима работы устройства, при котором к моменту отпирания тиристора 16 подпитки напряжение на коммутируюшем конденсаторе 7 нияе. напряжения на фильтруюшем конденсаторе

14 менее, чем на 10 В, и процесс дозаряда носит апериодический характер.

1572 6

В момент времени, определяемый бло ком 9, откроется вспомогательный тиристор 6, Начнется процесс перезаряда коммутируюшего конденсатора 7 по контуру 7-6-8-18-7. К основному тиристору 5 будет пригожено обратное напряже ние, равное падению напряжения на вентиле 18. Основной тиристор 5 запрется, ток Д начнет уменьшаться. Одновременщ но происходит процесс заряда коммутирую щего конденсатора 7 по контуру 7-6-8-2-3-7. В зависимости от режима работы привода может происходить и процесс дозаряда фильтруюшего: конденсатора 1 4 д по контуру 14-8-2-3-17-14. Благодаря последнему напряжение на коммутирую-. щем конденсаторе 7 не может превысить напряжения на фильтруюшем конденсаторе

14 при открытом вспомогательном тищ ристоре 6.

Когда ток через тиристор 6 прекраЪцается, он закрывается. Однако в этом. случае процесс самопроизвольного разряда коммутирующего конденсатора 7 через . резистор 4 по контурам 7-4-8-15-7 йли 7-4-8-14/13/-16-7 исключен, так как тиристор 15 открывается одновременно с тиристором 5, а тиристор 16несколько позже. з© При следующем открывании тирнстора

5 цикл работы схемы повторяется. Следует заметить, что для рассматриваемого уетройства несущественно, какой из тиристоров, основной тиристор 5 или вспомогательный тиристор 6, откроется пер35 вым. Если первым откроется. основной тиристор 5, то первый цикл работы происходит аналогично описанному вьппе, с той лишь разницей, что отсутствует перезаряд конденсатора 7 по контуру

7-5- -15-7. Если первым откроется вспомогательный тиристор 6, то конденсатор 7 заряжается по контуру 7-6-8-4-7, а перезаряд 7 по контуру 7-645

-8-18-7 отсутствует. В остальном работа устройства не меняется. формула изобретения

Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее неуправляемый выпрямитель, вход которого подключен к роторной обмотке электродвигателя, а выход шунтирован последава тельно соединенными резистором и дросселем, основной и вспомогательные тиристоры, аноды которых соединены с обкладками комму7 99 15 тирующего конденсатора, а катоды соединены через индуктивность, соединенные между собой блок управления тиристорами и блок временной задержки, источник .напряжения подпитки, выполненный в виде трехфазного трансформатора, неуправляемого выпрямителя и фильтрующего конденсатора, и подключенный отридательным полюсом к катоду вспомогательного тиристора тиристор подпитки. катод которого!0 подключен к аноду вспомогательного тирнстора, два неуправляемых вентиля, анод .одного из которых соединен с катодом основного тиристора и одним из выводов резистора, а катод соединен с ано- 1з дом основного тиристора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введен перезарядный тиристор, включенный встречно72 8 параллельно вспомогательному тирис тору, управляющий электрод перезарядного тиристора подключен к выходу блока управления основным тиристором, положительный полюс источника напряжения подпитки соединен с анодом тнристора подпитки и с катодом второго неуправля мого вентиля, анод которого соединен с анодом основного тнристора и с другим выводом резистора.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2981011/24-07, кл. Н 02 Р 7/62, 15.09.80.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке No 2690312/24-07, кл., Н 02Р 7/62, ЭО. 11.78.