Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1192094 Н 02 Р 54 ИЯ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Могилевский машиностроительный институт(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее тиристорный коммутатор в фазах статорной обмотки электродвигателя, управляющие электроды тиристоров коммутатора через три блока управления соответственно соединены с выходами трех синхронных КЬ-триггеров, Ь-входы которых соединены с Я-выходом Ю-триггера, а К-входы синхронных КЯ-триггеров соединены с Я-выходом Ю-триггера, с блокирующим входом блока сравнения частот и первым входом первого блока задержки, С-входы синхронных КЯ-триггеров подключены соответственно к выходам трех элементов 2 ИЛИ, один вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, а другие входы элементов 2 ИЛИ соединены с выходом второго блока задержки, вход которого соединен с выходом элемента ЗИЛИ и вторым входом первого блока задержки, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключевого элемента, через который вход блока синхронизации связан с выводами для подключения к трехфазному источнику питания, блок задания частоты вращения электродвигателя, выходом подключенный к одному из входов блока сравнения частот, выход которого соединен с Ь-входом К 5- триггера, отличающееся тем, чтос целью улучшения статических характеристик, в него введены четвертый и пятый элементы 2 ИЛИ, элемент 2 И, блок потенциальной развязки, задающий генератор, реверсивн/й регистр сдвига, выход которого соеди- неМ с К-входом КЯ-триггера, вход сдвига реверсивного регистра сдвига подключен квыходу четвертого элемента 2 ИЛИ, один вход которого соединен с вторым входом ф/ блока сравнения частот и через блок потен- д ф циальной развязки подключен к статорной обмотке электродвигателя, другой вход четвертого элемента 2 ИЛИ соединен с входом Я реверса реверсивного регистоа сдвига и выходом элемента 2 И, к одному входу которого подключен Я-выход Ю-триггера, а к другому входу подключен выход пятого элемента 2 ИЛИ, входы которого соединены с выходами задатчика частоты вращения и задающего генератора, входы элемента ЗИЛИ соединены с входами блоков управления, (,)-выход К-триггера через задающий генератор подключен к входам записи и-го разряда реверсивного регистра сдвига.Цель изобретения - улучшение статических характеристик,На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя 1 содержит тиристорный коммутатор 2 в фазах статорной обмотки электродвигателя 1, управляющие электроды тиристоров коммутатора 2 через три блока 3, 4 и 5 соответственно соединены с выходами трех синхронных КЯ-триггеров 6, 7 и 8, 8-входы которых соединены с Я-выходом К 5-триггера 9, а К-входы синхронных КЯ-триггеров 6, 7 и 8 соединены с Я-выходом К 8-триггера 9, с б;пжируюшими входом блока 1 О сравнения частот и первым входом первого блока 1 задержки, С.входы синхронных КЯ-триггеров 6, 7 и 8 подключены соответственно к выходам трех элементов 2 ИЛИ 12, 13 и 14, один вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом блока 15 синхронизации, а другие входы элементов 2 ИЛИ 12, 13 и 4 соединены с выходом второго блока6 задержки, вход которого соединен с выходом элемента ЗИЛИ 17 и вторым входом первого блока 11 задержки, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключевого элемента 18, через который вход блока 5 синхронизации связан с выводами для подключения к трехфазному источнику питания, блок 19 задания частоты вращения электродвигателя, выходом подключенный к одному из входов блока 10 сравнения частот, выход которого соединен с 5-входом КЯ-триггера 9, выход реверсивного регистра сдвига 20 соединен с К-входом КЯ-триггера 9, вход сдвига реверсивного регистра. сдвига 20 подключен к выходу четвертого элемента 2 ИЛИ 21, один вход которого соединен с вторым входом блока 10 сравнения частот и через блок 22 потенци.- альной развязки подключен к статорной обмотке электродвигателя 1, другой вход четвертого элемента 2 ИЛИ 2 соединен с входом реверса реверсивного регистра сдвига 20 и выходом элемента 2 И 23, к одному входу которого подключен (;)-выход КЯ-триггера 9, а к другому входу подключен выход пятого элемента 2 ИЛИ 24, входы которого соединены с выходами задатчика 9 частоты вращения и задаюгцего генератора 25, входы элемента ЗИЛИ 17 соединены с входами блоков 3, 4 и 5 управления, Я-выход КЯ-триггера 9 через формирователь одиночных имИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании электроприводов с асинхронным электродвигателем, питаемым от источника электроэнергии через управляемый коммутатор, в механизмах со значительными маховыми массами. 5 1 О 15 20 25 за 35 40 45 50 55 пульсов 26 подключен к входам записи и-го разряда реверсивного регистра сдвига 20,Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя работает следующимобразом.Включение электродвигателя 1 осуществляется переводом КЯ-триггера 9 в состояние 1, при этом на 5-входы установки в единицу синхронных КЬ-триггеров 6, 7 и 8 поступает напряжение, На выходах синхронных КЬ-триггеров 6, 7 и 8 единичный сигнал отсутствует до появления на тактовых С-входах импульсов с элементов 2 ИЛИ 12, 13 и 14. При прохождении линейными напряжениями источника электроэнергии максимальных значений (например )Ас), на двух соответствующих выходах блока 15 синхронизации появляются импульсы напряжения, под действием которых триггеры 6 и 8 переводятся в состояние с единичными сигналами на выходах, при этом блоки управления 3 и 5 вырабатывают и подают на тиристорный коммутатор 2 управляющие импульсы, За счет этого производится подключение двух обмоток статора к фазам источника электроэнергии и в момент максимума линейного напряжения между ними.Одновременно сигналчерез элемент ЗИЛИ7 поступает на входы блоков 11 и 16, первый из которых, воздействуя на управляемый ключевой элемент.18, отключает блок 5 синхронизации от источника электроэнергии, а второй обеспечивает задержку своего выходного сигнала на чет,- верть периода напряжения источника эггектроэнергии. Поэтому подключение третьей обмотки статора производится при максимуме фазного напряжения. Таким образом, электродвигатель 1 детерминировано подключается к.источнику электроэнергии.Начиная с момента включения, последовательность импульсов частоты сети (либо кратная частоте сети) через элемент 21 и блок 22 поступает на вход сдвига реверсивного регистра сдвига 20 и с каждым поступившим импульсом сигнал 1 перемещается на выходах и+ 1, п+ 2, п + 3 и т.д. регистров. При появлении сигналана выходе последнего разряда КЯ-триггер 9 переводится в нулевое состояние, что вызывает отключение триггеров 6, 7 и 8, блоков управления 3, 4 и 5 и коммутатора 2. Асинхронный электродвигатель 1 отключается от источника электроэнергии и тормозится моментом сопротивления.При выключении триггера 9 элемент 26 формирует короткий импульс, который переводит реверсивный регистр сдвига 20 в состояние 1 на выходе и-го разряда, После этого на вход сдвига регистра сдвига 20 поступают импульсы с переменной частотой ЭДС, наводимой на обмотках статора зату;1192094 Составитель В. ПереТехред И. ВересТираж 645И Государственногоделам изобретенийосква, Ж - 35, РауПатент, г, Ужгор мыслова Коррек Полни комитета С и открытий шская наб.,од, ул. Прохающим полем ротора, а на вход реверса через элемент 2 И 23 - импульсы с выходов блока 19 задания частоты вращения и задающего генератора 25 после суммирования их количества элементом 2 ИЛИ 24. Число импульсов, поступивших на вход сдвига, определяется средним значением частоты вращения за период паузы, а на вход реверса - заданным значением средней частоты вращения. Поэтому к моменту подключения в регистре будет записано некоторое число импульсов. Если отклонение частоты вращения превышает заданное значение, то сигналбудет на выходе и + 1 с регистра, что в следующем цикле подключения сокращает время разгона. Если пуль сации частоты вращения малы, то в исходный момент подключения уровень 1 будет на выходе разряда и - гп (с этой целью за исходный принят и-ый разряд), соответственно чему увеличится время подключенного состояния электродвигателя 1. Если отклонение частоты вращения равно заданному значению, то реверсивный регистр сдвига 20 начинает счет импульсов из исходного состояния, т.е. п-го разряда реверсивного реги стра сдви га 20. 25В период паузы сигнал с инверсного Я- выхода КЬ-триггера 9, воздействуя на блокирующий вход блока 10 сравнения частот, разрешает сравнение частот: с выхода блока 19 и поступающей со статорной обмотки электродвигателя 1, которая пропорциональ- З 0 на угловой скорости вращения ротора. При их равенстве элемент блока 10 сравнения частот переводит К 3-триггер в единичное состояние, являющееся начальной стадией детерминированного подключения обмоток статора к источнику электроэнергии, как описано выше. Тем самым определяется нижняя граница частоты вращения при регулировании.Задержка времени, отсчитываемая блоком 11 после поступления на его вход сигнала 1 с Я-выхода - Ю-триггера 9, необходима для того, чтобы магнитный поток ротора уменьшился до такой величины, при которой его влияние на повторное включение мало (эта задержка времени различна для различных типов электродвигателей и соизмерима с утроенной постоянной времени роторной цепи), либо для того, чтобы полярность ЭДС на выводах фаз статора совпала с соответствующей полярностью напряжений источника элекцюэнергии.Таким образом, осуществляется регулирование частоты вращения электродвигателя импульсным способом при детерминированной коммутации обмоток статора с поддержанием постоянства пульсаций частоты вращения. Следовательно, введение счетного блока и новых элементов приводит к автоматической стабилизации отклонений частоты вращения, что позволяет применить электропривод в промышленных механизмах, работающих при переменном моменте сопротивления или переменном моменте инерции.4 д