Устройство для управления асинхронным электродвигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК АНИЕ ИЗОБР ГЕ-:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/32, 1984,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобр 8 т 8 ние ОтноситсЯ к злектротехниКе И МОжвт бгатЬ ИСПОЛЬЗОВЗНО В ЭЛЕКтрОПрИ- водах с изменяющейся нагрузкой,Целью изобретения является расжирение области применения.На чер;"8 приведена функциональная схема устройства для управления асинхронным згектродвигзтелем,Устройство содеожит коммутзторГы 1 и 2 включения статорной обмотки электродвигателя звездой и треугольником, датчик 3 контролируемого параметра, датчик 4 напряжения питающей сети, нелинейный функциональный преобразователь 5 с характеристикой типа насыщения, преобразователь среднего значения 6, два элемента сравнения 7 и 8, два пороговых элемента 9 и 10, три элемента ИЛИ 11, 12, 13, два элемента запрет 14 и 15, два элемента И 16 и 17, четыре одновибратора 18 - 21, инвертор 22. Выход датчика 4 напряжения через нелинейный функциональный преобразователь 5 подключен к одним входам первого и второго элементов сравнения 7 и 8. Датчик 3 контролируемого параметра со 5 О; 1 ОУыд ф54) У Т оИС. Ь 0 ццццАГГЧХОНЕ "- "пЕкТг- Оп 1 Г "Л "(57) ИОбретение с.; Госится: 3 1 гг;тсс - . Вх;.-;" ке и мсгкет бгьггг: спользсвзнс В злг.к 1 ри ВСДЗХ ПВРВМВННОГО ТСКЗ С ИЗг ВНЯГ Ц 18 ЙС НагоьгзКСЙ,8 ЛЬ ИЗСОРВТВНИЯ - РЗСВ: гденгие Области и ри 1 38 нення для зтс с В ВВОЗ ы две параллельные цепи сс.;":ботк.; .;ИГ-. дз да.- чика контрсл.,руеь 1 сго пзрамегр: с".Вма Ч.гсрвгнг".рован,гй Команда.-г Ь;Х,. ИГЗЛСВ ЧВ ВКЛЮЧВНИВ КСММУГЗТОО;: " МеггеЛгЬ,1 Г.СЛН. чеством,ОГ,"сски Зг 8; ; в .п.: ил. 8 ДИНВН С ДР ГИМ В,СДС . ГСРС Легед. га СрЗЭНВНИЯ 8 Чеоеэ реобрЗЗСВБ Гз: .: г 18 днеЗНЗЧВНИЯ ,Д УГ 1, М г,хег 1.элемента сравнения, - . - ,епс редстьен.- . ВыхОд перВОГО элемента сГз ь- ен 1, ссНен С ПВРВЫМ ВХОДОМ Г;8 РВСГС С,",:.Мегта:"3 Ц 11 через псрсговь;й -.;,с.:ент 9, 8 Вхс,. Второго элемента сравнения 8 соединен с В" оьл,. входом перВОГО злемен гз И ГИ 11 .ере, сг. роговый элемент 10, Выход згемент; ИЛИ 11 соединен с прямы:. Вхсдсм первсгс аале. мента запрет 14 и Вхсдсм 1 нвз,.;тор;= .".2, ВЫХОД ИНВертоса 2,с пддиНЕН г г 1 ряг 1 г,ггг входом второго элемента запргт ", В.-с:ы элементов запрет 14 и 15 соединен с . - : - : - ВЫМИ ВХСДЗМИ СОИ В 8 ТСТВЕЧ С РТСРСГ третьего 13 злеменгсвЛИ Вт; рыз .;,;:ы которых соединены с В дзмп ".-.-ВГГ", венно первого 18 и Второго 19 ОВ. ОВ:срз,.оров. Выходы вторсгс 12 и третье-а ", элементов ИЛИ соединены ссстветс-Вен+с с входами первого 8: третьего 20, Втосагс 19 и четвертого 21 сднсвибратсрсь, первыми входами первого 16 и второго 17 зле. 8 - тов И, инверсными Входами второго ",.10 коммутатора 2 "треугольником",15 При понижении среднего значения нагрузки ниже уставки на переключение, на 20 30 35 40 технического решения позволяет повысить 50 первого 14 элементов запрет. Выходытретьего 20 и четвертого 21 одновибраторовосоединены с вторыми входами первого 16 ивторого 17 элементов И, выходы которыхсоединены с входами коммутаторов 2 и 1.включения статорной обмотки электродвигателя треугольником и звездой соответственно,Устройство работает следующим образом.Пусть электродвигатель приводит в движение кузнечно-прессовый механизм работающий с циклически изменяющейсянагрузкой. Нагрузка электродвигателя (момент, мощность) будет изменяться по экс-,поненциальнопилообразному закону, Потакому же закону будет изменяться и сигнална выходе датчика 3 контролируемого параметра, изменяющего указанную нагрузкуэлектродвигателя,Циклически изменяющийся сигнал с выхода датчика 3 контролируемого параметра поступает на вход преобразователя 6среднего значения, на выходе которогоформируется сигнал, пропорциональныйсреднему значению циклически изменяющейся нагрузки. Этот сигнал сравниваетсяэлементом сравнения 8 с сигналом нелинейного функционального преобразователя5, формирующего уставку на переключениезвезда - треугольник статорной обмоткиэлектродвигателя с учетом включения изменения напряжения питающей сети на нагрузку электродвигателя (контролируетсядатчиком 4 напряжения).Пусть нагрузка такова, что сигнал навыходе преобразователя 6 среднего значения меньше уставки на переключение, Тогда на выходе элемента сравнения 8устанавливается сигнал, обеспечивающийсигнал логического 0 на выходе пороговогоэлемента 10. Тогда на выходе элементовИЛИ 11 и И 16 - логический О, а на выходеэлемента И 17 - логическая 1, которая даетразрешение на включение коммутатора 1 4"звездой",.При повышении среднего значения нагрузки выше уставки на переключение, на выходе порогового элемента 10устанавливается сигнал логической 1, вызывающий отклонение коммутатора 1"звездой", Одновременно сигнал логической 1 появляется на выходе элементаИЛИ 12, который (по переднему.фронту)запускает одновибратор 18. На выходе одновибратора 18 формируется импульс логической 1, длительность котороговыбирается больше длительности переходных процессов при переключении статорнойобмотки электродвигателя со "звездой" натреугольник, Поэтому на время этого импульса на выходе элемента ИЛИ 12 удерживается сигнал логической 1, а на выходе элемента запрет 15 - логический 0 независимо от характера величины нагрузки в этот период, Сигнал логической 1 с выхода элемента ИЛИ 12 поступает на один вход элемента И 16 и на вход одновибратора 20,который запускается и формирует сигнал логический 0 небольшой длительности, достаточной для закрывания коммутатора 1"звезда", По окончании этого импульса на выходе элемента И 16 устанавливается сигнал логической 1, разрешающий включение выходе порогового элемента 10 устанавливается сигнал логический О, вызывающий отключение коммутатора "треугольником" и включение с выдержкой времени, формируемой одновибратором 21, коммутатора 1 "звездой", В силу симметрии каналов управления коммутаторами работа схемы аналогична описанному выше,Цепь обработки сигнала элемента сравнения 7 и порогового элемента 9 служит для обеспечения устойчивости работы электро- привода, Если рабочий цикл нагрузки таков, что ее среднее значение не превышает уставки на переключение, а текущее значение сравнимо с критической величиной (Кз 4 кр, КЗРмакс, Кз - коэффициент запаса), то на выходе порогового элемента 9 устанавливается сигнал логической 1, выражающий переключение электродвигателя со схемой соединения статорной обмотки треугольником, Работа схемы переключения описана выше. Таким образом, использование данного энергетические показатели асинхронного электропривода производственных механизмов, работающих с циклически изменяющейся нагрузкой, что расширяет область применения. Формула изобретенияУстройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее коммутаторы включения статорной обмотки электродвигателя звездой и треугольником,датчик контролируемого параметра, датчик напряжения питающей сети, нелинейный функциональный преобразователь с характеристикой типа насыщения, первый элемент сравнения, первый пороговый элемент, три элемента ИЛИ, два элемента запрет, два элемента И, четыре одновибратора, выход датчика напряжения через нелинейный функциональный преобразова1 б 77 ЯЗЗ Л оставитель Е. Перхред М,Моргента сл М. Васильева Реда ектор Н. Король Подписноео изобретениям и открытиям приКНТ СС 5, Раушская наб., 4/5 Тиражного комитет35, Москва,аказ 3121ВНИИПИ Государствд Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 тель подключен к одному входу первого элемента сравнения, выход которого соединен с входом первого порогового элемента, выход первого порогового элемента соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход датчика контролируемого параметра соединен с другим входом первого элемента сравнения, выходы элементов И соединены с входами соответствующих коммутаторов включения звездой и треугольником, о т л и ч а ю щ е 8- с я тем, что, с целью расширения области применения, введены преобразователь среднего значения, инвертор, ВтороЙ доро" говый элемент и второй элемент сравнения, причем выход датчика контролируемого параметра соединен с другим входом второго элемента сравнения через преобразователь Среднего значения, один вход второго элемента сравнения соединен с выходом нелинейного функционального преобразователяс характеристикой типа насыщения, а вь ход через второй пороговый элемент - с Вторым Входом первого зл 8 мента 4 ЛИ, ыод кОто- РОГО СОЕДИНЕН С ПРЯМЫМ ВХОДОМ ПЕРВОГО злемента запоет и ьходом инверторд, Выход 5 инвертора соединен с прямым входом втоРОГО элемента запре-;, Выходы элементов запрет,соединены с первыми Входами соотВетстВВнно вторОГО и третьеГО злементОВ ИЛИ, Вторые ВхОДы которых со 8 динены с 1 О ВыхОдами сООтветственно пеРВОГО и ВТОРОГО Одновибраторов, Выход ВтОроГО злймента ИЛА соединен соотбетственно с ВхОДами первого и третьего одновибраторов, перВым входом Гервого элемента 4, инверснь и 15 Входом Второго элемента за .рет, выходытретьего и четвертого Одновибраторов соединены с ВТООыми Входами соответстВ 8 нно пегВОГО и ВторОГО злементо.; И, Выход третьего элемента ИЛГ - с Входом Второго 20 и четвертого одновибраторов, с первым входом Второго элемента И и инверснь:и входом первого элемента ЗАПРЕТ,