Устройство управления асинхронным электродвигателем

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Кл.02 Р 5/36 явкиосударственныи комитеСоввта Министров СССпо делам изобретенийи открытий 8.76,Бтоллетень2.76 Авторыизобрете В. Е,Тонка Н. Гречк Ильченко и В ен Институт электродинамики АН Украинской явител) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВ ЗЛЕКТРОДВИГАТЕНИЯ АСИНХРОННЫММ лектроямой и регузамкнуриводакорости ла м диа 2 Оэтих опредекоэффи альней 1Изобретение относится к устройствам для регулирования скорости вращения асинхронных электродвигателей и может применяться в тех случаях, когда область регулирования скоростей находится ниже номинальной,Известно устройство, реализующее способ управления трехфазным асинхронным двигателем 11, содержащее встречно-параллельно включенные тиристоры в цепи статора. Данная силовая цепь управленияприводом позволяет осуществлять прпуск двигателя, реверс, торможениелирование скорости, При построениитой системы регулирования электроппутем введения обратной связи по сможно получить достаточно жесткиеровочные характеристики и обеспечиное регулирование скорости в широкпазоне, Угол открытия тиристоров вслучаях изменяется от = Ч (чтоляется параметрами двигателя - егооциентом мощности) до о = 135 (дшее увеличение о( не имеет смысла Однако данный метод фазового регулирования скорости асинхронного электропривода при всей простоте реализации силовой цепи сопровождается при регулировании значительным ухудшением гармонического состава формируемого напряжения, подводимого к статорным обмоткам, а также низким коэффициентом мощности устройства, величина которого еще более понижается при переходе к низкосинусным двигателям и при возрастании угла регулирования.Кроме того, в случае прямого пуска асинхронного электродвигателя от тиристорного коммутатора наблюдаются ударные электромагнитные моменты и относительно номинального тока 5-1 0-кратные пусковые токи.Известны также индуктивно-емкостные преобразователи (ИЕП), которые применяются в системах управления электродвигателем с целью обеспечения плавного пуска асинхронного электродвигателя 21. В этом случае скорость двигателя при пуске возрастает по линейному закону, причем в зависимости от заданной уставки момента дви 524298гателя можно получить любую плавность пуска, а также повысить коэффициент мощностиустройства за счет преобразования фазовогоугла нагрузки со стороны сети на обратный,Однако в таких ИЕП значительно повышается напряжение на выходе при обрывецепи нагрузки или чрезмерном увеличениинагрузочного сопротивления. Такая особенность ИЕП отрицательно проявляется приторможении и реверсе асинхронного электро двигателя (АД), так как при этом значительно увеличивается напряжение на статорной обмотке, что снижает надежностьэлектропривода.Цель изобретения - повышение надежности электропривода.Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве между выходом тиристорного коммутатора и электродвигателемвключен индуктивно-емкостной преобразователь. Последний ограничивает пусковойток на уровне номинального, а также изменяет характер нагрузки с активнс индуктивной на активно-емкостную. Кроме того,являясь фильтром низких частот, ИЕП значительно ослабляет высшие гармоники ипитает двигатель практически синусоидальным током,Схема устройства управления асинхронным электродвигателем представлена на З 0чертеже.Устройство состоит из тиристорногокоммутатора ТК, в который входит пятьпар включенных встречно- параллельно тиристоров Т 1- Т 0 трехфазного ИЕП, двухтрехфазных диодных осов В и В.Д,чодный мост В 2 зашунтирован тиристором Т 1 и индуктивнастью ., На выходе диодного моста В 1 включены последовательно индуктивность1, диод Д и комму 40тируюший конденсатор Ск, который подссединен верхней пластиной к аноду тиристора Т 4 с помощью вспомогательного тиристора Т 2.Предлагаемое устройство работает сле 45дующим образом,В исходном состоянии сигналы управления поданы на тиристоры Т- Т 6, что соответствует прямому ходу двигателя, и на 50 тиристор Т, Включенное состояние тиристора Тц приводит к закорачиванию диод- ного моста В . Диодный мост В подключен на выходе ИЕП к точкам с, 6 и с параллельно электродвигателю. Закорачивание 55 моста приводит к закорачиванию ИЕП по выходу, что соответствует холостому ходу ИЕП по входу, Диодный мост В 4 является доцолнительным источником постоянного тока, который предназначен для питания 60 узла коммутации тиристораТ, Конденсатор С служит фильтром источника питания.В узел коммутации входят коммутирующий конденсатор С 2 коммутирующая индуктивность - , вспомогательный тиристорТ и сглаживающий дроссель 1для заряда коммутирующего конденсатора С . Висходном состоянии конденсатор Ся заряжен с полярностью, показанной на чертеже,Для пуска двигателя подается сигналуправления на открытие тиристора Т 12,чтоприводит к выключению тиристора Т 1 . Поокончании процесса коммутации конденсаторС перезаряжается до исходного состоянияи тиристоры Т и Т 2 выключаются. Восстановление управляющих свойств тиристораТ 2 соответствует раскорачиванию выходныхзажимов ИЕП о., Ь и с и подключению к выходу ИЕП электродвигателя,Если сигналы управления тиристорами Т 1Т соответствуют минимальному углу включения с, ток в обмотках статора электродвигателя почти мгновенно достигает величины 1 н. макс., соответствующей прямоугольному участку внешней характеристикипреобразователя. Так как угловая скоростьдвигателя в момент включения равна нулю,то напряжение на выходе ИЕП равно падению напряжения в активных сопротивленияхобмоток статора, По мере того как двигатель начинает плавно разгоняться, числооборотов его возрастает, растет магнитныйпоток двигателя и соответственно возрастает противо-э.д,с. Однако ток в обмоткахстатора при этом остается постоянным, таккак увеличение рабочего потока двигателядля ИЕП представляется как увеличение сопротивления нагрузки, а ток нагрузки на горизонтальном участке внешней характеристики ИЕП от величины нагрузки не зависит,По мере превышения заданной скорости двигателем величина напряжения на АД ограничивается на уровне напряжения, соответствующему вертикальному участку внешней характеристики ИЕП, Таким образом, осуществляется плавный разгон двигателя. Режим торможения осуществляется сразу по получении команды на остановку. При этом отпадает необходимость в введении пауз для восстановления управляемых свойств тиристоров Т -Т 6 коммутатора, как в аналоге 11 для случая динамического торможения либо для случая торможения противо- включением.В предлагаемом устройстве по получении команды на торможение открывающий импульс подается на тиристор Т. Это приводит к524298 закорачиванию точек а, б и с статорных обмоток двигателя и выходных зажимов ИЕП.Закорачивание статорных обмоток двигателя приводит к его эффективному торможению. Наряду с этим закорачивание выходных 5 зажимов ИЕП переводит его в режим холостого хода, При этом можно снять импульсы управления с тиристоров Т -Т , обеспечивающих прямой ход двигателя, и подать импульсы управления на тиристоры Т 1, Т 2, Тл-ТО 10 которые обеспечивают включение обратного хода двигателя. На тиристор Т 12 подается короткий импульс на включение, так как его включенное состояние поддерживается ИЕП.Лля непосредственного пуска двигателя 15 в обратном направлении импульс управления подается на вспомогательный тиристор Т 11 . Это приводит к восстановлению управляющих свойств тиристора Т 2 и подключению двигателя к выходным зажимам ИЕП. 20Следовательно, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность электропривода, умецьшить потери в двигателе и пульсацию скорости ротора из-за ослабления высших гармонических составляющих в кри вой питаюшего тока, а также повысить коэффициент мошности сети за счет генерирования реактивной энергии в сеть,ТК в,оставитель Т, ВасильевахредЛ. Богдан Корректор Д. Мельниченк Редак льдман Тираж 882 Подписноео комитета Совета Министров СССзобретений и открытий-35, Раушская наб., д. 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 49 М/414 ЦНИИПИ государственн по делам 113035, Москва, Ф ор мула изобретения Устройство управления асинхронным электродвигателем, состояшее из тиристорного коммутатора, соединенного со статорной обмоткой асинхронного двигателя через индуктивно-емкостной преобразователь, выход которого соединен с ограничителем напряжения холостого хода, о т л и ч а ю - ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности электропривода, ограничитель напряжения холостого хода содержит трехфазный диодный мост, зашунтированный ти ристором, при этом к тиристору подключен узел принудительной коммутации, подключенный через выпрямительный диодный мост к сети. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт. св. СССР Мо 299926, Мкл.Н 02 р 3/20 от 1969 г. 2. А. Н, Милях, И. В, Волков "Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователейф, Наукова думка, Киев, 1974 г.