Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 1325651 50 4 2 ДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ таВ.Балтин) ованнь нных1976,СССР 82,541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОД57) Изобретение относитсяехнике и предназначено для ИЯ ТРЕХИ ГАТЕЛЕМ электро исполь(21) 3850030/24-0722) 31,01.85(71) Казанский Филиал Московскэнергетического институ(56) Соколов М,М. Автоматизирэлектропривод общепромьпплемеханизмов, - М,: Энергия,с. 359, рис. 5-22,Авторское свидетельстваУ 1099367, кл. Н 02 Р 1/32, 19 зования в нерегулируемых реверсивных электроприводах переменного тока с медленно изменяющейся нагрузкой, Цель изобретения - павьппенне надежности устройства эа счет уменыпения бросков тока. С началом пофаэного пуска электродвигателя и до набора номинальной частоты вращения, определяемой порогом срабатывания компаратора 20, на выходе мультиплексора 19 устанавливается "1", Тогда на выходе элемента И 14 такке устанавливается "1", а на выходе элемента И-НЕ 13- "О", В результате на элементах 6 и 7 появляется соответственно 1" и 0". Открывается оптронный ключ 1 О и коммутатор 3 соединяет обмотки электро двигателя по схеме "Звезда". 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов нерегулируемых реверсивных злект -роприводах переменного тока с медленно изменяющейся нагрузкой.Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет уменьшения бросков токаНа чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройствадля управления трехфазным асинхронным электродвигателем.Устройство содержит ренерсивныйпускатель 1 с блоком 2 управления,коммутатор 3 переключения обмоток 4статора с "Треугольника" на "Звезду" и наоборот, датчик 5 нагрузки,одни из входов первого и второгоэлементов И 6 и 7 соединены с выходами первого и второго элементовзадержки 8 и 9, а выходы первогои второго элементов И 6 и 7 черезсоответствующие оптронные ключи 10и 11 подключены к коммутатору 3 переключения обмоток статора с "Треугольника" на "Звезду" и наоборот,входы первого элемента И-НЕ 12 под ключены соответственно к выходампервого и второго элементов задержки8 и 9, а выход первого элемента И-НЕ12 соединен с вторымн входами первого и второго элементов И 6 и 7, первый .вход второго элемента И-НЕ 13соединен е выходом третьего элементаИ 14, а другой вход второго элементаИ-НЕ 13 соединен с первым входомтретьего элемента И 14 и входомтретьего элемента 5 задержки, выходкоторого соединен с вторым входомтретьего элемента И 14,Входы первого, второго и третьегокомпараторов 16 - 18 объединены иподключены к выходу датчика 5 нагрузки, а выходы этих компараторов подключены соответственно к трем адресным входам мультиплексора 19, информационный вход которого годключенк выходу четвертого компаратора 20,вход которого соединен с выходомдатчика 21 скольжения, выход мультиплексора 19 соединен с входом четвертого элемента 22 задержки, выходкоторого соединен с входом третьегоэлемента 15 задержки, выход второгоэлемента И-НЕ 13 подключен к входувторого элемента 9 задержки, выхддТретьего элемента И 14 соединен свходом первого элемента 8 задержки,10 15 20 25 30 35 40 45 БО Кроме того, блок 2 унравленит может быть выпоЛнен так, что каждый симистор реверсивного пускателя 1 управляется через свой оптронный ключ 23-27, входы управления оптронными ключами подключены к выходам с первого по пятый элемент ИЛИ-НЕ 28-32 соответственно, одни из входов первого и четвертого элементов ИЛИНЕ 28 и 31 объединены и подключены на выход первого нуль-органа 33, на вход которого подан сигнал датчика 34 линейного напряжения, одни из входов втсрого и третьего элементов ИЛИ-НЕ 29 и 30 объединены и подключены на. выход второго нуль- ортана 35 на вход которого подан сигнал с датчика 36 линейного напряженил, первый вход пятого элемента ИЛИ-НЕ 32 соединен с выходом третьего нуль-органа 37 на вход которого подан сигнал с датчика 38 линейного напряжения, второй вход пятого элемента ИЛИ-НЕ 32 подключен на выход четвертого элемента И 39, первый вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 28 и 29, с выходом третьего элемента И-НЕ 40 и одним из входов четвертого злемечта И-НЕ 41, второй вход четвертого элемента И 39 под" ключен на выход пятого элемента И-НЕ 42, к вторым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ 30 и 31 и к одному из входов шестого элемента И-НЕ 43, другой вход шестого элемента И-НЕ 43 соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ 40 и. выходом "Пуск назад" командного узла 44, выход "Пуск вперед" командного узла 44 соединяется с вторыми входамн четвертого и пя гого элементовИ-НЕ 41 и 42, .первый вход пятого элемечта И-НЕ 42 н третий вход третьего элемента И-НЕ 40 объединены и подключены на выход "Стоп" командного узла 44, первый вход третьего элемента И-НЕ 40 соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ 41, выход шестого элемента И-НЕ 43 соединен с третьим входом пятого элемента И-НЕ 42Устройство работает следующим образом,В исходном .остоянии на всех входах четвертого н шестого элементов И-НЕ 41 и 43 присутствует логическая "1", соответственно на выходах треть 3 1325его и пятого элементов И-НЕ 40 и 42,а также четвертого элемента И 39 тоже присутствует логическая "111. Таким образом, на одном иэ входов всехэлементов ИЛИ в28-32 присутствует5логическая "1", а на другие входыэтих элементов подаются сигналы свыходов соответствующих нуль-органов33,35 и 37. В результате на выходахвсех элементов ИЛИ-НЕ 28-32 присутствует логический 110", оптронные ключи23-27 закрыты, сигналы управленияна симисторах реверсивного пускателя 1 отсутствуют, электродвигательобесточен,При подаче, например, сигнала"Пуск вперед" от командного узла 44на выходе элемента И-НЕ 40, а значит и на входах элементов ИЛИ-НЕ 28и 29, на выходе элемента И 39 устанавливается логический "0", В то жевремя на другие входы элементовИЛИ-НЕ 28, 29 и 32 поступают импульсы с ВыхОдОВ соотВетстВующих нуль 25органов 33,35 и 37 и в момент.прохождения напряжения данной фазы нагрузки через ноль к положительной полуволне на выходах элементов ИЛИ-НЕ 28,29 и 32 формируются импульсы, открыва-ЗОющие соответствующие оптронные ключи23,24 и 27, Нуль-органы 33,35 и 37построены таким образом, что учитывается порядок чередования фаз питающей сети т,е. нуль"органы фиксиру 1 е35ют только переход кривой питающегонапряжения от нуля к положительнойполуволне, В этом случае при включении обмоток статора, например, в."Треугольник" в течение времени,равном шестой части периода, электродвигатель хоть и работает в неполнофазиом.режиме, однако исключаетсяВозможность противоположного вращения его ротора,45Дпя остановки электродвигателяподается сигнал "Стоп" из командногоузла 44 на объединенные входы элементов И-НЕ 40 и 42.Коммутация обмоток электрОДВигате 50ля по схемам "Звезда" или "Треугольник" осуществляется следующим образом.В первоначальный момент электродвигатель обесточен, тогда на выходе компаратора 20, а значит и наинформационном входе мультиплексора19 присутствует логическая "1". Сначалом пофазного пуска электродви 6514гателя и до набора номинальной частоты врдщения 1 определяемой порогом срабатывания компаратора 20, на выходе мультиплексора 19 устанавливается "1", Тогда на выходе элемента И 14 также устанавливается "1", ана выходе элемента И-НЕ 13 - "0",в результате на элементах Ь, и 7 появляется соответственно "1" и 11011,Открывается оптронный ключ 10 и коммутатор 3 соединяет обмотки электродвигателя по схеме 113 везда". Такаясхема, как известно, ограничиваетпусковые токи и обеспечивает улучшенные энергетические характеристики электродвигателя при холостом ходе или пониженных нагрузках привод"ного механизма.С набором частоты вращения валаэлектродвигателя близкой к номинальной на выходе компаратора 20 устанавливается логический "0", т.е. заканчивается этап запуска электродвигателя и схема переходит в автоматический режим слежения за нагрузкой электродвигателя,При работе электродвигателя с дат"чика 5 нагрузки снимается напряжениепостоянного тока, пропорциональноезагрузке электродвигателя, и подается на входы трех компараторов 16 -18, Таким образом, осуществляетсяпреобразование входного напряжения впропорциональное ему число, котороеподается на адресные входы мультиплексора 19. Иультиплексор 19, в своюочередь, осуществляет выбор и передачу на выход с информационного входа,соответствующего заданному адресу,"заложенного" значения - "0" или "1",Значение логической "1" на инфор"мационном входе и на выходе мультиплексора 19 соответствует работеН 11электродвигателя по схеме Звездалогический "0" - схеме "Треугольник"В том случае, когда загрузкаэлектродвигателя такова, что необходимо включение обмотки статора посхеме "Треугольник", на выходе элемента задержки 22 устанавливаетсялогический "0", Тогда на выходе элемента И 14 появляется "0", а на выходе элемента И-НЕ 13 - логическая"1". Логический "0" подается без задержки элементов 8 на вход элементаИ 6, что приводит к незамедлительному отключению коммутатора 3, Логическая "1" с выхода элемента И-НЕ 13С 5 20 ВИЛИ Заказ 3 22/53 Тираж 659 Го"ис иое 1 роиэв.-полигр, пр в т, г, Ужгород, ул . Прося-.ая,с задержкой по времени, осуществляемой элементом 9 задержки, необходимойдля полного выключения симисторовкоммутатора 3, подается на входэлемента И 7, что приводит к включению оптронного ключа 11 и соответствующего включения коммутатора 3 по схеме "Треугольник"В моменты переключений могут возникнуть броски тока, в результатена выходе мультиплексора 19 появляется кратковременный сигнал логический 0что может вызвать ложноепереключение обмотки электродвигателя на схему "Треугольник", Для устранения этих кратковременных срабатываний введен элемент 22 задержки,который осуществляет задержку вовремени появления сигнала "0",Дпя отстройки от случайных посадок нагрузки и, как следствие, появления сигнала логической на выходе элемента 22 задержки предусматривается элемент 13 задержки. Появление логической на выходе элемента И 4 возможно только по истечении выдержки времени элемента 15задержки и может составлять 5 - 100 с.Элемент И-НЕ 12 контролирует сигналы на выходах элементов задержки8 и 9 и в случае одновременного появления 1", что приведет к короткому замыканию, на его выходе устанавливается "0", запирающий элементыИ 6 и 7 и, как следствие, происходит отключение коммутатора 3,Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем позволяет широко использовать его в реверсивном электроприводе ответственных механизмов, в частности эскалаторов, обеспечивая при этом повышенные энергетические характеристики малозагруженных электродвигателей. Формула изобретения Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее реверсивиый пускатель сблоком управления, коммутатор переключения обмоток статора с Треугольника иа Звезду и наоборот, датчикнагрузки, три элемента задержки,три элемента И, два элемента И-НЕу одни входы первого и второго элементов И соединены с выходами первого и второго элементов задержки, авыходы первого и второго элементовИ через соответствующие оптронныеключи подключены к коммутатору переключения обмоток статора с "Треугольникана Звезду и наоборот, входыпервого элемента И-НЕ годключены соответственно к выходам первого и второго элементов задержки, а выход первого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, первый вход второго элементаИ-НЕ соединен с выходом третьегоэлемента И, а другой вход второгоэлемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И и входом третьего элемента задержки, выходкоторого соединен с вторым входомтретьего элемента И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью говышения надежности эа счет уменьгениябросков тока, в него введены четырекомпаратора, мультиплексор с тремяадресными и одним информационнымвходами, четвертый элемент задержкии датчик скольжения электродвигателя,входы первого, второго и третьегокомпараторов объединены и подключены к выходу датчика нагрузки, а выходы этих компараторов подключенысоатветственчо к трем адресным входам мультиплексора, информационийвход которого подключен к выходу четвертого компаратора, вход которогосоединен с выходом датчика скольжения, выход мультиплексора соединенс входом четвертого элемента задержки выход которого соединен с входом третьего элемента задержки, выход второго элемента И-НЕ подключенк входу второго элемента задержки,выход третьего элемента И соединенс входом первого элемента задержки,