Устройство для торможения асинхронного электродвигателя

(51)4 Н 02 Р 3 ИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ втономно тав повышени ивности т согабарит рможения уменьшенелей и те ых показа- спользоваи ие м т у мэф ния и уменьшен мощности обору цель достигает ективного я суммарн асчетно ования. Указанна йУ ведени СССР 1982.НИЯ АСИН(57) Изобретение отротехнике и может осится к электь использоваГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский энергетический ин ститут и Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технол гический институт тяжелого электр машиностроения Харьковского завод нЭлектротяжмаш" им. В.И.Ленина (72) А.Д,Степанов, В,И.Андерс, М,Г.Колобов, А.А.Богатин, Ю.И,Гусевский, В.Г,Грапонов, В.А.Лопати и С.В.Шилов(53) 62-83:621.316.719.3(088.8) (56) Патент ФРГ У 1763871, кл. Н 02 Р 3/22, 1977.Авторское свидетельствоР 10564 11, кл. Н 02 Р 322, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЖЕ ХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ о в различных областях промышлености, в частности на контактном и электрическом подвижном лью изобретения является ство для торможения асинхронного двигателя управляемых ключей 18 и 19, блока 20 переключений, блока 21 уставок, датчика 22 тока, датчика 23 напряжения,. блока 26 угла фазового сдвига, сумматора 24, дифференциаль-ного усилителя 25, генератора 27 пи-. лообразного напряжения. Устройства позволяет осуществить реостатное торможение с предельным значением тормозного момента в широком диапазоне вплоть до двойной номинальной частоты вращения, 2 ил.1343530 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных областях промышленности и в транспорте, в частности, на 5 контактном и автономном электрическом подвижном составе с асинхронным короткозамкнутым двигателем.Цель изобретения - повышение эффективности торможения и уменьшение 10 массогабаритных показателей путем эффективного использования и уменьшения суммарной расчетной мощности имеющегося оборудования.На фиг.1 приведена блок-схема 15 устройства для торможения асинхронного электровигателя; на Фиг,2 - схема блока переключений,Устройство содержит автономныйинвертор 1 напряжения, подключенный 20 к источнику 2 постоянного напряжения и составленный из блока 3 главных тиристоров, выполненного в видесоединенных между собой по мостовойсхеме групп анодных и катодных вентилей 4 и 5, блока 6 обратных диодов,параллельно подключенного к блоку3 главных тиристоров, Автономныйинвертор включает в себя блок 7управления, К входу автономного инвер-Зотора подключены входы управляемоговыпрямителя 8, выходы которого соединены с выходами блока 3 главныхтиристоров и блока 6 обратных диодов. Управляющие входы блоков 3 35главных тиристоров подключены к выходам формирователей 9 и 10 импульсов, а выходы формирователя 11 импульсов соединены с управляющими входами управляемого выпрямителя 8. 40Устройство содержит также основнойтормозной резистор 12, последовательно с которым соединен датчик 13тока, дополнительный резистор 14 сдатчиком 15 тока, Датчик 13 тока и 45тормозной резистор 12 включены междулюсовым зажимом источника 2 постоянного напряжения и общим выводоманодной группы вентилей 4, Датчик 15тока и резистор 14 включены между 60отрицательным зажимом источника 2постоянного напряжения и общим выводом катодной группы вентилей 5.Выходы датчиков 13 и 15 тока подключены к входам сумматора 16. Устройство содержит также компаратор 17и в него введены управляемые ключи18 и 19, блок 20 переключений с четырьмя входами и четырьмя выходами,блок 21 устанок с двумя выходами, подключенными к первым двум входам блока 20 переключений, третий датчик 22 тока и датчик 23 напряжения, включенные в цепь питания асинхронного двигателя, второй сумматор 24, дифференциальный усилитель 25, блок измерения 26 фазового угла сдвига и генератор 27 пилообразного напряжения. Третий вход блока 20 переключений соединен с выходом блока 7 управления и через генератор 27 пилообразного напряжения - с первым входом компаратора 17Четвертый вход блока 20 переключений подключен к выходу второго сумматора 24, эдин вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя 25, а другой вход сумматора 24 подключен к выходу блока 26 измерения Фазовоо сдвига. Один вход блока. измерения фазового сигнала соединен с выходом датчика 22 тока, а другой вход - с выходом датчика 23 напряжений. Первый выход бло ка 20 переключений через компаратор 17 соединен с входами формирователей 9 и 10 импульсов, второй вход этого блока - с входом формирователя 11 импульсов. Третий выход блока 20 переключений подключен к первому входу дифференциального усилителя 25, второй вход которого связан с выходом первого сумматора 16, а четвертый выход блока переключений соединен с управляющими входами ключей 18 и 19, Ключ 18 шунтирует основной тормозной резистор 12, а ключ 19 - дополнительный тормозной резистор 14.Блок 20 переключений выполнен на переключателях 28 (фиг.2), связанных между собой общей тягой 29. Устройство работает следуюшим образом.На блок 26 измерения фазового угла сдвига приходят два сигнала с датчиков тока 22 и напряжения фазы 23. С выхода блока 26 на вход сумматора 24 поступает сигнал П о+пропорциональный М = 60 угде- угол сдвига между напряжением и током фазы асинхронного двигателя. Дифференциальный усилитель 25 работает с коэффициентом усиления К разности сигналов: суммарного активного тока асинхронного двигателя Ц , и сигнала задания тока П. С выхода сумматора 24 через блок 20 переклю3530 Р . = 0,5 К . . При этом расчетная мощность резисторов равнаи иЕсли торможение осуществляетсяна участке й - 2 й, то Р, = 1 К,ггн -н с ци- 1 К и эта мощность реализуетд ися при 1= 180 при К =0,5 Р05 К л и г. 21 нИзобретение позволяет уменьшитьизнос механических тормозов, повысить производительность транспортных средств за счет расширения области действия электрического тор можения и увеличения мощности двигательного режима, уменьшить габариты привода за счет снижения суммарной установленной мощности устройств,более эффективного использова ния оборудования, улучшения токораспределения при полной симметриизагрузки оборудования, уменьшенияпульсаций тока.1Формула изобретения 25Устройство для торможения асинхронного электродвигателя, содержащее автономный инвертор напряжения,подключенный к источнику постоянного напряжения и составленный изблока главных тиристоров, выполненного в виде последовательно соединенных по мостовой схеме анодной и катодной групп вентилей, блока обрат 10 35 40 45 50 55 3 134 чений на вход компаратора 17 поступает сумма сигналов т.е.При 1 ) 1 сигнал с выхода дифференциального усилителя 25 равен нулю, поэтому на компаратор 17 поступает сигнал Б о+Ч, . Одновременно в блоке 27 формирования пилообразного напряжения формируется пилообразное напряжение длительностью 180 с частотой, синфазной с импульсами управления вентилей управляемого мостового выпрямителя 8, сдвинутое на 180 эл.град. Формирование минимального сигнала, пропорционального углу , = 60 " + у , обеспечивает равномерную поочередную нагрузку тормозных резисторов 12 и 14, т.е. каждый из них при угле управленияо вентилями блока 3 главных тиристоров проводят активный ток в течение 60 эл. град., и через каждые 60 эл,град. один резистор заменяет другой в работе.Во избежание образования разрывов в цепях протекания активного тока при значениях Ы ( Ы , ведущих к увеличению пульсаций тока и емкости конденсатора-фильтра, а также рассеиванию активной мощности в асинхронном двигателе и ее нагреву, электропривод предусматривает регулирование ЫЫ , при которых К ( Ктань 1 з 15 Использование в электроприводе регулирования угла отпирания вентилей блока главных тиристорах позволяет снизить пульсации тока асинхронного двигателя, а также уменьшить расчетную емкость конденсатора фильтра и,следовательно, ее габариты,При введении в схему датчика частоты вращения и блока" выделения максимального сигнала электропривод может реализовать характеристику М (Й), т.е. позволяет осуществить торможение с постоянным тормозным моментом М = сопя, в частотном диапазоне от 0,5 Г до 2 Г,.Может быть осуществлено торможение только на участке 0,5 йн - Ги при снижении активного тока асинхронного двигателя ниже заданной величины М возрастает, уменьшая Кэкю схемы и увеличиваятормозной ток до заданного значения. При 1 = 0,5 Г угол= 180, и все вентили бло,к главных тиристоров открыты, а ных диодов, параллельно подключенного к блоку главных тиристоров, и блока управления упомянутым инвертором,управляемый мостовой выпрямитель,входом подключенный к источнику постоянного напряжения, а выходом - квыходам блоков главных тиристоров иобратных диодов, три формирователяимпульсов, выходы двух из которых соединены с управляющими входами блока главных тиристоров, а выходы третьего формирователя импульсов подключены к управляющим входам управляе,мого выпрямителя, основной и дополнительный тормозные резисторы, двадатчика тока, каждый из которых соединен последовательно с одним изуказанных резисторов и подключенсвободным выводом к соответствующему зажиму источника постоянного напряжения, компаратор и сумматор,входы которого подключены к выходам дат,чиков тока, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения эффективности торможения и уменьшения массо1 лбе)эитных поклзлтелей 11 утЕм э 11 Нк -Т И В Н О Г О И с и ОЛ 11 3 о В Л Н И 51 И у М е Н Ь ш е Н 1151 га Составитель А.ГоловченкоТехред Л.Сердюкова Корректор М,Шароши Редактор Н.Бобкова Тираж 659 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская наб., д,4/5 Заказ 4835/55 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 суммлре 10 й рлсчетнОЙ МОе 10 сти имеюше -гося оборудования, введены управляемые ключи, третий датчик тока и датчик напряжения, включенные в цепьпитания асинхронного двигателя, второй сумматор, дифференциальный усилитель, блок измерения фазового угла сдвига, генератор пилообразногонапряжения, блок переключений с четырьмя входами и четырьмя выходами,блок уставок с двумя входами, подключенными к первым двум входам блока переключений, третий вход которого соединен с выходом блока управления упомянутым инвертором и черезгенератор пилообразного напряженияс одним входом компаратора, а четвертый,вход блока переключений подключен к выходу второго сумматора,один вход которого соединен с выходомдифференциального усилителя, а дру0 1 1 Н К, 1К,"о К. ;1фЕ ЛОНО ",.1;1 СН 1 ;1 Л :1 1(Х 1 Ц 1 о 1;- РОГЭ ПГЭ,КГ)Ю 1 ЕЕЫ СО(ТЕТСТНЕННО К Нз 1 ходам третьего длтчикл токл 11 длт;чика напряжения, перльй вь)ход блокапереключений через комплрлтор соеди -нен с входами первых двух формирователей импульсов, второй выход - свходом третьего формирователя импульсов, третий выход блока переключенийподключен к первому входу дифференциального усилителя, вторым входом соединенного с выходом первого сумматора, а четвертый выход блока переключений связан с управляющими входамиключей, каждый из которых шунтируетодин из резисторов, свободные выводыосновного и дополнительного тормозноэо го резисторов подключены соответственно к общим точкам анодной и катодноее групп вентилей блока главныхтиристоров а.втономного инвертора напряжения,