Устройство для управления асинхронным электродвигателем

(21 (22 (46 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Одесский политехнический институти Всесоюзный научно-исследовательский,проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения, г.Владимир(56) Петров Л.ПАндрющенко С.АКапиносВ.И. и др, Тиристорные преобразователинапряжения для асинхронного электропривода - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 200,Патент США М 4432276,кл. Н 02 Р 7/36, 1984,(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах промышленных механизмов с активным характером нагрузки. Целью изобретения является повышение перегрузочной способности и улучшение энергетических показателей электродвигателей в регулируемом режиме генераторного рекуперативного торможения, Устройство для управления асинхронным электродвигателем содержит тиристорный преобразователь 1 напряжения, блок 3 синхронизации, датчик 4 угла сдвига, задатчик 5 фазового угла в двигательном режиме, регулятор 6 фазового угла, систему 7 имп ул ьсно-фазового управления, формировагель 8 импульсов, датчик 9 окончания и начала тока в фазах, переключатель 10, задатчик 11 фазового угла в генераторном режиме, блок 12 определения знака выходного напряжения регулятора и блок 13 выпрямления. Как в двигательном, так и в генераторном режимах при увеличении момента на валу выходное напряжение тиристорного преобразователя 1 увел 11.чивается вплоть до выхода на естественную характеристику, чем обеспечивается высокая псре. груэочная способность двигателя, а при уменьшении нагрузки напряжение уменьшается и режимы неполной нагрузки и холостого хода протекают с уменьшенными потерями и повышенным к оэффициентом мощности. 2 ил,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электро- приводах промышленных механизмов с активным характером нагрузки.Цель изобретения - повышение перегрузочной способности и улучшение энергетических показателей электродвигателей в регулируемом режиме генераторного рекуперативного торможения.На фиг, 1 приведена структурная схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для управления асинхронным двигателем содержит тиристорный преобразователь 1 напряжения, входами подключенный к зажимам питающей сети, а выходами к зажимам обмотки статора асинхронного двигателя 2, блок 3 синхронизации, входы которого соединены с входами тиристорного преобразователя 1, датчик 4 угла сдвига между фазным напряжением и током, первый вход которого соединен с выходом блока 3 синхронизации, задатчик 5 фазового угла в двигательном режиме, регулятор 6 фазового угла, первый вход которого соединен с выходом датчика 4, а второй - с выходом задатчика 5, систему 7 импульсно-фазового управления, первый вход которой соединен с выходом блока 3, формирователь 8 импульсов, вход которого соединен с выходом системы 7 импульсно- фазового управления, а выход - с управляющим входом тиристорно го преобразователя 1 напряжения, датчик 9 окончания и начала тока в фазах, входы которого соединены с входами и выходами тиристорного преобразователя 1, переключатель 10, первый и второй входы которого соединены с выходами датчика 9 начала и окончания тока, а выход - с вторым входом датчика 4 фазового угла, задатчик 11 фазового угла в генераторном режиме с выходом, объединенным с выходом задатчика 5 фазового угла в двигательном режиме, блок 5 10 15 20 25 30 35 40 12 определения знака выходного напряжения регулятора, вход которого соединен с выходом регулятора, первый выход - с третьим входом переключателя 10, а второй выход - с входами обоих задатчиков 5 и 11, блок 13 выпрямления выходного напряжения регулятора, первый вход которого соединен с выходом регулятора, второй вход - с первым выходом блока 12 определения знака, а выход - с вторым входом системы 7 импульсно-фазового управления,Устройство работает следующим образом.Напряжения и токи в коммутируемых фазах (Фиг, 2 а, б, в) контролируются с помощью блока 3 синхронизации, на выходе которого формируется объединенный сигнал Чсн, состоящий из трех сигналов о переходе через нуль напряжений фаз Од+, Ов+. Ос+, (фиг, 2 г, д, е). Датчик 9 начала и окончания тока формирует промежуточные сигналы, синхронизированные с окончанием тока в анодной группе тиристоров О,1, фиг.2 ж) и в катодной группе тиристоров (Ост 2, фиг, 2 э). На выходе датчика формируются два сигнала: первый От, формируется по заднему Фронту сигнала Оса, соответствует началу тока в фазе, отстающей на 120 эл. град, от коммутируемой и используется в генераторном режиме; второй, Окт, Формируется по переднему фронту сигнала Ост 1, соответствует окончанию тока в коммутируемой фазе и используется в двигательном режиме. Датчик 4 фазового угла преобразует угол между нулем фазного напряжения и сигналами О,4, или О,; в пропорциональное напряжение в зависимости от режима двигателя. По сигналу Од+ или Ов+ или Ос" в обоих случаях начинает Формироваться опорный сигнал пилообразного напряжения О Гфиг. 2 л).При появлении сигнала Ок в двигательном режиме или О; в генераторном режиме текущее напряжение Бэапоминаетгя. идается нэ выход датчика и используется в качестве напряжения обратной связи Оос (фиг, 2 м), Таким образам, фазовый сдвиг между нулем напряжения и окончанием или началом тока дд или дг преобразуется в пропорциональный выходной сигнал О 0 С. Подсоединение сигналов Онт или Окт к входу дэтцика 4 осуществляется с помощью переключателя 10 с управляющим третьим входом, на который поступает сигнал с блока 12 определения знака выходного напряжения регулятора. Задэтчики 5 и 11 формируют задающие напряжения регулятора б для двигательного режима Озд и генераторного режима Оэг, соответствующие оптимальным значениям задания фазового сдвига токов д,д или дзг и обеспечивающие минимум потерь в двигателе при повышенном коэффициенте мощности. Сигнал на переключение задатчиков поступает с второго выхода блока определения знака выходного напряжения регулятора. Если выходное напряжение регулятора ОрО, то разрешается работа задатчика 5 Од для двигательного режима, если ОрО, разрешается работа задатчика 11 для генератарного режима.Блок 13 выпрямления выходного напряжения регулятора служит для подачи на систему 7 импульсно-фазового управления только положительного сигнала управления Оу независимо от режима рабаты двигателя 2. Управление блоком 13 выпрямления асу. ществляется так же, как и перекл,ацателем 10, от выходного сигнала блока 12 определения знака.Система 7 импульсно-фазового управления и формирователь 8 импульсов преобразуют управляющее напряжение Оу в импульсные сигналы управления тиристо. рами преобразователя 1, сдвинутые на про. порциональный угол а (фиг. 2 а) относительно сигналов синхронизации Ос. Благодаря алгоритму работы датчика 9 начала и окончания тока; переключателя 10 и датчика 4 фазового сдвига тока обеспечивается непрерывность выходного напряжения регулятора б при переходе из двигательного режима в генераторный и обратно. Как в двигательном, так и в генераторном режимах при увеличении момента на валу выходное напряжение тиристорного преобразователя 1 увеличивается вплоть до выхода на естественную характеристику, чем обеспечивается высокая перегрузочная способность двигателя. С уменьшением нагрузки напряжение, подводимое к двигателю, уменьшается и режимы неполной нагрузки или холостого хода протекают с(меньшенными патгрчи ц:в гл 1,о 1 овышенным коэффицненгам ь 1 анза.:ти,СЬормула изобретения Устройство для у:равления ас:. хоанным электродвигателем. садерж-."щеа тиристооный преобразователь напряжения, входи которого предназначены для подключения к зажимам питающей сети, а выходы соединены с зажимами для подключения статорной обмотки электродвигателя, блок синхронизации, входы которого соединены 15с входами тиристарнаго преобразователя напряжения, датчик угла сдвига между током и напряжением, первый вход которого соединен с выходом блока синхронизации и с первым входам системы импульсна-фазо- вого управления, выход которой соединен с входом формирователя импульсов, выходам подключенного к управляющему входу тиристорнаго преобразователя напряжения, регулятор фазового угла, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом датчика угла сдвига между таком и напряжением и вьходам зэда 1 чика фазового угла в двигательном режиме, о т л и ч аю щ е е с я тем, чта, с целью повышения перегрузочной способности и улуцшения энергетических показателей электродвигателя в регул руемам реж ме генераторного рекуперативнаго тсрмажения, в него введены датчик начала и окончания ток в фазах, переключатель, задатч;к фазового угла в генерэторнам режиме, блок определения знака выходного напряжения регулятора и блок выпрямления выходного напряжения регулятора, а зэдатчик фазового угла в двигательном режиме снабжен входам, первые и вторые входы датцика начала и окончания тока в фазах соединены соответственно с входами и выходами тиристорного преобразователя напряжения, а первый и второй выходы датчика начала и окончания тока в фазах соединены соответственно с первым и вторым входами переключателя, выход которого соединен с вторым входом датчика угла сдвига между током и напряжением, выход регулятора фазового угла соединен с входом блока определения знака выходного напряжения регулятора и с первым входом блока выпрямления выходного напряжения регулятора, выход которого соединен с вторым входом системы импульсно-фазового управления, первый выход блока определения знака выходного напряжения регулятора соединен с третьим входом переключателя и с вторым входом блока выпрямления выходного напряжения регулятора, второй выход блока определения знака выходного напряжения регуляторасоединен с входами задатчика фазового уг1690161 1 в;гательнцй редин Генераторнвй реалии СТЯ Составитель С, Позднуховедактор К. Химчук Техред М,Моргентал Корректор С, Шевку Заказ 3825 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина ла в двигательном режиме и задатчикэ фазового угла в генераторном режиме, выход)С Д) У+ Й) Ус ж) Уст которого соединен с вторым входом регулятора фазового угла.