Способ регулирования частоты вращения асинхронного трехфазного электродвигателя

(515 Н 02 Р 7/42 ГОСУДАРСТПЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский институт точной механики и оптики(56) Авторское свидетельство СССРМ 720662, кл. Н 02 Р 13/16, 1978.Авторское свидетельство СССРМ 1026273, кл. Н 02 Р 7/42, 1983,(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автомати-зированном электроприводе для частотногоуправления трехфазными асинхроннымиэлектродвигателями общепромышленногоприменения, Целью изобретения являетсярасширение диапазона регулирования частоты вращения и улучшение энергетических Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе для частотного управления трехфазными асинхронными электродвигателями общепромышленного применения.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения и улучшение энергетических показателей электродвигателя,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для реализации способа регулирования частоты вращения; на 5 Ц 16 о 0162 Дпоказателей электродвигателя, Для регулирования частоты вращения электродвигателя формируют трехфазную систему прямоугольных напряжений пониженной частоты, соответствующей заданной частоте вращения двигателя, трехфазную систему модулирующих напряжений треугольной формы с частотой, в два раза превышающей частоту прямоугольных напряжений. Тиристоры коммутатора, пропускающие положительную и отрицательную полуволны фазного напряжения, открывают в соответствии с полярностью прямоугольных напряжений пониженной частоты, причем управляющие импульсы на тиристоры формируют при совпадении однополупериодного напряжения соответствующим напряжением треугольной формы, За счет этого улучшаются энергетические и регулировочные характеристики и обеспечивается работа электропривода в длительном режиме в области пониженных частот выходного напряжения. 2 ил. фиг, 2 - временные диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу устройства,Устройство для реализации способа содержит общий блок 1 управления, блоки 2 - 4 управления фазами и силовой маловентильный тиристорный преобразователь 5, состоящий из трех пар встречно-параллельных тиристоров 6 - 8. Маловентильный преобразователь 5 включен между зажимами питающей сети и асинхронным электродвигателем 9. Первый выход общео блока 1 управления соединен с первыми входами блоков 2 - 4 управления фазами. выходыкоторых соединены с управляющими электродами пар тиристоров 6 - 8. Второй, третий и четвертый выходы общего блока 1 управления соединены с вторыми входами соответственно первого, второго и третьего блоков 2 - 4 управления фазами. Блок 2 управления фазой, как и аналогичные блоки 3 и 4, содержит трансформатор 10, два однополупериодных выпрямителя 11 и 12, дее схемы 13 и 14 сравнения, реверсивный счетчик 15 с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) 16 на выходе, два элемента И-НЕ 17 и 18, два усилителя 19 и 20 мощности, два импульсных трансформатора 21 и 22 и элемент НЕ 23, Трансформатор 10 первичной обмоткой соединен с соответствующей фазой питающей сети, а вторичной обмоткой .через однополупериодные выпрямители 11 и 12 подключен к первым входам схем 13 и 14 сравнения, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И - НЕ 17 и 18, выходы которых через соответствующие усилители 19 и 20 мощности соединены с импульсными трансформаторами 21 и 22, выходы которых образуют выходы блока 2 управления фазой, Первый и второй входы реверсивного счетчика 15 образуют соответствующие входы блока 2 управления фазой. Второй вход счетчика 15 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 17 непосредственно и с вторым входом элемента И - НЕ 18 через элемент НЕ 23. Общий блок 1 управления состоит иэ последовательно соединенных управляемого генератора 24, делителя 25 частоты и распределителя 26 импульсов, выходы которого образуют второй, третий и четвертый выходы блока 1, первый выход которого образован выходом генератора 24.Устройство функционирует следующим образом.Частота генератора 24 (фиг, 2 а) может изменяться в зависимости от величины поступающего на его вход напряжения Овх Импульсы с выхода генератора 24 поступают на входы реверсивных счетчиков 15 блоков 2 - 4 управления фазами и на вход делителя 25 частоты (ДЧ). С выхода ДЧ 25 (фиг. 2 б) эти импульсы подаются на вход распределителя 26 импульсов, на выходах А, В, С которого(фиг. 2, в, г, д) имеем сигналы, обеспечивающие работу блоков 2 - 4 управления фазами, Рассмотрим работу блока 2 управления фазой А (БУФА), Работа блоков 3 и 4 управления фазами В, С происходит аналогично,При наличии высокого уровня на выходе А распределителя 26 импульсы с выхода управляемого генератора 24 проходят на реверсиеный г.че 1 чик 15 и с его выходапоступают на вход ЦАП 16, формирующего импульсы пониженной частоты и треугольной формы (фиг. 2 е), Модулирующее напряжение треугольной формы поступает на5 входы схем 13 и 14 сравнения. На вторыевходы схем 13 и 14 сравнения поступает выпрямленное фазное напряжение сети(фиг. 2 е), Однополуперио 1- ое напряжение, соответствующее положительной полувол 10 15 20 25 30 35 40 50 55 не фазного напряжения сети, поступает навход схемы 13 сравнения, а однополупериодное напряжение, соответствующее отрицательной полуволне фазного напряжения сети, поступает на вход схемы 14 сраенения, В момент равенства значений модулирующего треугольной формы и однополупериодного фаэного напряжений на входах схем 13 и 14 сравнения на их выходах появляется сигнал высокого уровня. Этот сигнал с выхода схемы 13 сравнения поступает на один иэ входов элемента И - НЕ 17, а с выхода схемы 14 сравнения на один иэ еходое элемента И-НЕ 18. При наличии высокого уровня на выходе распределителя 26 имеется высокий уровень на втором входе элемента И - НЕ 17 и низкий уровень (благодаря инеертору 23) на втором входе элемента И - НЕ 18, Поэтому импульс только с выхода элемента И - НЕ 17 через усилитель 19 мощности и импульсный трансформатор 21 осуществляет включение одного иэ встречно-параллельных тиристорое 6, осуществляющего пропускание однополупериодных фазных импульсов положительной полярности (фиг, 2 ж).При наличии на выходе А распределителя 26 низкого уровня сигнала на втором входе элемента И-НЕ 17 имеем запрещающий низкий уровень напряжения, а на втором входе элемента И-НЕ 18, наоборот, имеем высокий уровень синала. Поэтому импульсы с выхода схемы 14 сравнения проходят элемент И-НЕ,18, импульсный усилитель 20, импульсный трансформатор 22 и осуществляют включение второго из двух встречно-параллельных тиристоров 6, осуществляющего пропусканле однополупериодных фазных импульсов отрицательной полярности (фиг. 2 ж).Таким ооразом, способ регулирования позволяет в сравнении с прототигом улучшить его энергетические и регулироеочные характеристики и обеспечить работу электропривода в длительном режиме в области пониженных частот выходного напряжения,Формула изобретения Способ регулирования частоты вращения асинхронного трехфазного электродвигателя, каждая обмотка которого подключена к соответствующей фазе ре -фаэной питающей сети через пару встречно-параллельных тиристоров, при котором формируют трехфазную систему прямоугольных напряжений пониженной частоты, соответствующей заданной частоте вращения двигателя, и для каждой пары тиристоров формируют последовательности управляющих импульсов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения и улучшения энергетических показателей электродвигателя, формируют трехфазную систему модулирующих напряжений треугольной формы, частота которых в два раза превышает частоту прямоугольных напряжений, а максимальное значение модулирующего напряжения совпадает с началом полупериода прямоугольного напряжения в каждой фазе, а управляющие импульсы для одного иэ двух встречно-параллельных тиристоров, пропускающего напряжения положительной полярности, в каждой фазе формируют путем сравнения однополупериодного напряжения, соответствующего положительной полярности фазного напряжения, в течение одного полупериода пониженной частоты прямоугольных импульсов данной фазы с модулирующим напряжением треугольной формы тай же фазы, определяют 5 моменты времени, когда значения модулирующего и однополупериодноч фазного напряжЕний совпадают, и в эти моменты времени включают указанный тиристор данной фазы, управляющие импульсы для вто рого из двух встречно-параллельныхтиристоров, пропускающего напряжения отрицательной полярности, в каждой фазе формируют путем сравнения однополупериодного напряжения, соответствующего 15 отрицательной полярности фаэного напряжения, в течение следующего эа предыдущим второго полупериода пониженной частоты прямоугольных импульсов данной фазы с модулирующим напряжением треу гольной формы той же фазы, определяютмоменты времени, когда значения модулирующего и однополупериодного фазного напряжений совпадают, и в эти моменты времени включают укаэанный второй тири стор данной фазы,Спстэвитель С. ПозднухоТпкред М,Моргенгзл Редзкгор Н, Химчу ректор М, По роиГодс Гвенно и.здэтельский кок 1 инэг Пэ ип Гц;гс ,1 Г;:Г; 1" Зэкээ 3825 ВНИИПИ Госу Тирэжвенного комите113035, Москва Подписноеэ по иэооретениям и Открытиям при ГКНТ ( СС А, Рэупвскэ нлб. 1,5