Устройство для управления асинхронным трехфазным электродвигателем

Союз СоеетсваСоцмалмстммескикРеспублмк ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ657551 и(5) М. Кл,Н 02 Р 1/40 Гееудерстееенвй ееметет СССР ае делам езебретеае е еткрыте(72) Авторы изобретения И, Я. Браслввский, А, М. Зюзев и А, Н. Черкасский Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М, Кирова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ТРЕХфАЗНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙИзобретение относится к области вентильного управления электроприводами, в частности с асинхронным электродвигателем.Известны устройства для управления асинхронным трехфазным электродвигателем, состоящие из полупроводникового реверсивного вентильного пускателя, устройств управления вентилями и блоков . режима работы двигателя, получающих комннпы он кнопочной снннпнн 1.Для исключения коротких замыканий сети через вентили пускателя при реверсе или торможении двигателя в этих устройствах предусматривается ячейка задержки команды на переключение вентилей, обеспечивающая время задержки не менее 0,01 с, Как правило, эта ячейка требует специальной проверки н настройки для достижения максимального быстродействия пускателя. Кроме того, извесз ные устройства не обеспечивают стабильности протекания переходных процессов и ограничения ударов момента двигателя при реверсе и динамическом торможении,обусловленных наличием незатухающегоэлектромагнитного поля ротора,Наиболее близким по технической суш- % ности и достигаемому результату является устройство для управления асинхронным трехфазным электродвигателем, содержащее реверсивный вентильный пускатель, блоки управления вентилями, уптв равляюшие триггерый кнопочную станцию,ячейку фаэирования, выходы которой черезэлементы И подсоединены к включающимвходам управляющих триггеров (21. Указанное устройство позволяет снйзиь удары момента двигателя при реверсе, однако не обеспечивает высокой стабильности протекания переходных процессов иэ-за случайного характера длительна ности бестоковой паузы при переключении вентилей, зависящей от момента прихода команды на реверс, и нуждается в специальной настройке ячейки задержки.Целью изобретения является .ограничение ударных моментов при реверсе и динамическом торможении двигателя,Цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено двумя дополнительными блоками управления вентилями,элементами Иуячейкой фвзирования управляющими и вспомогательным триггерами,входы последнего из которых связаны сосновными управляющими триггерами, ввыходы подключены ко вторым входамдвух элементов И, включенных междудополнительным управляющим триггероми блоками управления вентилями, причемк включающему входу дополнительногоуправляющего триггера через элемент Иподключен выход основной ячейки фазирования, а к отключающим попарно обьединенным входам всех управляющих триггеров через три соответствующих элемента2 ОИ подключен выход дополнительной ячейки фазироввния, кроме того, все управляюшяе триггеры сблокированы между собойчерез элементы И на включающих входах,а кнопочная станция подключена к элеменБгам И как 1 в включающих) гвк и на Отключающих входах управляющих триггеров.Введение дополнительной ячейки фазироввния и подключение ее через элементы Ик откпючаюшим входам унравляю:ещих триггеров позволяет реализовать фазонаправленное переключение двигателяна реверс или динамическое торможение,характеризующееся заданным, огноситель 35но выбранного напряжения сети, моментом отключения двигателя и стабильнымвременем переключения вентилей, чем иобеспечивается повышение стабильностипротекания переходных процессов. Причем4 Опри использовании напряжения нереверсируемой фазы сети в качестве фазируюше. го, реверс и динамическое торможениедвигателя, независимо от направления еговращения происходят с минимальнымиР45ударами момента, для чего при динамическом торможении с помощью вспомогательного триггера осуществляется выборсоответствующей полярности выпрямигельного моста.Нефиг. 1 изображена схема предлагаемого усчзойства для управления асинхроннымдвигателем; нафиг,2 - диаграммасигнвлов,поясняющая работу этого устройства.Устройство состоит из реверсивноговентильного пускателя, содержащего пятьпар тиристоров Т-ТО, включенныхвстречно-параллельно в ствторные цепиасинхронного двигателя, При вращении двигателя "вперед от крываются тиристоры Т -Т, при вращении "назад"-ТТ, а при динамическом горможенииТ ) Т,) Т) Тд или Т ) Т ) Т 7 ) Тв зависимости от направления вращения,Отпирвюшие импульсы подаются ог блоков управления вентилями (тиристорами)группы "вперед - БУВ, назад" - БУН,)динамического торможении - БУДТ 1 илиБУДТ, которые могут быть построеныпо любой известной схеме, Разрешениена генерацию отпирвюших импульсов, т,е,соответствующая команда, ог кнопки вперед "В" через основной элемент И 1 ивключающий вход управляющего триггераТрВ подаегся на блок БУВ, от кнопки назад Н) через элемент И и включающийвход управляющего триггера ТрН- наблок БУНот кнопки торможения Т" через дополнительный элемент И ) ТрДТ,элемент И 7 или Иа нв блок БУДТ илиБУДТ ) в зависимости ог направлениявращения двигателя, контролируемого спомо 1 цью вспомогательного триггера ТрВН,который управляется сигналами от триггеров ТрВ и ТрН и подключен ко вторым входам элементов И 7, И,фНа кнопки "В, Н" и "Т подаетсяотрицательное напряжение. На вторые входы элементов И+И поступают узкие импучьсы, генерируемые ячейкой фвзирования ЯФ 1 в момент перехода напряжениянереверсируемой фазы из отрицательнойв положительную область, а третьи и четвертые входы элементов И+И исполь-.зованы для взаимной блокировки триггеров режима.Кроме того, от кнопки "В" командачерез И) поступает на отключающие входы триггеров ТрН и ТрДТ, от кнопки фНчерез И 5 на ТрВ и ТрНТ) а от кнопкиТ) через И на ТрВ и ТрН, туда жепоступает и команда от кнопки С". Навторые входы элементов И,+ И поступают импульсы от ячейки фазированияЯф, генерируемые ею в момент перехода фазируюшего напряжения из положительной области в отрицательную,Устройство работает следующим образом,В исходном положении все триггерырежима включены, вследствие чего отсутствует генерация отпираюших импульсовблоками управления, и тиристоры закрыты.При пуске двигателя, например вперед), команда от кнопки фВ" поступаетна входы элементов И) И и в моментприхода очередного импульса от ячейкифаэирования ЯФ 1 на вход И 1 происходит переключение ТрВ, разрешающего ге нерацию отпираниях импульсов тиристоров Т +Т, через которые двигатель подключаегся к сети, 3При реверсе команда от кнопки Н подается на входы элементов И, И, переключающих триггеры ТрВ и ТрН по сигналам от Яф и Яф, Причем последовательность переключения триггеров та кова, что первым по ближайшему сигналу от ЯФ 2, поступающему на второй вход И, выключается ТрВ, с выхода которого при этом подается сигнал на второй вход И, после чего становится воэ 15 можным включение ТрН по очередному сигналу, поступающему на третий вход И 2 от ЯФ 1 (см. фиг. 2). При выключении ТрВ снимается разрешение на генерацию управляющих импульсов тиристоров груп 20 пы "вперед, а при включении ТрН поступает разрешение на генерацию управляющих импульсов тиристоров группы "назад", в результате чего двигатель реверсирует 25 ся.При динамическом торможении последовательность переключения управляющих триггеров аналогична реверсу, причем при вращении двигателя "вперед" включается блок БУДТ, а при вращении "назад"- БУДТИнтервал времени 1между переключением триггеров режима при этом всегда одинаков и равен 0,01 с, а время исполнения команды на реверс или торможение двигателя является величиной случайной, изменяющейся, очевидно, в пределах 0,01 сЕ(0,03 с, взависимости от момента прихода соответствующей команды.Отключение двигателя от сети и возвращение схемы в исходное состояние производится по команде от кнопки "С" выключающей триггеры режима.45Введение дополнительной ячейки фазирования и элементов И на отключающих входах управляющих триггеров выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позволяет осуществлять фазирование команды не только на включение вентилей, но и на их отключение, в результате чего переключение вентилей происходит всегда с одинаковой паузой в заданный, относитель-у, но напряжения сети. момент времени, чем и достигается высокая стабильность протекания процессов реверса и динамического торможения. При использовании напряжения нереверсируемой фазы сети в качестве фаэируюшего реверс и динамическое торможение двигателя с любого направления вращения происходят с минимальными ударами момента.Формула изобретенияУстройство для управления асинхронным трехфазным электродвигателем, содержащее реверсивный вентильный пускаель, блоки управления вентилями, управляющие триггеры, кнопочную станцию,основную ячейку фаэирования, выход которой через два основных элемента И подсоединен к включающим входам управляющих триггеров, о т л и ч а ю ш е е с ятем, что, с целью ограничения ударныхмоментов двигателя при реверсе и динамическом торМожении, оно дополнительно снабжено двумя блоками управлениявентилями, шестью элементами И ячейкой фазирования, управляющим и вспомогательным триггерами, причем входы последнего из упомянутых триггеров связаны с основными управляющими триггерами, выходы подключены.ко вторым входам первого и второго дополнительныхэлементов И, включенных между дополнительным управляющим триггером и дополнительными блоками управления вентилями, к включающему входу дополнительного управляющего триггера черезтретий дополнительный элемент И подключен выход основной ячейки фаэирования, к отключающим попарно объединенным входам всех управляющих триггеровчерез четвертый, пятый, шестой дополнительные элементы И подключен выходдополнительной ячейки фазирования, всеуправляющие триггеры сблокироьаны между собой через два основных и третийдополнительный элементы И, на включающих входах, а кнопочная станция подключена к двум основным и дополнительнымтретьему, четвертому, пятому и шестомуэлементам И, как на включающих, таки на отключающих входах управляющихтриггеров.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент США Хо 3514682,кл. Н 02 Р 3/24, 1970. .2. Авторское свидетель:тво СССРМо 466597, кл. Н 02 Р 1/40, 1971.657551 г.Г Составитель Л. ФерштмвнРедактор Л. Баглай Техред О. Андрейко Корректор Г. Назаро Заказ 1818/54 Тираж ЦНИИПИ Государственн по делам изобретени 113035, Москиа, Ж, РодписнСР лиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул. Проектна Ф ТрНЩ йФ ив к, кП-Тб бТ 5-Т 1 к Т 1 ТМТдТЯ кТ ТТф 856го комитета й и открытий аувская наб.