Устройство для управления асинхроннымтрехфазным электродвигателем

Сфефз Сфветскнк Сфцнаанстичвскнк РееиублмкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВИЛЬСТВУ о 1813638(22) Заявлено 180679 (21) 2781266/24-07 51)М, Кд,з Н 02 Р 1/40с присоединением заявки Йо ГосударствеянмЯ комнтет СССР оо делам юзобретеккЯ я открытяЯ,ффй. 6 Уральский ордена Трудового Красного Знполитехнический институт им, С.М.Кирова(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ТРЕХФАЗНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Изобретение относится к электро технике, а именно к полупроводниковому управлению асинхронным электроприводом и может быть использовано для пуска и торможения асинхронных трехфазных электродвигателей с нереверсивными регуляторами напряжения в статорных цепях.Известно устройство для управления асинхронным трехфазным электродвигателем, содержащее реверсивный вентильный пускатель, выполняющий одновременно роль регулятора напряжения, блоки управления вентилями, включающие в себя фазосмещающее устройство и распределитель импульсов, триггеры режима работы двигателя с цепями запуска и логическую часть, состоящую из элементов И-НЕ и И, обеспечивающих определенную последовательность переключения триггеров при изменении режима работы двигателя 1).Данное устройство пригодно для управления как реверсивным, так и нереверсивным асинхронным электроприводом, требующим электрического торможения. Однако применение этого устройства для управления нереверсивным электроприводом приводит к необходимости использования всех вентилей реверсивного тиристорного пускателя, вызывает увеличение веса, габарита и стоимости устройствауправления двигателем, и в конечном счете - снижает его надежность.Кроме того, в устройстве не предусмотрено автоматическое отключение двигателя от сети при его остановке, что ухудшает тепловой режим работы машины и также снижает надежность работы электропривода.Цель .изобретения - повышение надежности электропривода, управля емого полупроводниковым регуляторомнапряжения, за счет обеспечения электрического торможения двигателя без использования дополнительных вентилей с автоматическим от ключением тока двигателя после егоостановки.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство дополнительно снабжено датчиком ЭДС двигателя, подключенным к статорной обмотке, двумя реле ЭДС и генератором прямоугольных импульсов, причем вход датчика ЭДС соединен со входами реле ЭДС, выход первого реле ЭДС 30 соединен со входом установки нулян 50 первого триггера, выход второгореле ЭДС соединен со входом установки нуля второго триггера, генератор прямоугольных импульсов соедиНен с распределителем управляющихимпульсов через последовательносоединенные элементы И-НЕ и И, при-чем выход первого триггера подключенко второму входу элемента И-НЕ, выход второго триггера подключен ковторому входу элемента И, а выходтретьего триггера подключен к распределителю управляющих импульсови входу установки единицы первоготриггера.Введение датчика ЭДС двигателяс двумя реле ЭДС,воздействующимина входы установки нуля первых двухтриггеров, совместно с использованием генератора прямоугольных импульсон, связанного со входом распределителя управляющих импульсовчерез последовательно соединенныеэлементы И-НЕ и И, позволяет реализовать торможение двигателя.При этом генератор прямоугольныхимпульсов, синхронизированных снапряжением сети, обеспечивает вначале процесса торможения снижения частоты коммутации вентилей,образующих однополупериодную схемувыпрямления, до величиныьгде Г - частота коммутаций вентилей; Гг, - частота напряжения сети;и - целое число, больше единицы.Реле ЭДС, величина которой зависитог частоты вращения двигателя, переключают триггеры таким образом,что при снижении скорости двигателя до половины синхронной скорости происходит восстановление частоты коммутации вентилей до частоты сети, а при полной остановкедвигателя - отключение его от сети.На чертеже изображена функциональная схема устройства,Устройство состоит из нереверсивного тиристорного регулятора 1 напряжения, содержащего три парывстречно-параллельно соединенныхвентиля, включенных последовательностаторным обмоткам двигат ля, Припуске двигателя открываются все шестьтиристоров регулятора, а при торможении только первый и четвертыйтиристоры, образующие однополупериодныИ выпрямитель линейного напряжения.Отпирающие импульсы поступают на тиристоры от выходных усилителей распределителя 2 импульсов. В свою очередь в распределитель импульсов поступают синхронизированные с напряжением сети и сдвинутые на уголзапускающие импульсы от фазосмещающего устройства 3 и релейные сигналы от элемента И 4 и триггера 5пуска двигателя, разрешающие генерацию отпирающих импульсов в режимах пуска и торможения, Углы с, от 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 55 65 крытия вентилей определяются величиной напряжения, поступающего на вход из системы управления скоростью электропривода. Выход триггера б через элемент И-НЕ 7 соединен с первым входом элемента И 4, выход когорого подключен к элементу ИЛИ 8, а ко второму входу элемента И 4 подключен выход триггера 9. Кроме того, выход триггера 5 подключен ко входу установки единицы триггера б, а триггеры 9 и 5 сблокированы между собой, В устройство входит датчик ЭДС двигателя 10, к которому подключены релеиные элементы 11 и 12 воздействующие на входы ., тановки нуля триггеров б и 9, 2 орог срабатывания этих реле настраивается таким образом, чтобы реле 21 включалось при величине ЭДС, соответствующей половинной скорости двигателя, а реле 12 - при нулевом значении ЭДС, то есть, при полной остановке двигателя. Снижение частоты коммутации ве тилей тиристорного регулятора напряжения на начальном участке торможения осуществляется с помо 1 ью генератора 13 прямоугольных импульсов, подключенного ко второму входу элемента И-НЕ 7 и выполняющего роль делителя частоты напряжения сети. Для пуска двигателя и его останова ко входам установки единицы триггеров 9 и 5 под ключены кнопки "ГУск" 14 и "Стоп" 15.фаэосмещающее устройство и выход - ные усилители распределителя импульсов выполняются по любой известной схеме. В качестве датчика ЭДС используется трансформатор напряжения с выходным фильтром, подключенный к статорной обмотке двигателя, обесточенной при торможении. В распределитель импульсов входят элементы И и ИЛИ, обеспечивающие прохождение запускающих импульсов от. фазосмещающего блока на входы всех выходных усилителей.Устройство функционирует следующим образом.В исходном положенки все триггеры находятся в состоянии логического "О", следовательно, в распределитель импульсов не поступают разрешающие команды на генерацию управляющих импульсов и тиристоры находятся в закрытом состоянии, а двигатель отключен от сети. На выходах релейных элементов присутствует логическая "1".При пуске двигателя триггер 5, а вслед эа нкм к триггер б с помощью кнопки 14 устанавливаются в состояние логической "1", при которой становится возможным прохождение запускающих импульсов от фазосмещающего устройства 3 через элементы И на входы всех выходных усилителей распределителя 2 импуль"ов, что приводит к открытию ти 813638ристоров тиристорного коммутатора 1 и подключение двигателя ы сети. Одновременно с открытием тиристоров найряжение, прикладываемое к двигателю, поступает и на вход датчика ЭДС 10, что вызывает переключение релейных элементов из состояния логической "1" в "0".При торможении двигателя триггер 9 с помощью кнопки 15 переключается в состояние логической "1", что приводит к установке триггера 5 в состояние "0" и подаче через элемент 8 разрешающей команды на генерацию управляющих импульсов выходными усилителями 2. Частота коммутации вентилей тиристорного коммутатора 1 в этом случае определяется частотой следования импульсов, поступающих на второй вход элемента 4 через элемент 7 от генератора 13 импульсов. Протекание выпрямленного тока, содержащего субгармоническую составляющую, по статорным обмоткам двигателя вызывает его замедление, вследствие чего ЭДС наводимая в обесточенной фазе двигателя уменьшается. При снижении ЭДС до величины, соответствующей половинной скорости вращения двигателя (т.е., до напряжения сравнения реле 11 переключается в состояние ф 1" и таким образом устанавливает триггер 6 в положение "0". При этом на входах элемента И 4 появляются две логические "1" и тем самым обеспечивается коммутация тиристоров тиристорного коммутатора с частотой сети. Протекание однополупериодного выпрямленного тока по статорным обмоткам двигателя приводит к полной его остановке и спадению ЭДС в отключенной фазе до "0", чтоконтролируется с помощью реле 12. При переключении реле 12 в состояние "1" происходит установка тригге ра 9 в положение "0", вследствие чего прекращается генерация управляющих импульсов, двигатель отключается от сети и схема приходит в исходное состояние.формула изобретенияУстройство для управления асинхронным трехфазным электродвигателем,содержащее полупроводниковый регулятор напряжения в фазах статораэлектродвигателя, фаэосмещающийблок с распределителем управляющихимпульсов, три триггера с цепямизапуска и логические элементы И-НЕ и ИРо т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности, онодополнительно снабжено датчикомЭДС, подключенным к статорной об котке, двумя реле ЭДС и генераторомпрямоугольных импульсов, причемвход датчика ЭДС соединен со входами реле ЭДС, выход первого релеЭДС соединен со входом установкинуля первого триггера, выход второго реле ЭДС соединен со входомустановки нуля второго триггера,генератор прямоугольных импульсовсоединен с распределителем управляющих импульсов через последовательно соединенные элементы И-НЕ и И,причем выход первого триггера подключен ко входу элемента И-НЕ, выход второго триггера подключен ковторому входу элемента И, а выходтретьего триггера подключен к распределителю управляющих импульсов и входу установки единицы первого триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 657551, кл. Н 02 Р 1/40, 12,01.77.одписно 4/5 Патент , г. Ужгород, ул. Проек ал Заказ 790 В 172 Ти ИИИПИ Государств по делам изобре 13035, Москва, Ж нного комитета ССтений и открытий35, Раушскан наб.