Способ регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН р 4 Н 02 Р 7/ ЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВ нЮ,Ратне хронный ми комму СКОРОСТИЛЕКТРОДВИО ОСУЩЕСТСл ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(7 1) Украинская сельскохоная академия(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГОГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля регулирования скорости асинхронных двигателей. Целью изобретения является снижение колебаний скорости.Согласно данному способу регулирование скорости двигателя осуществляют путем чередования режимов номинальной и пониженной скорости сперем.скважностью, причем режим пониженной скорости характеризуетсянеполноразным питанием статорнойобмотки от одной или двух фаз, Устройство для реализации способа содержит 3 тиристорных ключа 1, блок3 гальванической развязки, восьмиразрядный регистр 2 1 сдвига и блокуправления; 2 с.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля регулирования скорости асинхронных электродвигателей.Целью изобретения является, снижение колебаний скорости.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - схема восьмиразрядного регистра, введенного в устройство; на фиг. 3 - эпюры напряжений на элементах устройства.Устройство для регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя содержит три тиристорных ключа 1 в фазах статорной обмотки асинхронного электродвигателя 2, управляющие электроды которых подключены к выходам соответствующих блоков 3 гальванической развязки, формирователь-синхронизатор 4 прямоугольных импульсов восьмиразрядный кольцевой регистр 5 сдвига, де - вять логических элементов 2 И-НЕ 6 14, логический элемент 8 И-НЕ 15,первый и второй инверторы 16 и 17, триггер 18, блок 19 запуска и задания номинальной скорости, блок 20 питания, Выход Формирователя синхронизатора 4 прямоугольных импульсов подключен к тактовому входу восьми- разрядного кольцевого регистра 5 сдвига, выходы которого подключены к одним входам восьми логических элементов 2 И-НЕ 6- 13 другие входы которых снабжены зажимами для подключения к соответствующим выходам блока регулирования скорости, выходы восьми логических элементов 2 И-НЕ 6"13 подключены к соответствующим входам логического элемента 8 И-НЕ 15, выход которого подключен к информационному входу триггера 18, вход первого инвертора 16 подключен к выходу формир ователя-синхронизат ора 4 прямоугольных импульсов, вход второго инвертора 17 подключен к входу первого логического элемента 2 И-НЕ 6, выходы первого и второго инверторов 16 и 17 подключены к соответст-, вующим входам девятого логического. элемента 2 И-НЕ 14, выход которого. подключен к установочному входу триггера,восьмираэрядный регистр 21 сдвига, тактовый вход которого подключен к выходу первого инвертора 16, вход выбора режима записи - к выходу блока 19 запуска и задания номинальной скорости, вход последовательной записи - к выходу триггера18, входы параллельной записи объединены и снабжены зажимом для подключения шины логической "1"тривыхода восьмиразряднога регистра 21сдвига подключены к входам соответствующих блоков 3 гальванической развязки,Восьмиразрядный регистр 21 сдвига (фиг. 2) составлен из двух четырехразрядных универсальных регист 1 О ров 22 и 23 сдвига. Вход последовательного кода регистра 22 являетсявходом последовательной записи восьмиразрядного регистра 21. Вход пос- . ледовательного кода регистра 23 соединен с выходом четвертого разрядарегистра 22. Объединенные тактовыевходы регистров 2 и 23 образуют тактовый вход восьмиразрядного регистра 21, Объединенные входы управления режимом работы регистров 22 и23 образуют вход выбора режима записи восьмиразрядного регистра 21. Навсе входы параллельной записи регист 20 ров 22 и 23 подан сигнал логической"1", Выходами восьмиразрядного регистра 21 сдвига служат выходы первого и второго разрядов регистра 22 и выход первого разряда регистра 23. Тиристорные ключи 1 составлены извстречно-параллельно включенных тиЗО ристоров с цепями формирования отпирающих импульсов из анодных напряжений.Формирователь-синхронизатор 4 прямоугольных импульсов содержит согла 35 сующий трансформатор, первичная обмотка которого включена на фазноенапряжение питающей сети, вторичная 4 О через диод подключена к резистивному делителю напряжения, подключенномук входу соединенных последовательно двух инверторов, выход послецнего из которых образует выход 5 Орователя-синхронизатора 4 прямоугольных импульсов,26 и 27 - напряженияна выходах восьмиразрядного кольце-.вого регистра 5 сдвига," 28 - напряжение на выходе восьми логическихэлементов 2 И-НЕ 6- 13, 29 - напряжение на выходе логического элемента 8 И-НЕ 15," 30,. 31 и 32 - напряжения соответственно на входах и навыходе девятого логического элемен 45 Формирователя-синхронизатора 4 прямоуголъных импульсов.Еа Фиг. 3 приняты следующие обозначения: 24 и 25 - напряжения соответственно на входе и выходе форми 3та 2 И-НЕ; 33 - напряжение на выходетриггера 18, 34, 35 и 36 - напряжения на выходах восьмираэрядного регистра 21 сдвига 37, 38 и 39 фазные напряжения статорной обмотки электродвигателяКаждый из блоков гальванической развязки содержит транзисторный ключ, вход которого соединен с одним из выходов восьмиразрядного регистра 21 сдвига, а выход нагружен цепью, содержащей резистор и фото- диод тиристорного оптрона, своим выходом включенного в диагональ выпрямленного тока диодного моста,Вторая диагональ моста включена в цепь формированйя отпирающих импульсов одного из тиристорных ключей 1.Обмотка статора электродвигателя 2 соединена в звезду с выведенной нейтралью и подключена через тиристорные ключи 1 к фазам питающей се - ти, а ее нейтраль - к нулевому проводу.Устройство работает следующим образом.С выхода формирователя-синхронизатора 4 прямоугольных импульсов на тактовый вход кольцевого регистра 5 сдвига поступают импульсы сетевой частоты, управляющие регистром 5, На выходах регистра 5 формируются прямоугольные импульсы с периодом регулирования Т = п Т и скважностью отгТрР, - . до а где го- число периодов напряжения питающей сети в периоде регулирования, Р из которых поступают через ключи 1 на зажимы обмотки ста- тора электродвигателя 2, В схеме на фиг. 1 п= 9 и формируемые на восьми выходах регистра 5 импульсы имеют скважность: 9/8; 9/7 9/6; 9/5; 9/4;9/3; 9/2; 9. Эти импульсы поступают на первые входы восьми логических элементов 2 И-НЕ 6-13, на вторые (управляющие) входы которых подан уровень логического "О", При выборе од-. ной из пониженных по сравнению с номинальной скоростью вращения электродвигателя 2 на управляющий вход соответствующего элемента 2 И-НЕ, например, элемента 2 И-НЕ 6, вместо уровня логического "О" подается уровень логической " 1". На выходе указанного элемента 2 И-НЕ появляется инверсный по отношению к поступающему на его первый вход с соответствующего выхода регистра 5 импульсный сиг 167581 40 1 О 20 25 30 35 45 50 55 нал, который следует далее на однииз входов элемента 8 И-НГ 15, а наего других входах при этом имеетсяуровень логической "1", поступающийс выходов остальных семи логическихэлементов 2 И-НЕ 7-13. На выходе логического элемента 8 И-НЕ вырабатывается импульс, идентичный паступающе -му на управляющий вход элемента 2 ИНЕ 6 с одного из выходов кольцевогорегистра сдвига 5,Импульсы с выхода элемента 8 И-НЕ15 поступают на информационный входтриггера 18. На установочный входБ трйггера 18 подаются импульсы свыхода девятого элемента 2 И-НЕ 14,на один вход которого через инвертор 16 поступают импульсы с выходаформирователя-синхронизатора 4, ана второй - проинвертированные элементом 17 импульсы с выхода первогоразряда кольцевого регистра сдвига5. С выхода триггера 18 импульсы подаются на первый вход восьлиразрядного регистра сдвига 21, на второй(тактовый) вход которого поступаютпроинвертированные элементом 16 импульсы с выхода формирователя-син -хронизатора 4. На вход управлениярежимом работы восьмиразрядного регистра сдвига 21 подается уровеньлогического "О" при выборе одной изступеней редукции частоты вращенияэлектродвигателя 2 и уровень логи -ческой "1" при пуске электродвигателя 2 и работе его с номшальнойчастотой вращения. Указанные уровнипоступают с выхода блока 19 запускаи задания номинальной скорости вращения электродвигателя 2. Подачауровня логической "1" при пускеэлектродвигателя 2 производится только на время пуска, определяемое параметрами элементов КС-цепочки навходе инвертора блока 19 запускаи задания номинальной частоты вращения. Уровень логической "1" навыходе указанного блока 19 при формировании номинальной частоты вращения двигателя обеспечивается подачей уровня "1" на управляющий входсодержащегося в нем элемента 2 ИЛИ.Импульсы, получаемые на выходахвосьмиразрядного регистра 21 сдвига,имеют взаимный временной сдвиг на1/3 периода регулирования Т , равного в данном случае 9 Т сети. Они следуют на входы блоков 3 гальванической развязкн, с выходов которых пос 12675813тупают на входы тиристорцых ключей1. Последние реализуют режим полнофазного питания полным напряжениемсети электродвигателя 2 при его пус -ке и работе с номинальной скоростьювращения, а также р ежим чер едующегося неполнофазного питания для получения одной из пониженных скоростей вращения.В последнем случае тиристорные 10ключи 1 пропускают в обмотку статора двигателя (гп периодов тока сети,при этом (Ф) соответствуют выбранной скорости вращения и представляет собой количество отсекаемых ключей периодов, определяющее продолжительность бестоковой паузы, следующей поочередно в каждой из фаз статора.Таким образом, введение восьми в 20разрядного регистра сдвига позволяет реализовать чередующееся неполнофазцое питание асинхронного электродвигателя в режиме пониженной скорости и тем самым снизить ее колебанця,Формула изобретения1. Способ регулирования скорости З 0 трехФазного асинхронного электродвигателя, в котором чередуются реясцмы номинальной и пониженной скоростиврашения асинхронного электродвигателя с переменной скважцостью путем периодического подключения и отключения фаз статорной обмотки асин хронного электродвигателя от питающей сети, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения колеба- ,10 ций скорости, режим пониженной скорости осуществляется путем отключения от питающей сети одной или двух из трех фаз статорной обмотки асинхронного электродвигатепя и последующего поочередного подкпючецця кпитающей сети разноименных фаз статорной обмотки асинхронного электродвигателя при одновременном отклю. - чении одной или двух оставшихся фаз, статорцой обмотки асинхронного электродвигателя,причем указанныйцроцесс коммутации сохраняется в течение времени действия режима пониженной скорости.1267581 Составитель В.АлешечкинГулько Техред И.Попович дак шко оррект омит откр/5 ая аизводственно-полиграфическое предприятие Ужгор оектная, 4 3256 Тираж 631ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш Нодпиа СССР ий б., д.