Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 036 19) 114 Н 02 Р 3/ ЕНИЯ ЕПЬСТВ АСИННЫМ дъемника ель изоб габариГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСНОМУ СВИ(.71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А.А.Жданова(56) Онищенко Г.Б. Асинхронный вентильный каскад. - М.; Энергия, 1967, с. 119"123.Сандлер А.С., Тарасенко Л.М. Динамика каскадных асинхронных электроприводов. - М.: Энергия, 1977, с, 182"186.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ХРОННЬ 1 М ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗ РОТОРОМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе шахтных по в, механизмов, кранов и т.п. Ц ретения - снижение массы и тов и повышение КПД. Для достиженияуказанной цели в устр-во для управления асинхронным электродвигателемс фазным ротором, выполненным посхеме АВК, введены управляемый трехфазный выпрямитель 18 с нулевой точкой, задатчик 19 режима работы, блок20 управления напряжением обратнойсвязи, блок 21 управления сетевым итормозным контакторами 2, 5. Припереходе устр-ва к режиму динамического торможения включается выпрямитель 18 с нулевой точкой, благодарячему через статорные обмотки двигателя протекает пост. ток. Благодаряпредложенной схеме устр-ва обеспечивается питание статорной обмотки пониженным напряжением через сглаживающий дроссель 14, что приводит кснижению пульсации выпрямленного тока и устранению согласующего тиристора. Следствием этого является повышение КПД и уменьшение массы игабаритов устр-ва. 1 ил.12790Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов злектроприводах шахтных подъемников, механизмов кранов и т.п,Цель изобретения - снижение массы и габаритов и повышение КПД.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для управления асинхронным электродвигателем 1 с фазным10:ротором содержит сетевой контактор2 с тремя силовыми контактами и двумявходами 3 и 4 управления, тормознойконтактор 5 с двумя силовыми контактами и двумя входами 6 и 7 управления, трехфазный мостовой выпрямитель8, трехфазный мостовой тиристорныйЬинвертор 9 с анодной и катодной группами 10 и 11 тиристоров, датчик 12скорости на валу электродвигателя1, датчик 13 тока, сглаживающий дроссель 14, блок 15 управления инвертором 9 с двумя входами и шестью выходами, элемент 16 сравнения с двумявходами, задатчик 1 скорости, одни25выводы силовых контактов сетевогоконтактора 2 снабжены зажимами дляподключения фаз питающей сети, другиевыводы силовых контактов сетевого: контактора 2 снабжены зажимами дляподключения выводов статорной обмоткиасинхронного электродвигателя 1, одни выводы силовых контактов тормозного контактора 5 соединены с другими выводами силовых контактов сетевого контактора 2, вход трехфазногомостового выпрямителя 8 подключен квыводам роторной обмотки асинхронного электродвигателя 1, точка соединения катодов вентилей трехфазного 40мостового выпрямителя 8 подключенак точке соединения анодов тиристоровтрехфазного мостового тиристорногоинвертора 9, точка соединения анодоввентилей трехфазного мостового выпрямителя 8 через соединенные последовательно датчик 13 тока и сглаживающий дроссель 14 подключена к точкесоединения катодов тиристоров трехфазного мостового тиристорного инвертора 9, входные выводы которого снабжены зажимами для подключения фазпитающей сети, один вход 4 управления сетевого контактора 2 подключенк соответствующему входу 7 управле- уния тормозного контактора 5, выходзадатчика 17 скорости подключен к одному входу элемента 16 сравнения,36выход которого подключен к одному входу блока 15 управления инвертором 9, другой вход которого подключен к выходу датчика 13 тока, управляемый трехфазный тиристорный выпрямитель 18 с нулевой точкой, задатцик 19 режима работы с тремя выходами, блок 20 управления напряжением обратной связи с двумя входами и одним выходом, блок 2 управления сетевым и тормозным контакторами 2 и 5 с двумя входами и одним выходом, подключенным к другим входам 3 и 6 управления контакторов 2 и 5, выход датчика 12 скорости подключен к одним выходам блока 20 управления напряжением обратной связи и блока 21 управления сетевым и тормозным контакторами 2 и 5, другие входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика 19 режима работы, третий выход которого подключен к входу задатчика 17 скорости, выход блока 20 управления напряжением обратной связи подключен к другому входу элемента 16 сравнения, другой вывод первого силового контакта тормозного контактора 5 подключен к точ ке соединения анодов тиристоров управляемого трехфазного тиристорного выпрямителя 18, катоды которых предназначены для подключения фаэ питающей сети, другой вывод второго силового контакта тормозного контактора 5 подключен к точке соединения выводов датчика 13 тока и сглаживающего дросселя 14.Сетевой и тормозной контакторы 2 и 5 имеют инверсные входы 3 и 6, поскольку они подключены к общему выходу блока 21 управления. Входы 4 и 7 контакторов 2 и 5 выполняют функцию блокировки, исключающей срабатывания одного контактора при включении другого. От задатчика 19 режима в положении "Динамическое торможение" блок 21 управления контакторами вырабатывает сигнал на выключение сетевого контактора 2, который разрешает включение тормозного контактора 5При этом две статорные обмотки двигателя 1 подключаются к анодам тиристоров управляемого трехфазного тиристорного выпрямителя 18 и к точке соединения датчика 13 тока и сглаживающего дросселя 14, Последний служит для улучшения формы тока возбуждения двигателя 1 и, следователь1 О 3 1279036 4 но, для улучшения формы кривой тор- тока возбуждения (1) и уравнения сомозного момента. отношения токов двигателя 1 при динаВеличина выпрямленного напряжения мическом торможении, мостового несимметричного управляе- уравнение равновесия напряжений мого выпрямителя, состоящего из уп контура выпрямленного тока ротора равляемого трехфазного тиристорного имеет вид выпрямителя 18 и катодной группы 11 трехфазного инвертора 9, при тормо, К +1,К женин двигателя 1 определяется изх выражения+ 1 ь) (Ксц + 2 г + т) (1)г 2 ц 15 где Ы,постоянный угол управлениятрехфазного выпрямителя 18с нулевой точкой,фазное напряжение питающейсети,угол управления инвертором 9,выпрямленный ток ротора,постоянный ток питания обмоток статора при динамическом торможении 1К, - сопротивление сглаживающегодросселя;г , х - соответственно активное и .Т треактивное сопротивленияфазы согласующего трансформатора, приведенные к вторичной обмотке, или, соответственно, сопротивлениетокоограничивающего реактора,К - суммарное сопротивление обВмоток двигателя 1 при выбранной схеме их соединенияв режиме торможения40Величина напряжения возбуждения П,1 выбирается так, чтобы ток ротора двигателя 1 при торможении бып равен заданному (обычно двойному номинальному значению выпрямленного 45 . тока ротора 11 р ), при этом ток возбуждения двигателя 1 не превышает двух-четырех значений его намагничивающего тока в режиме холостого хода.Величину угла управления трехфаз ного управляемого выпрямителя 18 определяют из режима торможения двигателя 1 с максимальной скорости с выпрямленным током ротора, равным двойному номинальному, 55С этой целью решают систему уравнений равновесия напряжений контура выпрямленного тока ротора, контураК Б совВ,(2) К = +2 г +КЗхт с ф где х , г - индуктивное и активноесопротивления фазы об" мотки ротора двигателя.При решении расчетный угол управления сетевого инвертора определяется формулой КХ Расс сса а-"1 а васх 2 ол где П - линейное напряжение ротораепри 8 = 1.р . - минимальный угол управленияинвертором.Соотношение токов двигателя 1 предлагаемого устройства определяется уравнением 2 1коэффициент, характеризующийсоотношение между эквивалентным по намагничивающей силе е где 1 - ток намагничивания двигателя;х - индуктивное сопротивлениеРнамагничивающего контура,К ,К - коэффициенты роторного выпсх 1 сх 1рямителя и инвертора,К - коэффициент трансформациидвигателя,П, - линейное напряжение источника питания инвертора,Я - скольжение двигателя, соответствующее максимальнойскорости;К К - эквивалентные сопротивления,определяемые по формулам .Зх ЗхК =Б + в+ 2 г +П П Яс Усаа У127903 бИз уравнения (1) для известных величин 1 , 1 , р определяют величину угла управления Й, управляемого трехфазного выпрямителя 1К, - 1,170 соз ( - Р )1 Б ри тем самым уменьшить массу и габариты и повысить КПД устройства. 1Формула 50Таким образом, введение управляемого трехфазного выпрямителя с нулевой точкой, блока управления напряжением обратной связи, блока выбора режима работы и блока управления контакторами позволяет реализовать режим динамического торможения без понижающего трансформатора и без пуль-( саций тока динамического торможения переменным током и такомвозбуждения (величина К определяется схемой соединенийобмоток статора при динамическом торможении),5Решение системы (1) - (3) производится следующим образом. Используя кривую намагничивания асинхронного двигателя, для заданных значений 1,АР, Я ипо уравнениям (2) и (3) 1 О строят два графика. По уравнению (2) строят график зависимости тока возбуждения от намагничивающего тока 1 (К + К)+1,Ы = агс сово Система регулирования при торможении поддерживает выпрямленный ток ротора на заднем уровне, а по катодной группе 11 мостового инвертора 9 20 в это время протекает суммарный ток 111 оЗадатчик 19 режима вырабатывает следующие сигналы. Один из них запрещает задатчику 17 скорости передавать задание на скорость элемента16 сравнения. Второй сигнал изменяет полярность сигнала обратной связи по скорости на выходе блока 20 управления напряжением обратной связи, Третий сигнал задатчика 19 режима разразрешает работу блока 21 управления контакторами 2 и 5, Сигнал с выхода элемента 16 сравнения является заданием на ток при торможении.В процессе торможения двигателя регулятор 15 выпрямленного тока системы регулирования поддерживает выпрямленный ток ротора на заданном уровне. Происходит практически линейное изменение скорости двигателя. При достижении нулевой скорости сигнал обратной связи но скорости с . датчика 12 скорости заставляет блок 21 управления контакторами выключить тормозной контактор 5 динамического торможения. На этом заканчивается процесс динамического торможения. для значения 1 = 21 ни заданныхзначений Я,. По уравнению (3)строятс 1 = й(1,) при 1 С = 21 . Пересечение этих графиков определит расчетное значение 1 в. изобр етения Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее сетевой контактор с тремя силовыми контактами и двумя входами управления, тормозной контактор с двумя силовыми контактами и двумя входами управления, трехфазный мостовой выпрямитель, трехфазный мостовой тиристорный инвертор, датчик скорости на. валу электродвигателя, датчик тока, сглаживающий дроссель, блок управления инвертором с двумя входами и шестью выходами, элемент сравнения с двумя входами, задатчик скорости, одни выводы силовых контактов сетевого контактора снабжены зажимами для подключения фаз питающей сети, другие выводы силовых контактов сетевого контактора снабжены зажимами для подключения выводов статорной обмотки асинхронного электродвигателя, одни выводы двух силовых контактов тормозного контактора соединены с другими выводами двух силовых контактов сетевого контактора, вход трехфазного мостового выпрямителя подключен к выводам роторной обмотки асинхронного электродвигателя, точка соединения катодов вентилей трехфазного мостового выпрямителя подключена к точке соединения анодов тиристоров трехфазного мостового тиристорного инвертора, точка соединения анодов вентилей трехфазного мостового выпрямителя через соединенные последовательно датчик тока и сглаживающий1279036 Составитель В.АлешечкинТехред В.Кадар Корректор А.Тяско Редактор С.Пекарь Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 6852/57 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дроссель подключена к точке соединения.катодов тиристоров трехфазногомостового тиристорного инвертора,входные выводы которого снабжены зажимами для подключения фаз питающейсети, один вход управления сетевогоконтактора подключен к соответствующему входу управления тормозногоконтактора, выход задатчика скоростиподключен к одному входу элементасравнения, выход которого подключенк одному входу блока управления инвертором, другой вход которого подключен к выходу датчика тока, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью снижения массы, габаритов иповышения КПД, в него введены управляемый трехфазный тиристорный выпрямитель с нулевой точкой, эадатчикрежима работы с тремя выходами, блокуправления напряжением обратной связи с двумя входами и одним выходом,блок управления сетевым и тормознымконтакторами с двумя входами и одним выходом, подключенным к другим входам управления указанных контакторов,выход датчика скорости подключен кодним входам блока управления напряжением обратной связи и блока управления сетевым и тормозным контакторами, другие входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика режима рабо ты, третий выход которого подключенк входу эадатчика скорости, выходблока управления напряжением обрат. -ной связи подключен к другому входуэлемента сравнения, другой вывод 15 первого силового контакта тормозногоконтактора подключен к точке соединения анодов тиристоров управляемоготрехфазного тиристорного выпрямителя,катоды которых предназначены для 20 подключения фаз питающей сети, другойвывод второго силового контакта тормозного контактора подключен к точкесоединения выводов датчика тока исглаживающего дросселя.