Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя

.1 4 Н 02 Р 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делдм изОБРетений и ОткРытийЕ ИЗОБРЕТ ц,БЯОПИСАНИ ЕПЬСТВУ Р 2шиностро ьный о СССР1979.СССР(57) Изобретенитехнике и можетприводах грузопсажирских лифтоявляется повыше ЛЯ РЕГУЛИР АСИНХРОННО АНИЯ ЭЛЕКотноситсяыть исполь электр вано в емных маш Целью изо и пастенияегулиавност К АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельсВ 83939, кл, Н 02 Р 7/36Авторское свидетельствР 944044, кл. Н 02 Р 5/40 рования частоты вращения. Указаннаяцель достигается введением в устройство для регулирования частоты враще.ния асинхронного двигателя по числуфаз двигателя цепочек 30,31,32, каждая из которых составлена из последовательно соединенных резистора ивстречно-параллельно соединенных тиристоров. В устройство введены последовательно соединенные усилитель 14,преобразователь 15 напряжения-частота и трехфазный кольцевой счетчик 16Вход усилителя 14 подключен к выходуэлемента 6 сравнения, а выход счетчика 16 соединен с одним из входов каждого логического элемента И 17-22.Вторые входы элементов 17-22 подключены к инвертирующему выходу ВБ-триггера 12. Выходы элементов 17-22 черезусилители мощности 23-28 связаны с1283925 управляющими цепями введенных тиристоров. Введение указанных блоков иэлементов уменьшает время бестоковойпаузы при работе электродвигателя вквазичастотном режиме и обеспечиваетступенчатое изменение напряжения на Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода, в частности в приводах грузоподъемных машин и пассажирских лифтов.Цель изобретения " повышение плавности регулирования частоты вращения.На Фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема устройства 10 для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя; нафиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для регулирования часо тоты вращения асинхронного электродвигателя 1 содержит тиристорный коммутатор 2, подключенный к фазам асинхронного двигателя 1. Тиристорпый коммутатор 2 выполнен в виде встреч но-параллельно включенных тиристоров, Устройство содержит также блок 3 фазового управления и блок 4 квази- частотного управления, встречно-параллельно включенные тиристорами25 коммутатора 2, блок 5 заданчя частоты вращения, элемент 6 сравнения, два потенциометра 7 и 8 уставок, два операционных усилителя 9,10, усили, тель 11 импульсов управления, КЯ-триггер 12, датчик 13 частоты вращения, жестко закрепленный на ва лу асинхронного электродвигателя 1, при этом блок 5 задания частоты вращения соединен с первым входом эле мента 6 сравнения, второй вход которого соединен с датчиком 13 частоты вращения, а выход элемента 6 сравнения соединен с первыми входами блоков фазового и квазичастотного управления 3 и 4 встречно-параллельно включенными тиристорами коммутатора 2, вторые входы которых, подключены соответственно к прямому и инвертистаторной обмотке при квазичастотномуправлении. Это уменьшает .изменениемагнитного потока при каждой коммутации электродвигателя в квазичастотном режиме. В результате повышаетсяплавность регулирования. 2 ил. рующему выходам КБ-триггера, а выходы блоков 3 и 4 соединены с усилителем 11 мощности управления тиристорами коммутатора 2, входы операционных усилителей 9 и 1 О, первые входы которых подключены к второму входу эле-" мента 6 сравнения, а вторые входы соединены соответственно с потенцио-. метрами уставок 7 и 8, Кроме того устройство содержит последовательносоединенные и включенные на выход элемента 6 сравнения усилитель 14, преобразователь "напряжение-частота 15, трехфазный кольцевой счетчик 16 выход которого соединен с одним входом каждого из шести логических элементов И 17-22, выходы когорых соответственно соединены с входами шести усилителей 23-28 мощности, а другие входы каждого из шести логических элементов И 17-22 соединены с инвертирующим выходом ЕБ-триггера 12, а выходы каждого из шесги усилителей мощности 23-28 подключены к соответствующим управляющим электродам до"- полнительных встречно-параллельно включенных тиристоров 29, подключенных в каждой Фазе последовательно с резисторами 30,31 и 32 и параллельно встречно-параллельно включенным тиристорам тиристорного коммутатора 2;На Фиг.2 показаны последовательности импульсов управления 33 и 34, Формируемые блоком 4 квазичастотного управления (например, для встречно- параллельно включенных тиристоров тиристорного коммутатора 2 в фазе А); сигналы 35 напряжения источника питания для Фазы А; последовательности импульсов управления 36, 37 на выходе трехфазного кольцевого счетчика 16, подаваемые, например, на допол" нительные встречно-параллельно включенные тиристоры 29 в Фазе А; сигналы3 1283 38 напряжения на статорной обмотке асинхронного электродвигателя 1, сформированные при совместной работе в фазе А тиристоров тиристорного коммутатора 2 и дополнительных встречно 5 параллельно. включенных тиристоров 29 (вс.е сигналы показаны, например, для деления частоты питающей, сети на 6).Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электро двигателя работает следующим об+ разом.С блока 5 задания частоты вращения поступает входной сигнал, пропорциональный заданной частоте враг,ения 15 асинхронного электродвигателя 1, который затем сравнивается с сигналом датчика 13 частоты вращения на элементе 6 сравнения. Сигнал рассогласования с выхода элемента 6 сравнения 20 поступает на один из входов блоков 3 и 4 фазового и квазичастотного управления встречно-параллельно включенными тиристорами тиристорного коммутатора 2, в то время как на другие 25 входы этих же блоков поступают управляющие сигналы с КБ-триггера 12. В зависимости от управляющего сигнала с выхода КБ-триггера 12 начинает работать либо блок 3 фазового, либо 30 блок 4 квазичастотного управления, формируя соответственно последовательности импульсов управления, которые через усилитель 11 поступают на управляющие электроды встречно- параллельно включенных тиристоров тиристорного коммутатора 2. Например, при работе блока 4 квазичастотного управления эти импульсыимеют вид 33,34 (для одной пары встречно-параллельно включенных тиристоров тирис=.торного коммутатора 2, работающих в фазе А)Напряжение источника питания для этой фазы показано на диаграмме 35. С датчика 13 частоты вращения сигнал, пропорциональный частоте вращения асинхронного электродвигателя 1, поступает на вход операционных усилителей 9 и 10 и сравнивается по величине с различными напряжения ми уставок соответствующих потенциометрови 8. При этом на выходе операционных усилителей 9 и 10 (в зависимости от величины напряжения уставки потенциометров 7 и 8) формируется либо логический сигнал "1", либо "0". Эти сигналы обеспечивают переключение КБ-триггера 12 и, соответственно, работу либо блока 3 фазово 925 4го, либо блока 4 квазичастотного управления встречно-параллельно включенными тиристорами тиристорного коммутатора 2. Таким образом, часть всего диапазона регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя 1 обеспечивается квазичастотным управлением, а часть - фазовым.Одновременно сигнал рассогласования с выхода элемента 6 сравнения поступает через усилитель 14 на преобразователь "напряжение-частота" 15 выходная последовательность импульсов которого с частотой, равной частоте модуляции блока 4 квазичастотного управления, поступает на трехфазный кольцевой счетчик 16, представляющий собой кольцевую пересчетную схему, формирующую трехфазные системы импульсов со сдвигом на 120 эл.град. и смещенных одна относительно другой на 180 град.Таким образом, на входы каждого из шести логических элементов И 17-22 йоступает с выхода трехфазного кольцевого счетчика 16 соответствующая последовательность импульсов (например, для дополнительных встречно-парал- ф лельно включенных тиристоров 29 в фазе А) на выходе логических элементов И 17, 18 эти сигналы имеют вид 36,37 (фиг.2) управления с частотой, равной модулирующей частоте блока 4 квази- частотного управления, и управляющий сигнал с инвертирующего выхода КБ-триггера 12. При наличии сигнала "1" на этом выходе КБ-триггера 12 на выходах каждого из шести логических элементов И 17-22 имеют место сформированные по частоте последовательности управляющих импульсов (например, сигналы 36,37), которые через соответствующие усилители мощности 23-28 поступают на управляющие электроды дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров 29, Практически усилитель 14, преобразователь "напряжение-частота" 15, трехфазный кольцевой счетчик 16, логические элементы И 17-22, усилители мощности 23-28 образуют еще один канал квазичастотного управления, но канал управления дополнительными встречно-параллельно щ включенными тиристорами 29 формирует импульсы управления, нерегулируемые по фазе и подаваемые на управляющие электроды соответствующих тиристоров 29 в начале каждого рабочего для них полупериода питающего напряжения. ПриАналогичная работа тиристаров 29 и тиристоров тиристорнога коммутатора 2 имеет место и в других Фазах в квазичастотнам режиме,30 Таким образом, применение изобре-. тения позволяет уменьшить время бестоковой паузы при работе асинхронного электродвигателя в квазичастотнам режиме и обеспечить ступенчатое изменение напряжения, Формируемого на статорной обмотке в течение каждого па лупериода результирующего периода при квазичастотнам управлении. Это уменьшает результирующее изменение.магнитного потока электро двигателя при каждой его коммутации в квазичастотном.режиме работы и, соответственно, переходные знакапеременные составляющие момента электродвигателя. В результате повышения план ности регулирования уменьшаются динамические перегрузки, повышающие износ и сокращающие срок службы оборудования как приводного меха низма , так и самого устройства, 55 что обуславливает повышение ега надежности. этом при формировании результирующего полупериада питающего напряжения в квазичастотном режиме работы асинхронного электродвигателя 1 для каждой Фазы в начале рабочего полупериода вступает в работу один из тиристорав 29 (например, для фазы А в точке Б на диаграмме 38), а затем при пос-.туплении импульса управления от блока 4 кваэичастотного управления и соответствующий тиристор тиристорно-,.го коммутатора 2 (для тай же Фазы А, в точке Г на диаграмме 38). Пока в , работе был один из тиристарав 29 напряжение на асинхронном двигателе 1 определяется величиной соответствуюг щего одного из резисторов 30,31 и 32, При вступлении в работу соответствуюшего тиристора тиристорного коммутатора 2 к катоду работавшего соответствующего тиристора иэ тиристарав 29 (точка Г на диаграмме 38) прикладывается напряжение, запирающее последний, и напряжение на статорнай обмотке асинхронного электродвигателя 1 25 скачкообразно увеличивается (диаграмма 38). Формула изобретения Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя, содержащее тиристарный коммутатор, предназначенный для соединения обмоток статара асинхронного электродвигателя с источникам питания, который выполнен в виде встречно-параллельно включенных тиристарав, блоки Фазового и квазичастатнага управления тиристорами коммутатора, соединенные с управляющими цепями тиристоров через усилитель, блок задания частоты вращения выход которо. га подключен к первому входу элемента сравнения, второй нхад которого соединен с выходом датчьп:а частоты вращения ротора асинхронного двига- теля и с первыми входами двух операционных усилителей, выпад элемента сравнения соединен с первыми входами блоков фазового и квазичастатнага управления тиристарами ка.и; татара, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инвертирующему выходу КЯ-триггера, входы которого подключены к выходам операционных усилителей, а втарыс входы опера- ЦИОННЫХ СИЛИТЕЛЕЙ СОЕДИНЕНЫ С СООТветствующими патенциаметрами уставак а т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с цел повышения плавности регулирования частоты вращения, в ьега введе ны на каждую фазу двигателя цепочки из последовательно соединенных резистаря и дополнительных Встречна пяряч лельна включенных тиристарав, последовательна соединенные усилитель, входом подключенный к выходу элемента сравнения, преобразователь напряжение-частота и трехфазный кольцевой счетчик импульсов шесть лаги сеских элементов И и шесть усилителей мощности при этом цепочки из последа Вятельна соединенных резистора ивстречно-параллельно включенным тиристорам коммутатора, выходы кальце - ваго счетчика подключены к первым входам элементов И, вторые входы которых подключены к инвертирующему выходу 28-триггера, вьходыэлементов И через усилители мощности подключены к управляющим электродам дополнительных встречна-параллельна включенных тиристаров.1283925 Составитель В,Тарасович Техред В.Кадар Корректор А. Обручар едак Заказ 745 е ское предприятие, г,ужгород, ул,Про изводственно-полигр а Тираж 661 ВНИИПИГосударственног по делам изобретении 113035, Москва, Ж, Подписнкомитета СССРи открытийугдская наб., д.