Способ параметрического управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с вентиляторной нагрузкой и устройство для его осуществления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1697250
Авторы: Железняков, Зайцев, Плехов
Текст
(54) СПОСОБ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ КОРОТКО- ЗАМКНУТЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ВЕНТИЛЯТОРНОЙ НАГРУЗКОЙ И УСТ-. РОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания регулируемых асинхронных электроприводовс вентиляторной нагрузкой, Целью изобретения является улучшение энергетических показателей и повышение надежности за счет ограничения максимально допустимой по нагреву электродвигателя частоты вращения в нижней части диапазона регулирования, Способ управления электродвигателем состоит в периодическом подключенииключении двигателя от сети, при этом и е отключения двигателя сравнивают ЭДС, наведенную в статоре затухающим полем ротора, с заданным значением, фиксируют число периодов питающего напряжения в интервале отключенного состояния, и после снижения ЭДС до заданного значения подключают двигатель к сети на рассчитанное число периодов питающего напряжения, причем подключение осуществляют в два этапа: сначала подключают две обмотки статорэ в момент максимума линейного напряжения между ними, а через четверть периода питающего напряжения подключают третью обмотку, Устройство для реализации способа содержит тиристорный коммутатор 3, два КЯ- о триггера 6, 7, блок 10 управления, элемент 11 задержки, микрокоммутатор 12, измеритель ЭДС 13 с пороговым элементом и два формирователя 14, 15 импульсов. Требуемое значение времени подключения двигателя к сети рассчитывается блоком 10 управления на основе сигналов с измерителя ЭДС 13, элемента 11 задержки, что позволяет обеспечить нормальное тепловое состояние двигателя при повышенных скольжениях. 2 с,п, ф-лы, 1 ил,5 10 15 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания регулируемых асинхронных электроприводов с вентиляторной нагрузкой.Цель изобретения - улучшение энергетических показателей и повышение надежности за счет ограничения максимально допустимой по нагреву электродвигателя частоты вращения в нижней части диапазона регулирования,На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации способа параметрического управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем,Устройство для реализации способа управления асинхронным электродвигателем 1 с вентиляторной нагрузкой 2 содержит тиристорный коммутатор 3, выполненный в виде двух блоков 4 и 5 силовых ключей, два ЙБ-триггера 6 и 7, два логических элемента И-НЕ 8 и 9, блок 10 управления, элемент 11 задержки, микрокоммутатор 12, измеритель 13 ЗДС с пороговым элементом, два формирователя 14 и 15 импульсов. Силовые входы тиристорного коммутатора 3, образованные входами блоков 4 и 5 силовых ключей, соединены с зажимами для подключения питающей сети, а выходы тиристорного коммутатора 3, образованные выходами блоков 4 и 5 силовых ключей, соединены с входами микрокоммутатора 12 и предназначены для подключения к зажимам статорной обмотки электродвигателя 1, Входы двухвходового формирователя 15 импульсов соединены с первым и вторым зажимами для подключения питающей сети, а третий зажим для подключения питающей сети соединен с входом одновходового формирователя 14 импульсов, Первый стробирующий вход блока 10 управления соединен с выходом одновходового формирователя 14 импульсов и с первым входом первого логического элемента И-НЕ 8, выход которого соединен с установочным входом первого ЙБ-триггера 6, выход которого соединен с входом управления первого блока 4 силовых ключей, Второй стробирующий вход блока 10 управления соединен с выходом двухвходового формирователя 15 импульсов и с первым входом второго логического элемента И-НЕ 9, выход которого подключен к установочному входу второго ЙЯ-триггера 7, выходом соединенного с управляющим входом второго блока 5 силовых ключей. Устанавливающий выход блока 10 управления соединен с вторыми входами обоих ло;ических элементов И-НЕ 8 и 9, а сбрасывающий выход блока 10 управления соединен с входами сброса обоих ЙБ-триггеров 6 и 7. 20 25 30 35 40 45 50 и с входом элемента 11 задержки, выхо, которого соединен с первым входом пре рывания блока 10 управления и с управляющим входом микрокоммутатора 12, выходы которого соединены с входами измерителя 13 ЗДС, выход которого подключен к второму входу прерывания блока 10 управления,Устройство работает следующим образом,При смене знака мгновенного напряжения на фазе С питающей сети с положительного на отрицательный формируется импульс на первом стробирующем входе блока 10 управленияС 1=О : д (1-КТо), (1)=о где К=О, 1,2, ,То - период напряжения сети;т - время;д - единичная импульсная функция.Зти импульсы формируются в моменты достижения линейным напряжением Одв амплитудного значения, В эти моменты возможно подключение фаз А и В электродвигателя 1 к питающей сети блока 4 силовых ключей тиристорного коммутатора 3, Включение осуществляется при условии разрешающего логического уровня на устанавливающем выходе блока 10 управления. Открывается логический элемент 8 и в момент появления С 1, по входу устанавливается в положение "1" ЙЯ-триггер 6, разрешая блоку силовых ключей 4 коммутацию в фазах А и В.Фаза С электродвигателя 1 управляется блоком 10 управления аналогично при помощи логического элемента 9 и ЙЯ-триггера 7, но возможный момент времени включения смещен на четверть периода Т 0 по отношению к возможному моменту коммутации фаз А и В, Это обеспечивается тем, что формирователь 15 имеет два входа, связанные с фазами А и В питающей сети, и генерирует импульс при смене знака мгновенного значения линейного напряжения с положительного на отрицательный,Сигнал на втором стробирующем входе блока 10 управления описывается выраже- нием ТоС 2 =д (1 - -- то) (2)=.0Моменты появления установившегося и стробирующего сигналов на выходах блока 10 управления описывается соответственно;Тэ - С 1 ЮТ 2 . (ф) - 1(1 - ЮтТс, (3)1697250 Рн 1 нМсн = Мадн =Мн 15)2 и)1 = где Мсн - номин ния вентиляторн нальному момен а 1 иаМ - с угловые скорост г 1 и г 2 - акти ки статора и при тивление ротора х 1 и х 2 - и обмотки статора ное сопротивлен С 1 коэффигател где зам ого жение питаю зре- телянапряжение на нагруэк 1 работыетиТцикла О=и где ЙТ 2 - разрешающий сигнал с выхода измерителя ЭДС с пороговым элементом 13Йт - число периодов напряжения сети в периоде подключения электродвигателя 1 (период квантования), определяемое в функции механической постоянной времени привода,Тй = С 2 д (1 - ЮТТо - Й 1 То), (4) к=о; где Й 1 - число периодов напряжения сети, в течение которых на данном периоде подключения электродвигатель 1 связан с питающей сетью, определяемое из соотношения: льныи момент сопротивлеой нагрузки, равный номиту электродвигателя;инхронная и номинальнаяи электродвигателя;вное сопротивление обмотведенное активное сопрондуктивное сопротивление и приведенное индуктивие ротора;циент электродви я,С 1=1+1 о2 к1 о и 1 к - токи холостого хода и короыкания соответственно;0 сети - линейное напрящей сети;3 - предельно допустимое с точкиния теплового состояния электродвигзначение скольжения.Исходными для вывода формулы (1жат известные выражения:полезная мощность на валу1312 г 2 Для осуществления способа необходимо предваоительно определить аналитически или графически предельно допустимое с точки зрения теплового состояния элект родвигателя значение скольжения Я, а затем номинальный момент Мсн из следующих уравнений: 1 -10А " +(1-А) 1; (10) ГДЕ Рн, он, Вн - НОМИНаЛЬНаЯ МОЩНОСТЬ, КПД и угловая скорость, указанные в паспорте электродвигателя,Синхронная частота вращения601 где 1 - частота питающей сети;р - число пар полюсов,Далее необходимо определить по известным выражениям активные и индуктивные сопротивления электродвигателя, а также его коэффициент С 1,После появления импульса Тя на владе элемента 11 задержки на его выходе формируется сигнал, поступающий на управляющий вход микрокоммутатора 12 и включающий егоат 1=-1(1- КЙтт.- Й 1 Т.- ), (13) где т - время запаздывания элемента 11 задержки, не меньшее времени, необходимого для закрывания силовых ключей коммутатора 3.Сигналы на выходе микрокоммутатора 12 анализируются измерителем 13 ЭДС с пороговым элементом и при условии спадания ЭДС, наведенной в обмотке статора затухающим полем ротора, до безопасного для включения электродвигателя уровня на выходе измерителя 13 ЭДС с пороговым элементом формируется сигнал ЙТ 2 = 1(1), ЕСли Ещ 1( Одоо (1 Блок 10 управления на каждом периоде подключения подсчитывает величину Йт, однако при достижении счетчиком этой величины заданного значения Йтаад установка сигнала Тз возможна только тогда, когда на входе блока 10 управления имеется сигналЙ 12. Если система находится в состоянии 1 ЙТ 1 1 ЙТ 2, то с каждым следующим периодом сети величина Йт увеличивается на единицу до тех пор, пока не вы полн ится условие 1 ЙТ 1 1 ЙТ 2. Полученное значение Йт принимается блоком 1015 20 25 ЗО 35 45 50 управления, как исходное для расчета величины гь 1 по формуле (5) для следующего периода подключения элекч родвигэтеля 1.Такой анализ проводится на каждом периоде квантования, но исходным являепя значение Мтзад.Таким образом, устройство обеспечлвает параметрическое импульсное регулиравание частоты вращения привода при детерминированном подключении обмоток статора, гарантируя нормалььюе тепловое состояние электродвигателя с вентиляторной нагрузкой при повышенных скольжениях, Тем самым улучшаются энергетическле показатели электропривода в,ьелом, повышается надекность, а также обеспечивается возможность уменьшения массогаба ритных показателей электродвигателя,Формула изобретеньля 1, Способ параметрического управления асинхронным коротке замкнутым электродвигателем с вентиляторной нагруэкол, при котором периодически Гьодключают и отключают электродвигатель от сети, при этом частоту вращения контролируют г;о ЗДС, наводимой на обмотке статора эатухэющим полем ротора, указанное подключение электродвигателя к сети осуществляют в два этапа: снацала гьодключаьот две обмотки статора в момент максимума гиней- ного напряжения между ними, затем через четверть периода питающего напряжения подключают третью обмотку статара прл максимуме ее фазного напряжения, а указанное отключение электэодвигатегья от сети осуществляьот при достижении ротором заданной частоты врашения, о т гь и ч эю щ и й с я тем, что, с цегьью улучшеь.ьия энергетицеских псказагелей и повышения надежности за счет ограничения максимально допустимой по наГреву электродвигателя частоты вращения в никней части диапазона регулирования, после указанного откгьючения электродвигателя от сетьл сравнивают ЗДС, наведенную на обмотке статора затухающим полем ротооа, с зэданным значением, фиксируют число периодов питающегс напряжения в интервале времени отключенного состояния электродвигателгь и после снижения ЗДС до зацанного значеньля сьсуцьествляьот указанное подклнцение электродвигателя к сети на число периодов питающего напряжения, определяемое выражениемгде йт - число периодов напряжения сети в периоде подключения двигателя;К 2 - число периодов напряжения сети в интервале времени отклюценного состояния двигаталя,Мс,н - номинальный момент сопротивления вентиляторной нагрузки;гг 1 и йн - синхронная и номинальная угловые скььрости;гь и г 2 - активное сопротивление обмоткл статора и приведенное активное сопротивление ротора соответственно;х 1 и х 2 - индуктивное сопротивление обмотки статора и приведенное индуктивное сопротивление ротора соответственно;Цсечл линейнОе НаПРЯКЕНИЕ питающей сети,С 1 - коэффициент электродвигателя;5- предельно допустимое с точки зрения теплового состояния электродвигателя значение скольжения,2. Устройство для параметрического управления асинхронным короткоэамкнутым электродвигателем с вентиляторной нагрузкой, содержащее тиристорный коммутагор, силовые входы которого соединены с зажимами для подключеньля питающей сети, а выходы предназначены для соединения со статорной обмоткой электродвигателя, два КЯ-триггера, элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом микрокоммутатора, о т и и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьшения энергетицеских показателей и надежности за счет ограничения максимально допустимой по нагреву электродвигателя частоты вращения в нижней цасти диапазона регулирования, в него введены одновходовый и двухвходовый формирователи импульсов,два лоГических элемента И-НЕ, блок управления и измеритель ЗДС с пороговым элементом, в тиристорный коммутатор выполнен в виде двух блоков силовых ключей, входы и выходы которых образуют соответственно входы и выходы тиристорного коммутатора, входы двухвходового формирователя импульсов соединены соответственно с первым и вторым закимами для подключения питающей сети, вход одновходового формирователя импульсов соединен с третьим зажимом питающей сети, первыл стробирующий вход блока управления соединен с выходом одновходового формирователя импульсов и первььм входом первого логического элемента И-НЕ, выход которого подключен к вь оду установки первого ЙЯ-триггера, выход которого соединен с входом управления первого блока силовых ключей тиристорного10 1697250 Составитель С, ПоэднуховРедактор О. Головач Техред М.Моргентал Корректор Т. Колб Заказ 4315 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 коммутатора, второй стробирующий вход блока управления соединен с выходом двухвходового формирователя импульсов и первым входом второго логического элемента И-НЕ, выход которого подключен к 5 входу установки второго ЙЯ-триггера, выход которого соединен с входом управления второго блока силовых ключей тиристорного коммутатора, первый и второй входы прерывания блока управления 10 соединены соответственно с выходами элемента задержки и измерителя ЭДС, входы которого подключены к выходам микрокоммутатора, входы которого подключены к соответствующим выходам тиристорного коммутатора, вторые входы первого и второго логических элементов И-НЕ обьединены и соединены с устанавливающим выходом блока управления, сбрасывающий выход которого соединен с входами сброса первого и второго ВЯ-тригеров и входом элемента задержки.
СмотретьЗаявка
4680076, 01.02.1989
НИЖЕГОРОДСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ЗАЙЦЕВ АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ, ЖЕЛЕЗНЯКОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ, ПЛЕХОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02P 5/40
Метки: асинхронным, вентиляторной, короткозамкнутым, нагрузкой, параметрического, электродвигателем
Опубликовано: 07.12.1991
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1697250-sposob-parametricheskogo-upravleniya-asinkhronnym-korotkozamknutym-ehlektrodvigatelem-s-ventilyatornojj-nagruzkojj-i-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ параметрического управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с вентиляторной нагрузкой и устройство для его осуществления</a>
Предыдущий патент: Маломощный электропривод
Следующий патент: Вентильный электропривод
Случайный патент: Устройство для преобразования прямоугольных координат в полярные