Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя

(51)5 Н 02 Р 7/4 ТЕНИ ЕИ ИС тем, что частоты го электзный выт, входы нены со я сети и ючения к ходы по- контроля ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВ 1 СССР(71) Всесоюзный проектно-конструкторскии технологический институт светотехниче ской промышленности(56) Авторское свидетельство СССР В 1275733, кл. Н 02 Р 7/42, 1985.Авторское свидетельство СССР В 1660122, кл. Н 02 Р 7/42, 1991.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Использование: для частотного управления электроприводов с асинхронными электродвигателями общепромышленного назначения, Сущность изобретения: устройство содерхит однофазный выпрямительный тиристорный мост 1, входы переменного тока которого обьединены со входами блока 2 анализа напряжения сети и соединены с зажимами 31, 32 для подключения к однофазной питающей сети, а выходы постоянного тока связаны через блок 4 контроля Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного управления электроприводами С асинхронными электродвигателями общепромышленного назначения.Цель изобретения - улучшение энергетических показателей за счет обеспечения потребления тока асинхронным электродвигателем пропорционально нагрузке на его валу. наличия тока с соответствующими входами трехфазного тиристорного инвертора 5, выходы которого предназначены для подключения к фазам статорной обмотки электродвигателя 6, а управляющие входы выпрямителя 1 и инвертора 5 подключены к соответствующим выходам блока 7 управления, один из входов которого подключен к одному из выходов блока 2 анализа напряжения питающей сети. Устройство содержит цепь, составленную из последовательно соединенных блока 8 определения сов /), блока 9 линейно изменяющегося напряжения, инвертирующего интегрирующего узла 10, усилителя 11, диод 12, анод и катод которого соединены соответственно с выходом и входом блока 9 линейно изменяющегося напряжения, опторезистор 13, выводы входного элемента которого соединены с выходами усилителя 11, а выводы выходного элемента - с первым и вторым входами узла 14 задержки на отключение, выход которого подключен к второму входу блока 7 управления. 3 ил. Поставленная цель достигаетс в устройство для регулирования вращения трехфазного асинхронно родвигателя, содержащее однофа прямительный тиристорный мос переменного тока которого объед входами блока анализа напряжен соединены с зажимами для подкл однофазной питающей сети, а вы стоянного тока связаны через блокналичия тока с соответствующими входами трехфазного тиристорного инвертора, выходы которого предназначены для подключения к фазам статорной обмотки электродвигателя, а управляющие входы выпрямителя и инвертора подключены к соответствующим входам блока упрэвленйя; один из входов которого подключен к одному из выходов блока анализа. напряжения питающей сети, дополнительно введена цепь, составленная из последовательно соединенных блока определения соз р, блока линейно изменяющегося напряжения, инвертирующего интегрирующего узла, усилителя, диод, анод и катод которого соединены соответственно с выходом и вхо. дом блока линейно изменяющегося напряжения, опторезистор, выводы входного элемента которого включены с выходами усилителя, э выводы выходного злемента - с первым и вторым входами дополнительно введенного узла задержки на отключение, выход которого подключен к второму входу блока управления, причем первый инверсныйй вход блока определения соз р соединен с оторым выходом блока анализа напряжения сети и третьим входом блока управления, второй инверсный вход указанного блока подключен к выходу блока контроля наличия така и второму входу узла задержки.На фиг. 1 н риведена структурная схема устройства для регулирования частоты вращения электродвигателя; на фиг. 2 - схема инверсного интегрирующего элемента; на фиг. 3 - схема элемента задержки на отключение,Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя содержит однофазный выпрямительный тиристорный мост 1 с тиристорами 11, 12, 1 з, 14, входы переменного тока которого объединены со входами блока 2 анализа напряжения сети и соединены с зажимами 31, 32 для подключения к однофазной питающей сети, а выходы постоянного тока связаны через блок 4 контроля наличия тока с соответствующими входами трехфазного тиристорного инвертора 5, выходы которого предназначены для подключения к фазам статорной обмотки электродвигателя 6, а управляющие входы выпрямителя 1 и инвертора 5 подключены к соответствующим выходам блока 7 управления, один из входов которого подключен к одному из выходов блока 2 анализа напряжения питающей сети, также цепь, составленную из последовательно соединенных блока 8 определения соз р, блока 9 линейно10 задержки, также коммутационные шины 15, 20 16, 17, 18, 19.Инверсный интегрирующий элемент 10(фиг. 2) содержит коммутационные шины 15,16, резисторы 20, 21, транзистор 22, конденсатор 23.Элемент 14 задержки на отключениефиг. 3) содержит коммутационные шины.17,18, 19, резистор 24, диод 25, конденсатор 26,пороговый элемент 27.Устройство работает следующим образом.Однофазное напряжение сети выпряммитирующий трехфазную систему напояже 40 45 50 55 изменяющегося напряжения, инвертирующего интегрирующего узла 10, усилителя 11,диод 12, анод и катод которого соединенысоответственно с выходом и входом блока 9 линейно изменяющегося напряжения, опторезистор 13, выводы входного элемента которого включены с выходами усилителя 11,а выходы выходного элемента - с первым и вторым входами дополнительно введенногоузла 14. задержки на отключение, выход которого подключен к второму входу блока 7управления, причем первый инверсный вход блока 8 определения соз у соединен с вторым выходом блока 2 анализа напряжения сети и третьим входом блока 7 управления, второй инверсный вход указанного блока 7 подключен к выходу блока 4 контроля наличия тока и второму входу узла 14 ляется поочередно тиристорами 11, 12, 1 з, 14 однофазного выпрямительного тиристорного моста 1, Двухполупериодное выпрямленное напряжение сети поступает на трехфазный тиристорный инвертор 5, форний для асинхронного электродвигателя 6 из двухполупериодного выпрямленного напряжения. Контроль наличия тока в цепи двухполупериодного выпрямленного напряжения обеспечивается блоком 4 контроля наличия тока на выходе которого при отсутствии контролируемого тока будет нулевой логический уровень.Блок 2 анализа напряжения сети формирует на своем первом выходе единичный логический уровень, свидетельствующий о положительном напряжении сети, а на втором выходе - нулевой логический уровень при переходе синусоиды напряжения сети через нуль. Блок 7 управления формирует управляющие сигналы для тиристоров трехфазного тиристорного инвертора 5 в требуемых.последовательностях для соответствующих частот вращения электродвигателя 6, а также формирует управляющие сигналы у 1, у 2 на включение тиристоров 11, 12, 1 з, 14 для подачи напряжения на трехфазный тиристорный инвертор 5, Причем по 183396340 45 50 55 следовательность включения тиристоров трехфазного тиристорного инвертора 5 формируется блоком 7 управления при помощи импульсов перехода напряжения сети через нуль, сформированных блоком 2 анализа напряжения сети, поступающих на его второй выход.Также, блок 7 управления на своем первом выходе формирует следующую функцию р = Х 1 х Хг, а на втором выходе функцию уг = Х 1 х Х 2, Функции управления блоком 7 управления тиристорами трехфазного тиристорного инвертора 5 известны, см. заявку М 4383605/24-07/031017,При включении устройства блок 7 логики включает комбинацию тиристоров трехфазного тиристорного инвертора 5 и одни из тиристоров 11, 12 или 1 з, 14 в соответствии с логическим уровнем на его первом входе Х 2) и требуемой частотой вращения асинхронного электродвигателя 6.На выходе элемента 14 задержки на отключение был логический нуль. так как на выходе блока 4 контроля наличия тока был логический нуль (ток отсутствовал). В дальнейшем появляется логический нуль.на втором выходе блока 2 анализа напряжения сети (при переходе напряжения сети через нуль), который поступает на блок 7 логики для формирования последующей комбинации включения тиристоров трехфазного тиристорного инвертора 5 и на элемент 8 определения соя р, который в простейшем виде может представлять собой ВЯ-триггер с инверсными входами, сформированный, например, на двух элементах И - НЕ,На выходе элемента 8 определения сов ср будет логическая единица, которая удерживается до появления логического нуля на его втором инверсном входе, поступающего с выхода блока 4 контроля наличия тока, При этом на выходе элемента 9 линейно изменяющегося напряжения будет плавно возрастать напряжение до тех пор, пока на выходе элемента 8 определения соз рбудет логическая единица, Чем больше значение сов р,тем меньше длительность логической единицы на выходе элемента 8 определения соз р При возрастании напряжения, поступающего с выхода элемента 9 линейно изменяющегося напряжения на вход инверсного интегрирующего элемента 10, на его выходе напряжение падает в соответствии с этим напряжением. В инверсном интегрирующем элементе 10, см. фиг.2, транзистор 22 работает в усилительном режиме, при этом на его выходном конденсаторе 23 будет напряжение.,обратно пропорциональное напряжению на комму 5 10 15 20 25 30 35 тационной шине 15, Таким образом, при большем значении сов р на выходе элемента определения сов р меньше длительность логической единицы, на выходе элемента 9 линейно изменяющегося напряжения напряжение возрастает до меньшего значения и, следовательно, меньше разрядится конденсатор 23 через транзистор 22 и на выходе инверсного интегрирующего элемента 10 будет большее среднее значение выходного напряжения, т.е. оно будет пропорционально значению сов р. Усилительный элемент 11 усиливает это напряжение, в нагрузку которого включен опторезистор 13, При этом сопротивление выходного резистора опторезистора 13 изменяется пропорционально этому напряжению, Транзистор усилительного элемента 11 работает в усилительном режиме и, таким образом, входной ток опторезистора 13 пропорционален напряжению на входе усилительного элемента 11, а значит и значения сов р,При большем значении сов р сопротивление опторезистора 13 меньше, При исчезновении тока в цепи трехфазного тиристорного инвертора 5 с блока 4 контроля наличия тока поступает логический нуль на второй вход элемента 14 задержки на отключение, При этом его конденсатор 26 разряжается через сопротивление резистора 24 и сопротивление резистора опторезистора 13. Чем больше соя р, тем меньше значение сопротивления цепи разряда конденсатора 26 и, тем самым, меньшее время удерживается логическая единица на выходе элемента 14 задержки на отключение, При появлении логического нуля на третьем входе (Х) блока 7 управления он включает соответствующие тиристоры 11, 12 или 1 з, 1 а и тиристоры трехфазного тиристорного инвертора.5, После включения блоком 7 управления тиристоров, логическая единица с выхода блока 4 контроля наличия тока поступает на второй вход элемента 14 задержки на отключение, и на третьем входе (Х 1) блока 7 управления будет логическая единица, Выходные сигналы с блока 7 управления на включение тиристоров снимаются. При этом на выходе элемента 9 линейно изменяющегося напряжения логический нуль, конленсатор 26 элемента 14 задержки на отключение заряжен, В дальнейшем, с блока 2 анализа напряжения сети поступает нулевой импульс на его второй выход при переходе напряжения сети через нуль, а затем с выхода блока 4 контроля наличия тока поступает логический нуль,и цикл повторяется для каждого полупериода однофазногонапряжения сети. При увеличении нагрузки на валу трехфазного асинхронного электродвигателя 6 значение его соэ О увеличивается и уменьшается время задержки напряжения для его включения после исчезновения тока в его цепи,.т.е, на его статорные обмотки подается большее напряжение и, следовательно, увеличивается момент на его валу, При уменьшении нагрузки на валу асинхронного электродвигателя 6 аналогично напряжение на его статорных обмотках уменьшается и уменьшается момент на его валу.Формула изобретения Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащее однофазный выпрямительный тиристорный мост, входы переменного тока которого объединены с входами блока анализа напряжения сети и соединены с зажимами для подключения к однофазной питающей сети, а выходы постоянного тока связаны через блок контроля наличия тока с соответствующими входами трехфазного тиристорного инвертора, выходы которого предназначены для подключения к фазам статорной обмотки электродвигателя, а управляющие входы выпрямителя и инвертора подключены к соответствующим выходам блока управления, один иэ входов которого подключен к одному иэ выходов блока анализа напря жения питающейсети,отл ича ющеесятем, что, с целью улучшения энергетических показателей, дополнительно введена цепь, составленная из последовательно соединенных блока определения соз р, блока 10 линейного изменяющегося напряжения, инвертирующего интегрирующего узла, усилителя, диод, анод и катод которого соединены соответственно с выходом и входом блока линейно изменяющегося на пряжения, опторезистор, выводы входногоэлемента которого соединены с выходами усилителя, а выводы выходного элемента - с первым и вторым входами дополнительно, введенного узла задержки на отключе-;20 ние, выход которого подключен к второмувходу блока управления, причем первый инверсный вход блока определения соз р соединен с вторым выходом блока анализа напряжения сети и третьим входом блока 25 управления, второй инверсный вход указанного блока подключен к выходу блока контроля наличия тока и второму входу узла задержки на отключение,1833963 Рж оставитель В. Кондраехред М.Моргентал орректор И. Шмаков алова едакт ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Производственно Заказ 2691 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5