Устройство для управления преобразователем переменного напряжения асинхронного двигателя

,801097156 А 4(50 Н 02 Р 13/30 7 4 КОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙГОСУДАРСТВЕ ПО ДЕЛАМ ИЗ БР ИСА РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ У 18ский, Л.Б.Масанди, Иштван Кадар (ВН ена Ленина и орд пюции энергетиче(71) Московский она Октябрьской Рекий институт(56) 1. В.А.ШубенТиристорный асинхвод с фазовым упргия", 1972, с. 172. Авторское сВ 720662, кл, Н 03. Патент СРРкл, Н 02 Р 7/62,4. Патент Японкл. Н 02 Р 13/16,088. 8)ко, И.В.Брыловский.ронный злектроприавлением. М., "Энер 5-181.видетельство СССР2 Р 13/16, 1979.У 71054,1971,ии В 51-9884,1976. 54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, выполенным в виде встречно-параллельно оединенных тиристоров, включенных ежду зажимами питающей сети и зажиами статорных обмоток двигателя, одержащее последовательно соединенные генератор синхронизирующих импульсов шестикратной о отношению ксети частоты, блок выделения импульсов, узел блокировки и блок фазосмещения и распределения управляющихимпульсов, выходы которого предназначены для подключения к управляющимэлектродам тиристоров преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения плавности регулирования частоты вращения двигателя, блок выделения импульсов выполнен в виде двух реверсивных счетчиков со счетными входами, входамипредварительной записи и ннформационными входами, Вб-триггера и узла задания чисел предварительной запйси,причем выходы вышеуказанного узлазадания соединены с информационнымивходами счетчиков, выходы счетчиковсоединены соответственно с 8- и8-входами М-триггера, выходы Йб-тригера связаны с входами предварительной записи счетчиков, счетные входыреверсивных счетчиков объединены иявляются входом блока выделения импульсов, а выходом блока выделенияимпульсов является один иэ выходовВ 3-триггера.Изобретение относится к областиэлектротехники, а именно к асинхронному электроприводу с преобразователями переменного напряжения, и можетбыть использовано для регулирования 5скорости асинхронных двигателей.Известны устройствауправленияпреобразователями переменного напря-,жения асинхронного двигателя, включающими в себя подключенные между 10питающей трехфаэной сетью переменного тока и статором двигателя трипары встречно-параллельно соединенныхтиристоров, содержащие генератор управляющих импульсов (систему импульс но-фазового управления) с узлом ихблокировки Ы ,Такие устройства обеспечивают регулирование действующего значениянапряжения на статоре двигателя. Недостатком таких устройств управленияявляется отсутствие режима квазичастотного управления асинхронными двигателями, при котором создается ннзкочастотная составляющая напряжения 25на статоре двигателя, что улучшаеттепловой режим Его работы.Известно устройство, обеспечивающее подведение к статору асинхронно"го двигателя напряжения пониженной З 0частоты, кратной частоте сети 2 .Это устройство содержит два формирователя двоичного кода коэффициентовснижения выходной частоты и два блокасравнения кодовпервые входыкоторыхподключены к формирователям двоичногбкода, а вторые входы - к выходу блокаредукции частоты, выходы второй и третьей пары прямого и инверсного выходовкольцевого распределителя.через первый и второй ключи соединены с входами второго и третьего элементов запрета, а выходы данных элементов через третий и четвертый ключи и выходные усилители подключены к управляющим электродам тиристоров каждой пары,Недостатком данного устройства является его сложность, а также небольшая плавность регулирования скорости 0двигателя, обусловленная ступенчатымизменением основной частоты преобразователя, кратной частоте питающейсети.Известно устройство для управлениямипреобразователем переменного налряжения асинхронного двигателя, содержащее трансформатор импульсов, блок делителя частоты, три счетчика периодовнапряжения питания, каждый из которых управляется по двум каналам, К первому каналу подключен генератор импульсов, выход которого соединен с входом блока управления тиристорами 31. Выходы последнего через выключателисоединены с входами декодируюших устройств, выходы которых подключены к счетчику. Во втором канале предусмотрен второй генератор импульсов, выход которого подключен на вход дополнительного декодирующего устроист.ва, также связанного со счетчиком,который соединен с входом делителячастоты,Недостатком данного устройстваявляется то, что для регулированияскорости необхОдимо считать периодынапряжения в каждой фазе обмотки статора, что усложняет схему устройства.Кроме того, при работе устройстваимеют место повышенные пульсации скорости, которые объясняются сравнительно большим временем отключениядвигателя от пйтающей сети,Наиболее близким по технической1сущности и достигаемому эффекту к,содержащее последовательно соединен,ные генератор синхронизирующих импульсов, работающий на частоте, вшесть раз большей частоты сети, блоквыделения импульсов, выполненный ввиде делителя частоты следования импульсов, и блок фазосмещения и распределения управляющих импульсов тиристорного предбразователя переменного напряжения Я .Однако в известном устройстве плавность Регулирования скорости асжнхронногО двигателями Обусловлен ная ступенчатым изменением основной частоты, кратной частоте сети недостаточна, поскольку указанное устройство обеспечивает частоту нанряжения на зажимах электродвигателя, Равную с/1 где К - частота питающей сети, 6 - натуральное число 9=1,23. , и т,д.), При этом асинхронный двигатель может работать при пониженных угловых скоростях, близких к следующим: ,1 здесь м=2 йс " круговая частота сети; Р - число пар полюсов асинхронного двигателя). и т.д., и не может раба" тать при скоростях, лежащих между указанными значениями.3 1097Целью изобретения является повышение плавности регулирования скоростиасинхронного двигателя,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для управления преобразователем переменного напряженияасинхронного двигателя, выполненнымв виде встречно-параллельно соединенных тиристоров, включенных между эазжмами питающей сети и зажимами статорных обмоток двигателя, содержащемпоследовательно соединенные генератор синхрониэирующих импульсов шестикратной по отношению к сети частоты,блок выделения импульсов, узел блокировки и блок фазосмещения и распределения управляющих импульсов, выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров преобразователя, блок выделе.20ния импульсов выполнен в виде двухреверсивных счетчиков со счетнымивходами, входами предварительной записи и информационными входами, Итриггера и узла задания чисел предва рительной записи, причем выходы вышеуказанного узла задания соединены синформационными входами счетчиков,выходы счетчиков соединены соответственно с К - н 8-входами триггера, ЗОвыходы триггера связаны с входамипредварительной записи счетчиков,счетные входы реверсивных счетчиковобъединены и являются входом блокавыделения импульсов, а выходом блока35выделения импульсов является один извыходов В-триггера.На фиг, 1 показана блок-схема устройства для управления преобразователем переменного напряжения асинхронного двигателя; на фиг, 2 - диаграмма состояний элементов устройства нафиг. 1; на фиг. 3 - годограф векторанапряжения статора асинхронного двигателя.Устройство для управления преобразователем переменного напряжения асинхронного двигателя содержит три . пары встречно-параллельно включенных тиристоров 1-6, образующих силовую часть преобразователя 7, асинхронный двигатель 8, генератор 9 синхронизирующих импульсов, блок 10 выделения импульсов, блок 11 фаэосмещения и распределения управляющих импульсов 55 преобразователя переменного напряжения с узлом 12 блокировки управляющих импульсов. Блок 10 выделения импульсов содержит узел 13 задания чисел предварительной записи, два счет- чика 14 и 15 импульсов, В 5 -триггер 16 и элемент совпадения 17. Инверсный выход 18 триггера соединен с одним из входов элемента совпадения 17, выход которой подключен к входу 19 предварительной записи счетчика 14, Выход последнего соединен с В -входом 20 триггера 16, а его К-вход 21 подключен к выходу счетчика 15. Прямой выход 22 триггера 16 соединен с входом узла 12 блокировки управляющих импульсов н входом 23 предварительной записи счетчика 15. Счетные входы 24 и 25 счетчиков 14 и 15 подключены к выходу генератора 9 синхронизирующих импульсов, а информационные входы 26 и 27 - к узлу задания чи" сел 13.На фиг. 2 изображена диаграмма состояний элементов устройства в случае, когда к тиристорам преобразователя подводится последовательно три управляющих импульса, а затем следует пауза, содержащая пять импульсов. Формирование. указанного алгоритма работы производится при задании кодов чисел "5" и "Зф на соответствующие входы счетчиков 14 и 15 при их работе в режиме вычитания .На фиг. 3 показан годограф вектора напряжения статора при попеременном включении четырех тиристоров нреобразователя, Индекс вектора напряжения соответствует номерам включенныхтиристоров.Работа устройства для управления преобразователем переменного напряжения основана на том, что путем коммутации по.определенному закону обмоток статора асинхронного двигателя обеспечивается прерывистое вращениевектора магнитного поля статора. Приэтом вращение ротора асинхронногодвигателя происходит с частотой,меньшей ее номинального значения.Работа устройства происходит сле" дующим образом.эОт узла задания чисел предварительной записи на вход 26 и 27 задания числа счетчиков 14 и 15 постоянно подаютсн коды чисел соответственно "5" и Т" при работе счетчиков - в режиме вычитания.В исходном состоянии на прямом выходе 22 триггера 6 имеется сигнал "0", на его инверсном выходе 18 -5 1097156 сигнал "1"а на выходе узла 13, соединенном с элементом совпадения 17, сигнал "0". При этом блок 11 управляющих импульсов отключен, управляющие импульсы к тиристорам пре образователя не подаются, поэтому на статоре асинхронного двигателя 8 напряжение отсутствует;Блок 10 выделения управляющих импульсов включается по сигналу " 1", 1 ф подаваемому с узла 13 .на вход элемента совпадения 17. При этом на входе 19 счетчика 14 появляется сигнал " 1", поэтому указанный счетчик осуществляет счет импульсов, подаваемых 15 на его вход 24 от генератора 9 синхронизирующих импульсов, до заданного по входу 26 числа, После отсчета заданного числа импульсов на входе счетчика 14 появляется сигнал " 1", 26 который перебрасывает триггер, т.е. на его выходе 22 появляется сигналвыходе 18 сигнал ф 10 При этом через узел 12 блокировки синхронизирующие импульсы поступают 25 на блок 11 фаэосмещення и распределения управляющих импульсов и к двигателю 8 подводится напряжение через тиристоры преобразователя 7.Одновременно сигнал " 1" с выхода ро 22 триггера 16 подается на вход 23 счетчика 15, поэтому последний начинает счет импульсов, подаваемых на его вход 25 от генератора 9 синхронизирующих импульсов, до заданного по входу 27 числа. Счетчик 4 в этот же момент отключается сигналом "О". с выхода 18 триггера 16, подаваемым на вход 19 через элемент совпадения 17.49. После отсчета заданного числа импульсов на выходе счетчика 15 появляется сигнал "1", который перебрасывает триггер 16 в первоначальное состояние, при котором на его выходе 22 появляется сигнал "О", а на выходе 18 - сигнал " 1". При этом узел 12 блокировки отключает блок 11, тиристоры преобразователя 7 запираются н со статора двигателя 8 напряжение снимается..Одновременно сигнал "1" с выхода 18 триггера 16 через элемент совпадения 17 включает счетчик 14, а сигнал "0" с выхода 22 триггера 16 отключает счетчик 15. Счетчик 14 начинает повторный отсчет импульсов, подаваемых от генератора 9 синхронизирующих импульсов, до заданного по входу 26 числа. Описанная работа блока 10 выделения управляющих импульсов повторяется до тех пор, пока с входа схемы совпадения не будет снят сигнал "1", подаваемый от узла 13,На фиг. 2 представлены диаграммы выходных сигналов элементов устройст- ва для случая г. 3, При этом годограф вектора напряжения на двигателе имеет вид, представленный на фиг. 3, что соответствует круговой частоте вращения поля статора иЪ 0,25 ос, где Ю. - круговая частота питающей сети.В общем случае при значениях 1 "1, 2,3величина юр определяется вы- ражением что позволяет получить следующий рядосновной составляющей напряжения приизменении 1, например, в диапазонеот 1 от 15. Данное устройство для управления преобразователем переменного напряжения позволяет увеличить плавность регулирования скорости асинхронного двигателя в широком диапазоне частот без существенного усложнения системы управления и силовой схемы преобразователя. 1 1 1 2 5 1 7 4 3 5 11 2 13 7е ее й 7 4 3 5 11 2 13 7 5 8 17 3 19 101097 15 бНИ 1 ПИ Заказ 2845/4 Тираж баб Подпис Филиал ППП Патент , г,Ужгород, ул,Проектная,