Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя

союз советскихСОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(511 Н 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3679172/24-07 (22) 26.12.83 (46) 30,05,85. Бюл (72) ВН.Королев (71) Всесоюзный на ский и проектно-ко институт подъемношиностроения (53) 621,3 16,925(0 (56) 1. Андреев В. Основы электроприв 1963, с. 605, рис.2. Петров Л.П. электропривод с ти таторами. И., "Эне с. 57, рис. 29,в В 20 учно-исследов нструкторский транспортного ль. 8. 8).к госудюственнцй номитет сссГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ,. ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним за, жимам соответственно первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам питающей сети, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены. второй контактор с тремя замыкающими контактами, три трансформатора тока с первичной и двумя вторичными обмотками ЯО,1159143 каждый, блок запуска, шесть диодо а первый контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами, каждый нз которых включен между управляющими электродами тиристоров соответствукйцей группы, одна точка соединения анода н катода тиристоров третьей группы снабжена выгодом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя, нулевая точка обмотки ко- Б торого через первый замыкающий контакт второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактоввторого контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляющим переходам тиристоров, которые включены в смежные фазны ъ обмотки элект родвигателя, выход блока запуска подключен к управляющим электролам тиристоров третьей группы.Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в регулируемых асинхронных электро-. приводах с фазовым регулированием питающего напряжения. 5Известно устройство для регулирования частоты вращения трехфазного .асинхронного электродвигателя, содержащее дроссель насыщения, силовые обмотки которого включены между 1 О питающей сетью и выводами обмотки асинхронного электродвигателя, а обмотка подмагничивания дросселя насыщения подключена к выходу магнитного усилителя 11.15Недостатками известного устройст,ва являются большие габариты и масса оборудования, а также низкое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности и достигае-. мому результату является устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащее три группы 25 встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с дву" мя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам35 питающей сети. Частота вращения синхронного электродвигателя регулируется путем изменения угла управления тиристорами 21Недостатком известного устройст ва является наличие сложной схемы управления, включающей блоки формирования и усиления управляющих импульсов, а также блок синхронизации.Цель изобретения - упрощенйе 45 устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержа щее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп 55 подключены к одним зажимам соответственно первого и второго замыкающих контактов первого контактора,вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму Фазным проводам питающей сети, введены второй контактор с тремя замыкающими контактами, три трансформатора тока с первичной и двумя вторичными обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первый контактор снабжен тремя замьпсающими блок-контактами, каждый из которых включен между управляющими электродами тиристоров соответствующей груп. пы, одна точка соединения анода и катода тиристоров третьей группы снабжена выводом для подключения к третьему Фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих Фазных обмоток синхронного электродвигателя, нулевая точка обмотки которого через первый замыкающий контакт второго контактора подключена к выводу. для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазяому проводу питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляющим переходам тиристоров, которые включены в смежные фазные обмотки электродвигателя,выход блока запуска подключен к управляющим электродам тиристоров третьей группы..На фиг. 1 представлена электричес. кая принципиальная .схема устройства, на фиг, 2 - временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы,Устройство содержит три группы 1, 2 и 3 встречно-параллельно включенных тиристоров 4, первый контактор с двумя замыкающими контактами 5 и б, одни точки соединения катода и анода тиригторов 4, первой и второй групп 1 и 2 подключены к одним зажимам соответственно первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых1159143 На. Фиг. 2 приведены временные диаграммы токов и напряжений, где 25 - диаграмма напряжения в фазном проводе 18 питающей сети; 26 и 27 - токи управления тиристоров 4 третьей группы 3, 28 и 29 в . токи управления тиристоров первой группы 1, 30 и 3 1 - токи управления тиристоров второй группы 2, 32, 33 и 34 -токи вфаэных обмотках электродвигателя 22. снабжены выводами для подключенияк первому и второму фазным проводам7 и 8 питающей сети, второй контактор с тремя замыкающими контактами9, 10 и 11, три трансформатора токас первичной 12 и двумя вторичными13 и 14 обмотками каждый, блок 15запуска, шесть диодов 16, при этомпервый контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами 17, каждый из которых включен между управляющими электродами тиристоровсоответствующей группы 1, 2 и 3,одна точка соединения анода и катода тиристоров 4 третьей группы 3снабжена выводом для подключения ктретьему фазному проводу 18 питаю"щей сети, другие точки соединения .анодов и катодов тиристоров трехгрупп 1, 2 и 3 через первичные обмотки 12 соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам19, 20 и 2 соответствующих фазныхобмоток асинхронного электродвигателя 22, нулевая точка 23 обмоткикоторого через первый замыкающийконтакт 9 второго контактора подключена к выводу для подключениянулевого провода 24 питающей сети,одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов 10 и 11 второгоконтактора объединены и снабженывыводом.для подключения к третьемуфазному проводу. 18 питающей сети,другие зажимы второго и третьегозамыкающих контактов 10 и 11 второгоконтактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов 5 и 6 первого контактора, вторичные обмотки13 и 14 каждого трансформатора токачерез соответствующие диоды 16 подключены к управляющим переходам ти"ристоров 4, которые .включены всмежные фазные .обмотки электродвига.теля, выход блока 15 запуска подключен к управляющим электродам тиристоров 4 третьей группы 3,Устройство работает следующимобразом.При работе электродвигателя 22на основной механической характерис.5 тике замыкающие контакты 5 и 6 иблок-контакты 17 первого контакторазамкнуты, а замыкающие контакты 9,10 и 11 второго контактора разомкнуты и управляющие электроды в каждой1 О .из тиристорных групп 1, 2 и 3 соедииены между собой замыкающими блокконтактами 17 первого контактора,Тиристоры 4 работают в режиме неуправляемых вентилей, а электродвига 15 .тель 22 работает с основной синхронной частотой вращения, определяемойчастотой напряжения питающей сетии числом пар полюсов электродвигателя 22,Для работы электродвигателя 22 спониженной синхронной частотой вращения, равной 1/3 основной, первый.контактор отключают, второй контактор включают и после импульсногосрабатывания блока 15 запуска одиниз тиристоров 4 третьей группы 3открывается;-Ъ1 При этом в начальный момент времени в тиристорной группе 3 открываЗф ется тиристор 4, присоединенный катодом к первичной обмотке 12 трансформатора тока, Через указанные элементы и фазу 19 обмотки электродвигателя 22 проходит положительная полу волна тока 26 (фиг 2), обусловленная положительной полуволной линейного напряжения 25. Проходя по первичной обмотке 12 трансформатора тока от ее начала к концу, указанный ток 40 наводит во вторичных обмотках 13 и14 ток, направленный во внешней цепи от начала обмоток 13 и 14 к концу, Наличие диодов 16 во вторичных обмотках 13 и 14 трансформаторов тока 45 приводит к тому, что вторичный токданного направления протекает только по одной из вторичных обмоток, при- соединенной к управляющему электроду анодного тиристора 4. Однако не смотря на протекание отпирающего1тока 30 по управляющему электроду анодного тиристора 4 последний до .момента времени 35, пока линейное напряжение 25 остается положительным, 55 открыться не.может и поэтому доэтого момента ток 32 проводит только катодный тиристор 4 группы 3. Индуктивность статорных обмоток двигателя 22 затягивает выключение катодноготиристора 4 группы 3 в область отрицательных линейных напряжений 25,обеспечивая существование отпирающеготока 30 управляющего электрода анодного, тиристора 4 в начальной частиотрицательной полуволны линейногонапряжения 25 (интервал времени35-36),Поэтому с начала открывания анодного тиристора 4 (момент времени35), когда линейное напряжение 25,переходя через О, становится отрицательным, до момента времени 36, когца ток 32 катодного тнристора 4 груп.пы 3 уменьшается до нуля и последний закрывается, работают оба указанных тиристора:4 и ток протекает подвум фазам 19 и 2 обмотки электродвигателя 22. В момент времени 36 заканчивается переход тока ив фазы8 (32) в Фазу 18 (34) статорной обмотки и тем самым завершается Формирование положительной полуволны тока в фазе 21 статорной обмоткиэлектродвигателя 22. С этого моментаток протекает только по фазе 18 статора через анодный тиристор 4 группы2 и первичную обмотку 12 третьеготрансформатора тока, Проходя от конца к началу первичной обмотки 12третьего трансформатора тока, ток34 наводит. во вторичнык обмотках13 и 14 ток, направленный во внешнейцепи от конца к началу вторичнойобмотки 13. Диоды 16 позволяют протекать указанному току 29 только поодной из вторичных обмоток 13 или14, присоединенной к управгяющемуэлектроду катодного тиристора 4группы 3. Аналогичным образом в момент времени 37 включается катодныйтиристор 4 группы 1. В интервале; времени 37-38 ток протекает по двумфазам 20,и 21 статорной обмотки через катодный тиристор 4 группы 1 (33)и анодный тирнстор 4 (34). В момент 5 времени 38 анодный тиристор 4 закрывается и на этом заканчиваетсяформирование отрицательной полуволны тока фазы 21 статорной обмоткИэлектродвигателя 22 через тиристорб ную группу 1. Аналогично в интерв- ле времени 37-40 формируется положительная полуволна тока в фазе 20статорной обмотки н в интервале 4042 - отрицательная полуволна в фазе 15 19. На этом заканчивается формирование первого периода тока в фазег 19 статорной обмотки, частота основной гармоники которого составляет1/3 частоты напряжения сети, Подоб ным образом формируются первые ипоследующие периоды статорных токовв Фазах 20 (33) и 21 (34) электродвигателя 22, сдвинутые друг относительно друга на 120 эл, град, 25 При этом по Фазам статора электродвигателя 22 протекает симметричныйтрехфазный ток, частота основной гармоники которого. составляет 1/3 частоты напряжения .сети, Это позволяет Зп снизить синхронную частоту вращенияэлектродвигателя 22 в три раза.Соответственно уменьшается мощностьпотерь скольжения при той же нагрузке, .Каким образом, благодаря введениютрансформаторов тока с двумя вторичными обмотками и второго контактора в устройстве реализуется режимавтокоммутации тиристоров, что позволяет отказаться от сложных схемусиления и формирования управляющих импульсов.11 59143 Составитель В,АлешечкиТехРед М,Пароцай арректор С.Шекмар Редактор И.Рыбченк аказ 3606/5 ПатеУжгород, ул. Проектная, 4 илиа 5 тираж 646 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4