Устройство для управления асинхронным электродвигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ,БЛИК 19) (1 4 Н 02 Р ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ся 22 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7.1) Производственное объединениепо проектированию, наладке, модернизации и ремонту энергетического обоРудования "Центроэнергоцветмет"(56) Герасиман Р.П. Тиристорныйэлектропривод для кранов. - М.:Энергия, 1978, с. 54, рис. 3-1 с.Шмуть Э.В, Импульсный регулируемый электропривод с разными электродвигателями. - М.: Энергия, 1972,с. 62-66, рис. 4-1 Ь.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электроприводам. Целью изобретения является повышение КПД и надежности устройства управления асинхронным электродвигателем. В режиме, при котором тиристор 4 шунтирует резистор 3, не происходит его включения тиристором 5. К коммутирукицему конденсатору 6 через командоаппарат 11 подключаетпороговый элемент 12 и элемент задержки. При достижении на конденсаторе 6 определенного значения напряжения включаетея первый одно- переходной транзистор 13, а на вторичной обмотке трансформатора 14формируется импульс, тиристор 5 открывается, а тиристор 4 закрывается Через тиристор 5 происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 6 до напряжения выпрямителя 2. Через резистор 26 начинает заряжаться кон 1249683денсатор 25, В результате включаетсяоднопереходной транзистор 23, а на вторичной обмотке трансформатора 24формируется импульс, тиристор 4 открывается, конденсатор 6 перезаряжается, Затем процесс повторяется. 2 ил,Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулируемых асинхронных электродвигателей с фазным ротором, в цепь которого включен импульсный преобразователь.Цель изобретения - повышение КПД и надежности.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства, на фиг, 2, - структурная схема , 1 О блока управления тиристорами.Устройство для управления асинхронным электродвигателем 1 содержит треаазный мостовой выпрямитель 2, силовой резистор 3, главный 4 и ком мутирующий 5 тиристоры, коммутирующий конденсатор 6, перезарядный дроссель 7, первый диод 8, датчик 9 тока статора асинхронного электродвигате- ьля 1 блок 10 управления главным 4 и 20 вспомогательным 5 тиристорами, командоаппарат,11, выход которого подключен к одному входу блока 10 управления главным 4 и коммутирующим 5 тиристорами, другой вход которого 25 подключен к выходу датчика 9 тока. Вьщоды блока 10 управления главным 4 и коммутирующим 5 тиристорами подключены к управляющим переходам соответствующих тиристоров 4 и 5. Точка 30 соединения катодов вентилей трехфазного мостового выпрямителя 2 соединена с одним выводом силового резистора 3, с анодом главного тиристора и через коммутирующий конденсатор 6 - с анодом коммутирующего тиристора 5, с одним выводом перезарядного дросселя 7. Точка соединения анодов вентилей трехфазного мостового выпрямителя 2 соединена с другим выводом силового резистора 3, с катодами главного 4 и коммутирующего 5 тиристоров и с анодом первого диода 8, катод которого соединен с другим выводом перезарядного дросселя 7. Вход трех 3фазного мостового выпрямителя 2 подключен к роторной цепи электродвигателя 1. Устройство также содержит пороговый элемент 12, составленный из первого однопереходного транзистора 13, первого трансформатора 14, первого,15 и второго 16 резисторов; второго 17 и третьего 18 диодов, переменного резистора 19, стабилитрона 20 и первого конденсатора 21. Катод стабилитрона соединен с одним. выводом первого резистора 15, с затвором первого однопереходного транзистора 13 и с одним выводом первого конденсатора 21, другой вывод которого соединен с анодом стабилитрона 20, с одним выводом первичной. обмотки первого трансформатора 14 и с одним выводом переменного резистора 19, другой вывод которого соединен с другим выводом первого резистора 15 и с катодом второго диода 17. Анод диода 17 подключен к аноду коммутирующего тиристора 5, анод стабилитрона 20 - к аноду главного тиристора 4. Средний вывод переменного резистора 19 подключен к стоку первого,однопереходного транзистора 13, шток которого подключен к другому выводу первичной обмотки первого трансформатора13, вторичная обмотка которого через третий диод 18 и второй резистор 16 - подключена к управляющему переходу коммутирующего тиристора 5.Элемент 22 задержки составленный из второго однопереходного транзистора 23, второго трансформатора 24, второго конденсатора 25, третьего 26 четвертого 27 и пятого 28 резисторов, четвертого 29 и пятого 30 диодов. Один вывод второго конденсатора 25 соединен с выводом третьего резистора 26 и с затвором второго однопереходного транзистора 23, сток которого подключен к выводу резисто3 1 ра 27, а исток - к выводу первичной обмотки второго трансформатора 24, другой вывод которой соединен с другим выводом конденсатора 25, с анодом четвертого диода 29 и подключен к аноду главного тиристора 4. Другие выводы. третьего 26 и четвертого 27 резисторов объединены и подключены к катоду четвертого диода 29, вторичная обмотка второго трансформатора 24 подключена к управляющему переходу главного тиристора 4.Блок 10 управления содержит генератор 31 запуска, генератор 32 управления коммутирующим тиристором 5, генератор 33 управления главным тиристором 4, первый 34 и второй 35 магнитные усилители, Выходы первого 34 и второго 35 магнитных усилителей подключены соответственно к генераторам 32 и 33, выходы которых подключены к управляющим переходам соответствующих тиристоров. Выход генератора 31 запуска подключен,к запускающему входу генератора 32 управления коммутирующим тиристором 5, выход которого подключен к запускающему входу генератора 33 управления главным тиристором 4. Выход последнего подключен к запускающему взоду генератора 32 управления коммутирующим тиристором 5 и к управляющему входу генератора 31 запуска.Устройство работает следующим образом.В режиме, при котором главный тиристор 4 полностью шунтирует силовой резистор 3 и не происходит его включение коммутирующим тиристором 5, коммутирующий конденсатор 6 разря. жается через резистор 3, вспомогательные элементы схемы и сопротивление утечки. На этой позиции к коммутирующему конденсатору 6 через командоаппарат 11 (пятое положение)подключаются пороговый элемент 12 и элемент 22 задержки. Плюс коммутирующего конденсатора 6 через второй диод 17 попадает на вход элемента 12. Когда величина напряжения на .конденсаторе 6 достигает определенного минимального значения, еще достаточного для коммутации, включается первый однопереходный транзистор 13, и на вторичной обмотке первого транс-. форматора 14 формируется импульс, который поступает на управляющий электрод коммутирующего тиристора 5. В результате тиристор 5 открывается, ас: .й.Ь -Пмин 35 где С - емкость .коммутирующего конденсатора;"- время для восстановления 40тиристора;П - минимальное напряжение питания;1 - ток в цепи выпрямителя.Время срабатывания элемента 22 45задержки подбирают третьим резистором26, исходя из времени полного переэаряда коммутирующего конденсатора 6.,равного 100-150 мкс. Изменение резуль.тирующего сопротивления роторной цепи двигателя 1 в момент срабатыванияустройства (при подзаряде конденсато- ра 6) не влечет за собой заметногоизменения скорости привода, так какцикл работы устройства для различныхчастных условий может колебаться от 55 единиц до нескольких десятков секунд,а время подзаряда конденсатора 6, длядлящееся 100-150 мкс в зависимостиот тока перезаряда, составляет 249683 4главный тиристор 4 закрывается. Через открытый тиристор 5 происходит .перезаряд коммутирующего конденсатора 6 до напряжения, равного напряжению трехфазного мостового выпрямителя 2. Положительно заряженная обкладка.конденсатора 6 соединяется теперь с анодом главного тиристора 4. Плюс .конденсатора 6 через четвертый диод 1 О 29 попадает на элемент 22 задержки.Через третий резистор 26 начинает заряжаться которй конденсатор 25, и при достижении на нем определенного напряжения включается второй однопе-, реходный транзистор 23, на вторичной обмотке второго трансформатора 24 формируетея импульс, поступающий на главный тиристор 4. Последний открывается, и коммутирующий конденсатор 6 перезаряжается через тиристар 4, первый диод 8 и перезарядный дроссель 7 до первоначального напряжения.Через некоторое время, если напряжение на конденсаторе 6 снизится, процесс повторяется.Напряжение, при котором срабатывает пороговый элемент 12, устанавливают переменным резистором 19, ис ходя из условий надежной коммутации.Допустимый разряд конденсатора 6, в соответствии с которым производится наладка устройства, определяется по формуле1249683 не болеела; 0;027 от времени цикформируемой .генератором 33 управления главным тиристором 4, что соответствует увеличению скважности регулирования.При уменьшении выходного напряжения магнитного усилителя 34 ниже некоторого минимального (пятое по-ложение ручки командоаппарата) генератор 32 управления коммутирующим тиристором 5 не включается, и сигнал на коммутирующий тиристор 5 не .поступает, Это режим, при котором главный,тиристор 4 полностью шунтирует сило-15 вой резистор 3 и включается вработу предлагаемое устройство.Генераторы 31-33 блока 10 управления тиристорами выполнены на базе КС-генераторов, управляемых одиночными импульсами. Магнитные усилители 34 и 35 выполнены по схеме самонасыщения, Кроме того, на входы магнитных усилителей поступает сигнал обратной связи от датчика 9 тока в цепи асинхронного двигателя 1, выпол- .ненного по стандартной схеме, содержащей трансформаторы. тока и выпрямитель с подсоединенным к нему выходным фильтром. Сигнал с датчика 9 тока используется для осуществлениятоковой отсечки. Токовая отсечка работает. так, что при увеличении токадвигателя выше определенного уровнясигнал с датчика 9 тока становитсявыше опорного напряжения, и по обмоткам магщютных усилителей 34 и 35 протекает ток таким образом, что выходное напряжение магнитного усилителя 34 увеличивается, а магнитного усилителя 35 - уменьшается, что соответствует уменьшению скважности работы импульсного преобразователя,Таким образом, благодаря использованию элемента задержки и порогового ключению в устройство для управления импульсным преобразователем в цепиротора асинхронного электродвигателяобеспечивается повышение надежности 50 Формула. изобретения Устройство для управления асинхронным электродвигателем; содержащее трехфазный мостовой выпрямитель сичУ ловои резистор, главный и коммутирующий тиристоры, коммутирующий конденсатор, перезарядный дроссель .пер 1 Работа блока 10 Управления тиристорами заключается в следующем. 5Генератор 31 запуска формируетпоследовательность импульсов, частота которых намного ниже рабочей частотыимпульсного преобразователя.При переводе рукоятки командоаппа Ората 11 (фиг. 1) в первое положение(показано только одно направление,например вперед или вверх) на входымагнитных усилитрлей 34 и 35 подается минимальное напряжение. На вы-.ходе магнитного усилителя 34 за счетсигнала О, является максимальноенапряжение, а на выходе усилителя35 - минимальное, Начинает работатьгенератор 32 управления коммутирующим.тиристором, формируя импульсс минимальной задержкой. Происходитвключение коммутирующего тиристора5. Генератор 33 управления главнымтиристором 4 не включается до тех 25пор, пока выходное напряжение магнитного усилителя 35 не достигнет некоторого минимального значения (навтором положении ручки командоаппарата 11). Генератор 32 Управления 30коммутирующим тиристором 5 выключится по собственной цепи "выключение"и включится вновь при срабатываниигенератора 31 запуска, т.е. в данномРежиме импульсы упРавления поступают только на коммутирующий тиристор5, обеспечивая надежный заряд ком.мутирующего конденсатора 6,При увеличении выходного напряже. ния магнитного усилителя 35 происходит включение генератора 33 управления главным тиристором 4, которыйформирует максимальную задержку. Выходным сигналом генератора 33 уцрав-ления главным тиристором 4 происхо- ,45 элемента и соответствующему их поддит включение последнего, выключениегенератора 31 запуска, включение генератора 32 управления коммутирующимтиристором 5, цикл работы повторяется, и КПД устройства,При переходе рукоятки управлениякомандоаппарата 11 в следующие положения и, соответственно, увеличении сигнала управления магнитнымиускцителями 34 и 35 происходит увеличение задержки, формируемой генератором 32 управления коммутирующимтиристором 5, и уменьшение задержки,другой вывод которого соединен санодом стабилитрона, с одним выводом первичной обмотки первого трансформатора и с одним выводом переменного резистора, другой вывод которого соединен с другим выводом первого резистора и с катодом второгодиода, анод которого подключен каноду коммутирующего тиристора, анодстабилитрона подключен к аноду главного тиристора, средний вывод переменного резистора подключен к стокупервого. однопереходного транзистора,исток которого подключен к другомувыводу первичной обмотки . первоготрансформатора, вторичная обмотка .которого через третий диод и второйрезистор подключена к управляющемупереходу коммутирующего тиристора,и элемент задержки, составленный извторого:однопереходного транзистора,второго трансформатора, второго конденсатора, третьего, четвертого ипятого резисторов, четвертого и пятого диодов, один вывод второгоконденсатора соединен с одним выводом третьего резистора и с затворомвторого однолереходного транзистора,сток, которого подключен к одному выводу четвертого резистора, а исток -к одному выводу первичной обмоткивторого трансформатора, другой вывод которой соединен с другим выводом второго конденсатора, с анодомчетвертого диода и подключен к аноду главного тиристора, другие выводытретьего и четвертого резисторов управляющему переходу главного тиристора. 7 1249 б 83 8.вый диод, датчик тока статора асинхронного электродвигателя, блок управления главным и коммутирующим ти-.ристорами, командоаппарат, выход которого подключен к одному входу бло-.ка управления главным и коммути- ,1рующим тиристорами, другой вход которого подключен к выходу, датчика тока,выходы блока управления главнымикоммутирующим тиристорами подключены 1 Ок управляющим переходам соответствующах тиристоров, точка соединения катодов вентилей трехфазного мостовоговыпрямителя соединена с одним выводом силового резистора, с анодом 15главного тиристора и через коммутирующий конденсатор - с анодом ком:мутирующего тиристора, с одним выводом перезарядного дросселя, точкасоединения анодов вентилей трехфаз- щного мостового выпрямителя соедине-на с другим выводом силового резистора, с катодами глаВыого и коммутирующего тиристоров и с анодомпервого диода, катод которого соединен с другим выводом перезарядногодросселя, вход трехфазного мостового выпрямителя подключен к роторнойцепи асинхронного электродвигателя,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьппения КПД и надежности,в него введены пороговый элемент,составленный из первого однопереходного транзистора, первого трансформатора, первого и второго резисторов,второго и третьего диодов, перемен 35ного резистора и стабилитрона, первого конденсатора, катод стабилит- объединены и подключенй к катодурона соединен с одним выводоМ перво- третьего диода, вторичная обмоткаго резистора, с затвором первого второго трансформатора подключена к40однопереходного транзистора и с одним выводом первого конденсатора,1249683 Составитель В.АлешечкинТехред Л,Олейник Корректор И.Муска Редактор А.Шишки аз 4338/58 енно-полиграфическое предприятие, г Произ город,роектная Тираж 631 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Ракомии от ская Подписнота СССРытийб, д. 4/5