Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСс 1 циалистическиеРеспублик и 919035(22) Заявлено2, 12, 78 (21) 2695829/24-07с присоединением заявки РЙ(51)М. Кл. Н 02 Р 3/24 Н 02 Р 7/58 ЬаумрстеаеыФ комитет СССР ве делен кзобретений н етерытв(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЯ 1 АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах различных механизмов.Известно устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее тиристорный регулятор напряжения в цепи обмоток статора, блок импульсно-фазового управления, датчик скорости и блок регулирования постоянного тока, соединенного с управляющим входом блока импульсно-фазового управления 11.Недостатком данного устройства является сложность управления приводом при переходе издвигательного режима работы в режим торможения.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управлевия трехфаэ ным асинхронным двигателем, содержащее тиристорный регулятор напряжения подключенный последовательно с обмотками статора двигателя, блок импульсно-фазового управления, выполненный на магнитномусилителе, обмотки управления ко-торого подключены к источнику постоянного тока и рабочие обмотки соединены с управляющим входом тиристорного регулятора напряжения 21.Недостатком известного устройства является сложность получениятормозного режима работы двигателя,так как необходимо устанавливать 0дополнительно коммутационную аппаратуру для переключения тиристороврегулятора напряжения.Цель изобретения - упрощение устройства.15Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем, содержащее тиристорный регулятор напряжения, подключенньпЪ последовательно с обмотками статорадвигателя, блок импульсно-фазового управления, выполненный на магнитном усилителе с внутренней поло 3 91жительной обратной связью, обмоткиуправления которого подключены кисточнику постоянного тока с дополнительными обмотками управленияи рабочими обмотками, одна из которых соединена с управляющим входомтиристорного регулятора напряжения,введены диод, два распределителяимпульсов, выходы которых связаны сдвумя другими входами тиристорногорегулятора напряжения, а входы -с двумя другими рабочими обмоткамимагнитного усилителя, две дополнительные управляющие обмотки которого объединены и подключены парал-лельно основиьм обмоткам управлениячерез диод, катод которого соединенс положительным полюсом источникапостоянного тока и связан со вторымвходом одного распределителя импульсов, а отрицательный полюс источникапостоянного тока соединен со вторымвходом другого распрЕделителя импульсов,Каждый распределитель импульсовсодержит элемент И, два диода, одиниз которых катодом соединен со входом элемента И, выход которого соединен . анодом второго диода, связанного катодом с анодом первогодиода.Распределитель импульсов содержит элемент задержки, подключенный параллельно элементу И, датчик напряжения, подключенный параллельно тиристору регулятора напряжения и выходом соединенный с третьим входом элемента И.Распределитель импульсов содержит элемент ИЛИ, один вход которого соединен с выходом элемента И, а другой вход - со вторым входом этого элемента, третий вход которого соединен с обмоткой статора двигателя.На фиг.показана блок-схема предлагаемого устройства, на фиг,2- блок-схема импульсно-фазового управления; на фиг, 3 и 4 - варианты устройства с различными распределителями импульсов.Устройство для управления трех фазным асинхронным эпектродвигателем содержит симисторы 1-3, регуляторы напряжения включенные в фазах статорной обмотки электродвигателя, и блок импульсно-фазового управления (СИФУ) 4 углом откры 9035 4 5 1 О 15 М 25 30 35 40 45 56 55 вания симисторов 1-3 Разнополярными импульсамиСИФУ 4 выполненана магнитных усилителях 5-7 свнутренней положительной обратнойсвязью, а между общим выводом рабочих полуобмоток 8 и 9, магнитного усилителя 5 и управляющим электродом симистора 1 введен распределитель 6 импульсов, содержащийдиод 1 О, подключенный анодом куправляющему электроду симистора1, а катодом к выходной обмотке 8и 9 СИФУ 4, диод 11, подключенныйанодом к одному диоду 10, а катодом к первому входу логическогоэлемента И 12, выход которого черезинвертирующий усилитель 13 подключен к управляющему электроду симистора 1. Второй вход логическоА элемента И 12 подключен к клемме 14 источника постоянного тока, а другаяклемма 5 этого источника подключенак одному из входов логического элемента И 16. При этом логический элемент И 16, диоды 17 и 8 и инвертирующий усилитель 9 расположены аналогично описанному распределителю импульсов, введенному между выходомрабочих полуобмоток 20 и 21 и управляющим электродом симистора 3. Диоды17 и 18 включены противоположно вклюфчению диодов 1 О и 11. Логическиеэлементы И 2 и 16 имеют входы противоположной полярности. К управляющему электроду симистора 2 подключеннепосредственно общий вывод рабочихполуобмоток 22 и 23 магнитного усилителя 6, К клемме 14 подключен положительный полюс источника постоянного тока, а к клемме 15 подключенположительный полюс источника внешней положительной обратной связи. Кклеммам 14 и 15 подключены соединенные между собой последовательносогласно обмотки 24-26 управлениямагнитных усилителей 7-5 соответственно таким образом, что началообмотки 24 соединено с катодом диода 27, анод которого подключен кклемме 14, а конец обмотки 26 подключен к клемме 5. Обмотки управления 28 и 29 магнитных усилителей5 и 7 соответственно соединены другс другом последовательно согласно.Конец обмотки 28 соединен с анодомдиода 30, катод которого подключенк клемме 14. Начало обмотки 29 подключено к клемме 15.91905Во втором варианте (фг. 3) распределитель импульсов содержит элементы задержки 31 и 32, соединенныес управляюцими электродами симисторов 1 и 3 через диоды 33 и 34. Один 5иэ входов элементов И 12 и 16 соединен с выходом датчиков напряжения35 и 36, подключенные параллельносимисторам 1 и 3.В третьем варианте (фиг. 4) элементы ИЛИ 37 и 38 подключены однимвходом к выходу элементов И 12 и 16,а вторым входом - ко входу элементов 12 и 16, причем другие их входысоединены с обмотками статора непосредственно и через инвертирующийусилитель 39. Один из тиристоров 1и 3 регулятора напряжения управляющими электродами соединены с выходомСИФУ 4. ОПри работе асинхронного двигателяс постоянной частотой вращения величина управляюц 1 его напряжения О 5 пр боль.це величины напряжения обратной связи.ОО, т.е, Оупен-ОО.с=аОпр 0. По обмоткам управления 24-26 протекает ток,так как диод 27 находится в проводяцем состоянии. Рабочие полуобмотки 8и 9, 20 и 21, 22 и 23 формируют равные по длительности и амплитуде разнополярные импульсы. Управляющие импульсы поступают непосредственно науправляющий электрод симистора 2. Приположительной лолуволне напряжениярабочая полуобмотка 8 магнитного усипителя 5 формирует положительньйуправляюций импульс, который поступает через диод 11 на первый вход логического элемента И 12. На второй входлогического элемента И 12 поступаетположительный сигнал + Оцпр со входауправления СИФУ 4. На выходе логического элемента И 2 сформирован,таким образом, отрицательный управляющий импульс, который поступает навход инвертирующего усилителя 13.Следовательно, при положительной полуволне напряжения на управляющийэлектрод симистора 1 .поступает положительнь управляющий импульс. При50отрицательной полуволне напряжениярабочая полуобмотка 9 формирует отрицательный импульс, который черездиод 10 поступает на управляющийэлектрод симистора 1, В другой фазе55формирователь импульсов работаетаналогично,При снижении частоты вращенияасинхронного трехфазного двигателя,раэ ность величин управляюцего напряжения Опр и напряжения обратной связи Орп отрицательна, т, е. Оу =30 р = ь О утр(0.В этом случае управляющие обмотки 24-26 обесточиваются, так как диод 27 находится в непроводящем состоянии, По обмоткам 28 и 29 протекает ток, так как диод 30 перехо,дит в проводящее состояние. Сими- стор 2 заперт, При положительной полуволне напряжений на первый вход логического элемента И 12 поступает положительный управляющий импульс, сформированный рабочей полуобмоткой8. На второй вход логического элемента И 12 поступает отрицательный сигналОпр. Таким образом, на управляюш электрод симистора 1 поступает только отрицательньй управ- ляюций импульс, сформированный рабочей полуобмоткой 9 при отрицательной полуволне напряжения.На управляющий электрод симистора 3 поступает только положительный управляющий импульс, сформированный рабочей полуобмоткой 22 при положительной полуволне напряжения. По статорной обмотке электродвигателя протекает постоянньй ток. Электродвигатель тормозится,В варианте (фиг. 3) управляющийсигнал поступает на вход блока 31 задержки и первый вход элемента И 2,положительный сигнал с клеммы 14 иот датчика 35 напряжения.Так как импульсы на его входаходнополярны, логический элемент И 12сформирует на своем выходе отрицательный сигнал, который поступает наанод диода 33, куда также поступаетположительный сигнал с выхода линиизадержки 31, Разнополярные сигналЬ,уничтожаются, на управляющий электродсимисторасигнал не поступает и оностается в закрытом состоянии. Динамическое торможение асинхронного электродвигателя осуществляется постоянным током. При положительном управляющем импульсе на входе блока 31 задержки и положительном сигнале Оцпр с клеммы 14 входа управления СИФУ 4 и отрицательном импульсе датчика 35 напряжения, Из-за разнополярности сигналов на входах логического элемента И 12 он остается в закрытом состоянии, а блок 31 задержки через диод 33 пропускает положитель 919035ный импульс на управляюц 1 ий электродсимистора 14, и он открывается.Автоматический режим динамическопо торможения в варианте (фиг. 4)осуществляется при снятии управляющего напряжения Оор,до значенияменьшего величины напряжения обратнойсвязи ОдПри этом тиристоры 2 запираются. Положительный управляющийсигнал с одного из фаз ных выходов с 1 ОСИФУ 4, поступает на первый входлогического элемента ИЛИ 37 и напервый вход логического элемента И 12,на второй вход которого поступаетположительный сигнал с фазы статойлной обмотки асинхронного электродвигателя, и на третий вход - положительный сигнал с клеммы 4 входа управления СИФУ 4. Так как на вход логического элемента И 2 поступают одноцолярные сигналы, с его выходапроинвертированный отрицательный сигнал поступает на второй вход логического элемента ИЛИ 37, где он взаимно уничтожается с вышеупомянутым 25положительным сигналом, поступившимна первый вход, и логический элемент ИЛИ 37 находится в закрытомсостоянии, следовательно, на управляющий электрод тиристора 1 управляющий сигнал не поступает и он остается в закрытом состоянии.Динамическое торможение асинхронного электродвигателя осуществляется постоянным током, протекающимпо его статорной обмотке через тиристоры 1 и 3,Таким образом, предлагаемое уст=ройство обеспечивает двигательныйрежим, режим динамического торможе- щния и упрощает управлениеэлектроприводом.Формул а из обр ет енияУстройство для управления трехфаз ным асинхронным двигателем, со-держащее блок импульсно-Фазового управления, выполненный на магнитномусилителе с внутренней положительной обратной связью с основиями обмотками управления, подключенными к50источнику постоянного тока, дополнительными обмотками управления и рабочими обмотками, одна из которых соединена с управляющим входом тиристорного регулятора напряжения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены диод, два распределителя импульсов, выходы которых связаны с двумя другими входами тиристорного регулятора напряжения, а входы - с двумя другими рабочими обмотками магнитного усилителя, две дополнительные управляющие обмотки которого объединены и подключены параллельно основным обмоткам управления через диод, катод которого соединен с положительным полюсом источника постоянного тока исвязан со вторым входом одного распределителя импульсов, а отрицательный полюс источника постоянногз токасоединен со вторым входом другогораспределителя импульсов.2. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что каждыйраспределитель импульсов содержитэлемент И, два диода, один из которых катодом соединен со входом элемента И, выход которого соединенс анодом второго диода, связанногокатодом с анодом первого диода.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что каждый распределитель импульсов содержит элемент задержки, подключенныйпараллельно элементу И, датчик напряжения, подключенный параллельнотиристору регулятора напряжения ивыходом соединенный с третьим входом элемента И.4. Устройство по пп. 1 и 2, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, каждый распределитель импульсов содержитэлемент ИЛИ, один вход которого соединен с выходом элемента И, а другойвход - со вторым входом этого элемента, третий вход которого соединенс обмоткой статора двигателя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3908156,кл. 318-203, 1975.2. Авторское свидетельство СССРМ 568132, кл, Н 02 Р 7/58, 1975.