CS243668B1

CS243668B1 - Asynchronous Notor Speed Controller

Info

Publication number: CS243668B1
Application number: CS843270A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Gola
Original assignee: Miroslav Gola
Priority date: 1984-05-03
Filing date: 1984-05-03
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS327084A1

Abstract

Řešeni se týká regulace otáček asynchronního motoru pro pohon ventilátoru, - přičemž k regulaci se používá fázového posuvu impulsů na řídicí elektrodě triaku, zapojeného do série k vinutí asynchronního motoru. Stabilizace rychlosti otáček ventilátoru je dosažena pomocí záporné zpětné vazby. K tělesu ventilátoru je připevněn snímač vibrací, jehož výstup je př$s impedanční mšnič se zesilovačem, usměrňovač se zesilovačem, integrační článek a převodník stejnosměrného napětí na fázový posuv impulsů připojen na řídicí elektrodu triaku, zapojeného sériově k vinuti asynchronního motoru.The solution concerns the regulation of the speed of an asynchronous motor for driving a fan, - whereby the regulation uses a phase shift of pulses on the control electrode of a triac connected in series to the winding of the asynchronous motor. Stabilization of the fan speed is achieved by means of negative feedback. A vibration sensor is attached to the fan body, the output of which is connected to the control electrode of a triac connected in series to the winding of the asynchronous motor via an impedance mixer with an amplifier, a rectifier with an amplifier, an integrating element and a DC voltage to phase shift converter of pulses.

Description

(⁵⁴) Regulátor otáček asynchronního notoru( ⁵⁴ ) Asynchronous notor speed controller

Řešeni se týká regulace otáček asynchronního motoru pro pohon ventilátoru, přičemž k regulaci se používá fázového posuvu impulsů na řídicí elektrodě triaku, zapojeného do série k vinutí asynchronního motoru. Stabilizace rychlosti otáček ventilátoru je dosažena pomocí záporné zpětné vazby. K tělesu ventilátoru je připevněn snímač vibrací, jehož výstup je př$s impedanční mšnič se zesilovačem, usměrňovač se zesilovačem, integrační článek a převodník stejnosměrného napětí na fázový posuv impulsů připojen na řídicí elektrodu triaku, zapojeného sériově k vinuti asynchronního motoru.The invention relates to a speed control of an asynchronous motor for driving a fan, using a phase shift of the pulses on a triac control electrode connected in series to the winding of the asynchronous motor. Fan speed stabilization is achieved by negative feedback. A vibration sensor is connected to the fan body, the output of which is an impedance transducer with amplifier, a rectifier with amplifier, an integration cell and a DC-to-pulse transducer connected to a triac control electrode connected in series to the winding of the asynchronous motor.

Vynález se týká regulátoru otáček asynchronního motoru pro pohon ventilátorů.The invention relates to a speed controller of an asynchronous motor for driving fans.

V současné době se pro pohon ventilátorů používají asynchronní motory. Pro jejich užívání hovoří vyseká spolehlivost a malá požadavky na údržbu. Jejich nedostatkem věak zůstává řízení otáček.Currently, asynchronous motors are used to drive fans. Their use speaks of reliability and low maintenance requirements. Their deficiency however remains speed control.

Pro změnu otáček se využívá změn skluzu asynchronních otáček proti synchronním. Rotační moment:elektromotoru je přímo úměrný druhá mocnině svorkového napětí elektromotoru, a tak snížení otáček elektromotoru je možno dosáhnout zmeněováním jeho svorkového napětí.To change the speed, change the slip of the asynchronous speed against the synchronous speed. Rotational torque: the electric motor is proportional to the square of the terminal voltage of the electric motor, and thus a reduction in the electric motor speed can be achieved by varying its terminal voltage.

Pro změnu svorkového napětí se používá předřazeného odporu, na kterém vzniká požadovaný úbytek napětí. Při tomto způsobu změny svorkového napětí elektromotoru věak dochází ke ztrátě elektrické energie, která se ve formě tepla vyzáří bez užitku do prostoru.A terminal resistor is used to change the terminal voltage, at which the required voltage drop occurs. However, in this method of changing the terminal voltage of the electric motor, there is a loss of electrical energy, which in the form of heat is radiated without benefit to the space.

Uvedený nedostatek odstraňuje regulátor otáček asynchronního motoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k ventilátoru je připevněn snímač vibrací a jeho výstup je připojen přes impedanční měnič se zesilovačem na usměrňovač se zesilovačem, který je déle přes integrační článek a převodník stejnosměrného napětí na fázový posun impulsů připojen na řídicí elektrodu triaku zapojeného sériově k vinutí asynchronního motoru.This drawback is overcome by the speed controller of the asynchronous motor according to the invention, which consists in attaching a vibration sensor to the fan and outputting it via an impedance converter with amplifier to a rectifier with amplifier which is longer via an integrating cell and DC-to-phase converter. pulse shift connected to the triac control electrode connected in series to the winding of the asynchronous motor.

Výhody uvedeného řeěení spočívají ve snadné instalaci regulace na již zabudovaný ventilátor poháněný asynchronním motorem a ve snížené hlučnosti, které se výrazně projeví již při desetiprocentním zmeněenl .otáček ventilátoru. Při použití vhodného převodníku je možno výkon regulovat od 1 do 99 %.The advantages of this solution lie in the easy installation of the control unit on an already built-in fan driven by an asynchronous motor and in the reduced noise level, which is noticeable as a result of a 10% change in fan speed. When using a suitable converter, the power can be regulated from 1 to 99%.

Regulace otáček asynchronního motoru podle vynálezu je znázorněn blokovým schématem na připojeném výkresu.The speed control of the asynchronous motor according to the invention is illustrated by a block diagram in the attached drawing.

Do série s jednofázovým asynchronním motorem χ s ventilátorem je zapojen triak g a na těleso ventilátoru je připevněn snímač g vibrací. Výstup snímače g vibrací je připojen na impedanční měnič £ se zesilovačem, který je přes usměrňovač g se zesilovačem, integrační článek £ a převodník g stejnosměrného napětí na fázový posuv impulsů připojen na řídicí elektrodu triaku g.A triac g is connected in series with a single-phase asynchronous motor χ with a fan, and a vibration sensor g is attached to the fan housing. The output of the vibration sensor g is connected to an impedance converter 6 with amplifier, which is connected to a triac control electrode g via a rectifier g with amplifier, an integrating element 6 and a DC voltage converter g to the pulse phase shift.

Změnou fázového posuvu zapalovacích impulsů přiváděných na řídicí elektrodu triaku g lze plynule měnit výkon přiváděný na,svorky asynchronního motoru χ. Motor pohánějící ventilátor je zatěžován brzdným momentem lopatek ventilátoru.By varying the phase shift of the ignition pulses supplied to the triac control electrode g, the power supplied to the asynchronous motor terminals χ can be varied continuously. The motor driving the fan is loaded by the braking torque of the fan blades.

Zatěžovací moment ventilátoru má kvadratický průběh. Fři konstantním asynchronního motoru X se snížením zatŠŠovacího momentu ventilátoru zvýší asynchronního motoru X a naopak. ^,e“^v ídele svorkovém napětí otáčky hřídeleThe fan load torque is quadratic. With a constant asynchronous motor X, decreasing the fan torque increases the asynchronous motor X and vice versa. ^{, e} " ^{in the} terminal voltage shaft shaft

Konstantních otáček ventilátoru lze pak dosáhnout navrženou regulací výkonu, zapojenou v záporné zpětné vazbě. Údaje o rychlostí otáčení ventilátoru se získávají pomocí snímače g vibrací, tvořeného například piezoelektrickým měničem.Constant fan speed can then be achieved by the proposed power control, connected in negative feedback. The fan speed data is obtained by means of a vibration sensor g formed, for example, by a piezoelectric transducer.

Tento piezoelektrický měnič je upevněn na pevně, nerotující části ventilátoru a v důsledku jeho vibrací se na výstupních svorkách měniče objevuje elektrický náboj, který se v impedančním měniči X se zesilovačem upravuje a napětí úměrné velikosti vibrací.This piezoelectric transducer is mounted on a fixed, non-rotating part of the fan, and due to its vibrations, an electric charge appears at the output terminals of the fan, which is adjusted in the impedance transducer X with amplifier and a voltage proportional to the vibration magnitude.

Střídavý signál se déle usměrňuje a podkládá stejnosměrnou složkou. Velikost sesllení signálu tvořeného stejnosměrnou složkou na které je superponován signál přicházející z impedančního měniče χ se zesilovačem je možno měnit podle potřeby regulace.The AC signal is rectified for a longer time and is supported by a DC component. The magnitude of the decay of the DC component to which the signal coming from the impedance converter χ with the amplifier is superimposed can be varied as required by the control.

integrační článek £ vytváří zpoždění odezvy regulátoru na změny vibrací a zabraňuje kmitání regulační soustavy. Výstup převodníku g stejnosměrného napětí na fázový posuv impulsůthe integrating element 6 creates a delay in the response of the controller to vibration changes and prevents the control system from oscillating. Output of DC voltage converter g to pulse phase shift

243666 je připojen na řídicí elektrodu triaku χ a při použití vhodného převodníku může být výkon regulován od 1 do 99 %, což odpovídá fázovému posuvu řídicích impulsů od 20 do 160°.The 243666 is connected to the triac control electrode χ and with a suitable transducer the power can be regulated from 1 to 99%, which corresponds to a phase shift of the control pulses from 20 to 160 °.

řo připojení regulované soustavy na sít se na vstupu převodníku χ stejnosměrného napě tí na fázový posuv impulsů objeví taková stejnosměrná napětí, že na jeho výstupu dojde k minimálnímu fázovému posuvu impulsů a triak X propouští maximální výkon.When the control system is connected to the mains, DC voltages appear at the input of the DC voltage transducer χ to the pulse phase shift, so that the pulse phase shift is minimal and the triac X transmits the maximum power.

Asynchronní motor £ se proto rozbíhá s plným napájecím rozpětím na svorkách statoru. Vlivem vibrací ventilátoru se na vstupu převodníku X stejnosměrného napětí na fázový posuv impulsů stejnosměrné napětí zvyšuje a v důsledku regulační smyčky se zápornou zpětnou vazbou se otáčky asynchronního motoru £ ustáli na velikosti odpovídající přednastavení stejnosměrné složky signálu.The asynchronous motor 6 therefore starts up with the full supply span on the stator terminals. Due to the fan vibrations, the DC voltage increases at the DC voltage input X to the pulse phase shift and, due to the negative feedback control loop, the speed of the asynchronous motor 6 stabilizes to the magnitude corresponding to the DC signal presetting.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Asynchronous motor speed controller for fan drive, characterized in that a vibration sensor (2) is attached to the fan body, the output of which is via an impedance converter (4) with amplifier, rectifier (5) with amplifier, integration cell (6) and converter (6). 7) The DC voltage for the phase shift of the pulses is connected to a triac control electrode (3) connected in series to the winding of the asynchronous motor (1).