PL104248B1 - Uklad samoczynnego tyrystorowego modulatora rezystancji wirnikowej silnikow indukcyjnych pierscieniowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad samoczynnego tyrystorowego modulatora rezystancji wirnikowej silników indukcyjnych pierscieniowych, sluzacy do realizacji samoczynnych zmian wartosci rezystancji wirnikowej silników asynchronicznych, pierscieniowych w zaleznosci od poslizgu.

Stan techniki. Znane sa uklady sluzace do realizacji zmian rezystancji wirnikowej silników asynchronicznych pierscieniowych w zaleznosci od poslizgu, które przedstawione sa w publikacji „Tyrystorowy regulator rezystancji w obwodzie wirnika silnika pierscieniowego" opublikowanej w Przegladzie Elektrotechnicznym nr 2, rok 1971. Uklady te skladaja sie z trójfazowego prostownika wlaczonego w obwód wirnika do wyjscia którego dolaczony jest rezystor wirnikowy zwierany okresowo poprzez lacznik tyrystorowy o komutacji wymuszonej. Wplywajac ni wartosc czasu przewodzenia lacznika tyrystorowego oraz na wartosc czasu przerwy bezpradowej tego lacznika mozna regulowac wypadkowa rezystancje obwodu wirnikowego silnika asynchronicznego.

Rozwiazanie powyzsze wymaga zastosowania trójfazowego ukladu prostowniczego w obwodzie wirnika silnika oraz skomplikowanego ukladu lacznika tyrystorowego pradu stalego. Ponadto uklad taki, sterowany jest sygnalem zewnetrznym, badz tez sygnalem sprzezenia zwrotnego.

Istota wynalazku. Uklad wedlug wynalazku, zawiera trzy tyrystory polaczone ze soba kolejno jednokierunkowo w trójkat, wlaczone pomiedzy uzwojenie fazowe wirnika a rezystory wirnikowe tak, ze anoda pierwszego tyrystora polaczona jest z pierwszym uzwojeniem fazowym wirnika silnika pierscieniowego, a katoda tego tyrystora jest polaczona z drugim uzwojeniem fazowym wirnika, zas anoda drugiego tyrystora polaczona jest z drugim uzwojeniem fazowym wirnika a katoda tego tyrystora jest polaczona z trzecim uzwojeniem fazowym wirnika, natomiast anoda trzeciego tyrystora jest polaczona z trzecim uzwojeniem fazowym wirnika a katoda tego tyrystora jest polaczona z pierwszym uzwojeniem fazowym wirnika silnika pierscieniowego. Ponadto anoda, katoda i bramka pierwszego tyrystora sa polaczone z pierwszym ukladem wyzwalania tyrystora, a anoda, katoda i bramka drugiego tyrystora sa polaczone z drugim ukladem wyzwalania tyrystora, zas anoda, katoda i bramka trzeciego tyrystora sa polaczone z trzecim ukladem wyzwalania tyrystora.\ 2 104 248 Wyzwalanie kazdego z tyrystorów nastepuje po stalym czasie opóznienia liczonym od chwili pojawienia sie dodatniego napiecia na anodzie danego tyrystora, natomiast zakonczenie stanu przewodzenia nastepuje po zmianie polaryzacji napiecia anodowego.

Korzystne skutki techniczne wynalazku. Uklad wedlug wynalazku pozwala przy uzyciu minimalnej ilosci pólprzewodnikowych elementów duzej mocy zapewnic korzystny przebieg charakterystyki mechanicznej silnika indukcyjnego pierscieniowego, a w szczególnosci umozliwia wytworzenie maksymalnego momentu przy poslizgu równym jednosci oraz prawie stalego momentu podczas rozruchu silnika, przy czym nie zachodzi koniecznosc pomiaru poslizgu silnika i stosowania sygnalów sprzezen zwrotnych. Charakterystyka mechaniczna silnika -. indukcyjnego pffy zastosowaniu modulatora rezystancji wedlug wynalazku ma przebieg monotoniczny w calym : J- zakresie zmiennosci poslizgu silnika przy pracy silnikowej, co ma duze znaczenie w przypadku wykorzystania silnika w ukladach automatycznej regulacji predkosci obrotowej realizowanej przez zmiane napiecia zasilajacego stojan tego silnika.

Zajeja stosowania ukladu jest równiez maksymalne ograniczenie pradu rozruchu silnika przy jednoczesnym, maksymalnie mozliwym wykorzystaniu jego momentu oraz to, ze wylaczanie poszczególnych tyrystorów w cyklu pracy zachodzi przy komutacji naturalnej.

Uklad umozliwia równiez prace silnika przy predkosciach bliskich znamionowych ze sprawnoscia bliska nominalnej oraz przechodzenie z jednej predkosci obrotowej silnika na inna w sposób plynny, bez skokowych zmian momentu rozwijanego przez silnik.

Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowo-blokowy ukladu samoczynnego modulatora rezystancji wirnikowej silników indukcyjnych pierscieniowych, zas na fig. 2 — przebiegi charakterystyk mechanicznych silnika indukcyjnego pierscieniowego, a na fig. 3 — polówki napiec wirnika dla róznych czestotliwosci.

Przyklad wykonania. Jak uwidoczniono na fig. 1 rysunku, silnik M indukcyjny pierscieniowy ma stojan zasilany z trójfazowej sieci R, S, T pradu przemiennego. Pierwsze uzwojenie U fazowe wirnika jest polaczone poprzez rezystor R1 wirnikowy z punktem zerowym utworzonym przez polaczone rezystory R1, R2, R3 wirnikowe w gwiazde. Natomiast drugie uzwojenie V fazowe wirnika jest polaczone poprzez rezystor R2 wirnikowy z punktem zerowym rezystorów R1, R2, R3 wirnikowych, a trzecie uzwojenie W fazowe wirnika jest polaczone poprzez rezystor R3 wirnikowy z punktem zerowym rezystorów R1, R2, R3 wirnikowych. Uklad zawiera równiez wlaczone pomiedzy uzwojenia U, V, W fazowe wirnika a rezystory R1, R2, R3 wirnikowe frzy tyrystory T1, T2, T3 polaczone sa ze soba kolejno jednokierunkowo w trójkat tak, ze anoda pierwszego tyrystora T1 polaczona jest z pierwszym uzwojeniem U fazowym wirnika a katoda tego tyrystora T1 jest polaczona z drugim uzwojeniem V fazowym wirnika, zas anoda drugiego tyrystora T2 polaczona jest z drugim uzwojeniem V fazowym wirnika, a katoda tego tyrystora T2 jest polaczona z trzecim uzwojeniem W fazowym wirnika. Natomiast anoda trzeciego tyrystora T3 jest polaczona z trzecim uzwojeniem W fazowym wirnika, a katoda tego tyrystora T3 jest polaczona z pierwszym uzwojeniem U fazowym wirnika. Ponadto anoda, katoda i bramka pierwszego tyrystora T1 sa polaczone z pierwszym ukladem UWT1 wyzwalania tyrystora, a anoda, katoda i bramka drugiego tyrystora T2 sa polaczone z drugim ukladem UWT2 wyzwalania tyrystora, zas anoda, katoda i bramka trzeciego tyrystora T3 sa polaczone - trzecim ukladem UWT3 wyzwalania tyrystora, przy czym uklady UWT1, UWT2, UWT3 wyzwalania tyrystorów zasilane sa ze zródla pradu przemiennego.

Uwidocznione na fig. 2 rysunku przebiegi charakterystyk mechanicznych silnika indukcyjnego pierscieniowego przedstawiaja zaleznosci momentu M mechanicznego od poslizgu S silnika w odniesieniu do momentu Mn mechanicznego znamionowego silnika, przy czym krzywa 1 przedstawia przebieg momentu M w przypadku pracy bez rezystorów R1, R2, R3 wirnikowych, zas krzywa 2 przedstawia przebieg momentu M od wartosci maksymalnej Mmax momentu do wartosci zero tego momentu, w przypadku pracy z rezystorami zapewniajacymi wytworzenie momentu krytycznego przy poslizgu równym jednosci, natomiast krzywa 3 przedstawia przebieg momentu M od wartosci maksymalnej Mmax momentu do wartosci zero tego momentu w przypadku zastosowania modulatora rezystancji wirnikowej.

Natomiast uwidocznione na fig. 3 rysunku, przebiegi przedstawiaja: krzywa 1 pólfale napiecia Uw wirnika dla czestotliwosci znamionowej f = 5QHz, oraz krzywa 2 pólfale napiecia Uw wirnika dla czestotliwosci trzykrotnie nizszej od czestotliwosci znamionowej. Ponadto zakreskowany odcinek przedstawia impuls 3 zaplonowy, którego czas wystapienia od chwili pojawienia sie dodatniego napiecia anodowego wynosi 10 ms.

Powierzchnia zakreskowana ilustruje przewodzenie danego tyrystora w czasie który jest róznica czasu to^ trwania pólfali napiecia Uw wirnika o nizszej czestotliwosci od czestotliwosci znamionowej i czasem trwania pólfali napiecia Uw wirnika o czestotliwosci znamionowej, stanowiacym czas r opóznienia impulsu 3 zaplonowego.104 248 3 Uklad dziala w sposób nizej opisany. Rezystory FM, R2, R3 wirnikowe silnika M pierscieniowego sa tak dobrane/aby moment krytyczny wystepowal przy poslizgu równym jednosci. Tyrystory T1, T2,T3 wyzwalane sa impulsami bramkowymi pochodzacymi z ukladów UWT1, UWT2, UWT3 wyzwalania tyrystorów, w czasie gdy na ich anodach wystepuje napiecie dodatnie, przy czym kat przewodzenia tyrystorów zmienia sie wraz ze zmiana czestotliwosci napiecia Uw wirnika.

Gdy czas ropóznienia impulsu 3 zaplonowego uwidocznionego na fig. 3 rysunku bedzie wynosil 10 ms, to przy czestotliwosci 50Hz napiecia sieci R, S, T zasilajacej silnik M i poslizgu równym jednos i tyrystory T1, T2, T3 nie beda wyzwalane, a w obwód wirnika wlaczona bedzie cala rezystancja wirnika skladajaca sie z rezystorów R1, R2, R3 wirnikowych. W wyniku tego moment M uwidoczniony na fig. 2 rysunku stanowiacy moment rozruchowy silnika, bedzie momentem Mmax maksymalnym pokazanym na fig. 2 rysunku, a prad silnika zostanie znacznie ograniczony.

W miare zmian poslizgu silnika M od jednosci do zera wydluza sie czas to trwania pólfali dodatniego napiecia Uw wirnika na anodach tyrystorów T1, T2, T3, a wiec i czas stanowiacy róznice to — r pokazany na fig. 3 rysunku, przewodzenia tyrystorów.

W czasie przewodzenia tyrystorów T1, T2, T3 rezystory R1, R2, R3 wirnikowe zostaja zwarte, a silnik M rozwija moment zgodny z charakterystyka naturalna zobrazowana krzywa 1 uwidoczniona na fig. 2 rysunku.

Przewodzenie pradu kazdego z tyrystorów T1, T2, T3 zostaje zakonczone z chwila gdy sinusoidalne napiecia na anodzie danego tyrystora przyjmie wartosc ujemna co powoduje, ze komutacja tyrystora ma charakter naturalny.

Moment M mechaniczny wytwarzany przez silnik równy jest sredniej arytmetycznej z momentu wynikajacego z charakterystyki sztucznej zobrazowanej krzywa 2 uwidoczniona na fig. 2 rysunku i charakterystyki naturalnej zobrazowanej krzywa 21 uwidoczniona na fig. 2 rysunku, przy czym udzial obu tych momentów jest proporcjonalny odpowiednio do czasu r i róznicy czasów to —r. W wyniku tego przebieg charakterystyki wypadkowej momentu M silnika wfuncji poslizgu S ma postac krzywej 3 uwidocznionej na fig. 2 rysunku.

Ksztalt przebiegu charakterystyki mechanicznej silnika zalezy wiec tylko od poslizgu S silnika M indukcyjnego pierscieniowego.

Zmiana przebiegu charakterystyki osiagana jest przez nastawienie za pomoce ukladów UWT1, UWT2, UWT3 wyzwalania tyrystorów innej wartosci czasu ropóznienia impulsów 3 zaplonowych uwidocznionych na fig. 3 rysunku. 0.2 ai o 3 fig. 2 M fij- 3 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18 Cena 45 zl

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad samoczynnego, tyrystorowego modulatora rezystancji wirnikowej silników indukcyjnych pierscieniowych zawierajacy rezystory wirnikowe oraz uklady wyzwalania tyrystorów, znamienny tym, ze ma trzy tyrystory (T1, T2, T3) polaczone ze scba kolejno jednokierunkowo w trójkat wlaczone pomiedzy uzwojenia (U, V, W) fazowe wirnika a rezystory (R1, R2, R3) wirnikowe tak, ze anoda pierwszego tyrystora (T1) polaczona jest z pierwszym uzwojeniem (U) fazowym wirnika silnika (M) pierscieniowego, a katoda tego tyrystora (T1) jest polaczona z drugim uzwojeniem (V) fazowym wirnika, zas anoda drugiego tyrystora (T2) polaczona jest z drugim uzwojeniem (V) fazowym wirnika a katoda tego tyrystora (T2) jest polaczona z trzecim uzwojeniem (W) fazowym wirnika, natomiast anoda trzeciego tyrystora (T3) jest polaczona z trzecim uzwojeniem (W) fazowym wirnika a katoda tego tyrystora (T3) jest polaczona z pierwszym uzwojeniem (U) fazowym wirnika silnika (M) pierscieniowego, ponadto anoda, katoda i bramka pierwszego tyrystora (T1) sa polaczone z pierwszym ukladem (UWT1) wyzwalania tyrystora, a anoda katoda i bramka drugiego tyrystora (T2) sa polaczone z drugim ukladem (UWT2) wyzwalania tyrystora, zas anoda, katoda i bramka trzeciego tyrystora (R3) sa polaczone z trzecim ukladem (UWT3) wyzwalania tyrystora, przy czym wyzwalanie kazdego z tyrystorów (T1, T2, T3) nastepuje po stalym czasie opóznienia liczonym od chwili pojawienia sie dodatniego napiecia na anodzie danego tyrystora (T1, T2, T3).104 248 P 5 T Q* (K (K fi,, i <0 05 0,6 0.1 a* es 0% :.*