RU2399149C1

RU2399149C1 - Electric drive

Info

Publication number: RU2399149C1
Application number: RU2008153022/09A
Authority: RU
Inventors: Шамсумухамет Исламович Вафин (RU); Шамсумухамет Исламович Вафин; Александр Владимирович Маслов (RU); Александр Владимирович Маслов
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2010-09-10
Also published as: RU2008153022A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: electric drive comprises asynchronous electric motor with phase rotor, three-phase transformer, transistors and diodes. At the same time beginnings of transformer windings are connected to appropriate phases of rotor circuit, and ends are connected to collectors of controlled transistors, parallel to which diodes are connected, between phases of transformer there are normally open contacts of contactors arranged, secondary windings of transformer are connected via rectifier to consumer of electric energy.

EFFECT: maintenance of electric energy quality at required level and electric energy extraction from rotor circuit.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, в которых необходимо плавное регулирование скорости вращения.The invention relates to electrical engineering and can be used in electric drives of general industrial mechanisms, which require smooth control of the rotation speed.

Известен способ управления асинхронным двигателем с фазным ротором по патенту RU №2099850, МПК 6 H02P 7/63, 7/46, в котором описано устройство, содержащее асинхронный электродвигатель с фазным ротором, нерегулируемый выпрямитель, трехфазный вход которого подключен к обмоткам ротора двигателя, преобразователь частоты, содержащий инвертор с блоком задания выходной частоты, причем выход инвертора подключен к первичным обмоткам согласующего трансформатора, вторичные обмотки которого подключены к обмоткам статора двигателя, а вход инвертора соединен последовательно с нерегулируемым выпрямителем, сглаживающим реактором, регулируемым выпрямителем, вход которого подключен к питающей сети. К управляющему входу регулируемого выпрямителя подключен выход блока импульсно-фазового управления выпрямителем, к входу которого подключен выход регулятора входного тока инвертора, имеющего узел сравнения, к которому подключен выход блока задания входного тока инвертора и выход датчика входного тока инверторов, реализующего отрицательную обратную связь по току.A known method of controlling an asynchronous motor with a phase rotor according to patent RU No. 2099850, IPC 6 H02P 7/63, 7/46, which describes a device containing an asynchronous electric motor with a phase rotor, an unregulated rectifier, the three-phase input of which is connected to the windings of the motor rotor, a converter a frequency comprising an inverter with an output frequency setting unit, the inverter output being connected to the primary windings of the matching transformer, the secondary windings of which are connected to the stator windings of the motor, and the inverter input is connected n in series with an unregulated rectifier, a smoothing reactor, a regulated rectifier, the input of which is connected to the mains. The output of the pulse-phase control unit of the rectifier is connected to the control input of the adjustable rectifier, the input of which is connected to the output of the input current regulator of the inverter, which has a comparison node, to which the output of the input current input setting unit of the inverter and the output of the inverter input current sensor, which implements negative current feedback, are connected .

Недостатком этого устройства является снижение качества электроэнергии из-за использования нерегулируемого выпрямителя в цепи статора.The disadvantage of this device is the decrease in the quality of electricity due to the use of an unregulated rectifier in the stator circuit.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электропривод по патенту RU 2277746, МПК H02P 3/24, B66C 13/22, 2006 - прототип. Электропривод содержит асинхронный двигатель с фазным ротором, выводы роторной обмотки которого подключены к трехфазному мостовому выпрямителю и пусковому резистору, конденсатор, включенный на выход выпрямителя и в две фазы источника питания, реле тока, два реле времени, тиристор, управляемый током ротора, линейные контакторы с замыкающими силовыми контактами в цепи статора и размыкающими блок-контактами в цепи управления двигателем, при этом схема управления двигателем выполнена в виде трех параллельно включенных цепей, позволяющих обеспечить плавный автоматический перевод электропривода из двигательного режима в тормозной режим при заданных скоростях передвижения.Closest to the proposed technical solution is the electric drive according to patent RU 2277746, IPC H02P 3/24, B66C 13/22, 2006 - prototype. The electric drive contains an asynchronous motor with a phase rotor, the rotor windings of which are connected to a three-phase bridge rectifier and a starting resistor, a capacitor connected to the rectifier output and in two phases of the power supply, a current relay, two time relays, a thyristor controlled by rotor current, linear contactors with closing power contacts in the stator circuit and opening block contacts in the motor control circuit, while the motor control circuit is made in the form of three parallel-connected circuits, allowing careless smooth automatic transfer of drive motor mode to the braking mode is at the specified speed movement.

Недостатком этого устройства является невозможность отбора электроэнергии.The disadvantage of this device is the inability to take electricity.

Задачей настоящего изобретения является возможность отбора электроэнергии без снижения ее качества при обеспечении регулирования пускового и тормозного режимов.The objective of the present invention is the ability to select electricity without reducing its quality while ensuring the regulation of starting and braking modes.

Технический результат достигается тем, что в электроприводе, содержащем асинхронный двигатель с фазным ротором и схему управления двигателем, схема управления двигателем выполнена на трехфазном трансформаторе, при этом фазы первичной обмотки трансформатора соединены в звезду, начала которых подключены к ротору, а концы каждой фазы подключены к параллельно соединенным транзистору с диодом, причем эмиттеры трех транзисторов и аноды трех диодов соединены накоротко, базы транзисторов подключены к блоку управления, а в транзисторно-диодную цепь между фазами A, B и B, C включены нормально разомкнутые однофазные контакторы, вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель подключена к потребителю электроэнергии.The technical result is achieved in that in an electric drive containing an asynchronous motor with a phase rotor and a motor control circuit, the motor control circuit is made on a three-phase transformer, while the phases of the transformer primary winding are connected to a star, the beginning of which is connected to the rotor, and the ends of each phase are connected to parallel connected to the transistor with the diode, and the emitters of the three transistors and the anodes of the three diodes are short-circuited, the base of the transistors connected to the control unit, and in the transistor-diode w circuit between phases A, B and B, C includes a normally open single-phase contactors, the secondary winding of the transformer via a rectifier connected to the power consumer.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Электропривод содержит асинхронный электродвигатель с фазным ротором 1, выводы роторной обмотки которого подключены к первичной обмотке трехфазного трансформатора 2. Фазы первичной обмотки трехфазного трансформатора 2 соединены в звезду. В фазы А, В, С первичной обмотки трехфазного трансформатора 2 подключены параллельно соединенные управляемые транзисторы 3, 4, 5 и диоды 6, 7, 8. Фазы А, В и В, С первичной обмотки трехфазного трансформатора 2 соединены через контакторы 9 и 10, при этом их замыкание отключает управляемые транзисторы 3, 4, 5 и диоды 6, 7, 8. Вторичная обмотка трехфазного трансформатора 2 через выпрямитель 11 соединена с потребителем электроэнергии.The electric drive contains an induction motor with a phase rotor 1, the terminals of the rotor winding of which are connected to the primary winding of a three-phase transformer 2. The phases of the primary winding of a three-phase transformer 2 are connected to a star. In phases A, B, C of the primary winding of a three-phase transformer 2, parallel-connected controlled transistors 3, 4, 5 and diodes 6, 7, 8 are connected. Phases A, B and B, C of the primary winding of a three-phase transformer 2 are connected through contactors 9 and 10, while their closure disables the controlled transistors 3, 4, 5 and diodes 6, 7, 8. The secondary winding of the three-phase transformer 2 through the rectifier 11 is connected to the consumer of electricity.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Управляющий сигнал в виде положительного напряжения требуемой величины подается на базы транзисторов 3, 4 и 5, тем самым открывая или закрывая их. В момент пуска транзисторы 3, 4 и 5 открыты настолько, что их сопротивления представляют величину, равную расчетному добавочному пусковому сопротивлению. При включении электродвигателя в режим пуска контакты контакторов 9 и 10 разомкнуты и пусковые токи ротора протекают через фазы первичной обмотки трехфазного трансформатора 2. Во время пуска первичные обмотки трехфазного трансформатора 2 представляют индуктивные сопротивления, а переходные сопротивления полупроводниковых управляемых транзисторов 3, 4, 5 и диодов 6, 7, 8 - активные сопротивления. По мере набора скорости напряжение на базах транзисторов 3, 4, 5 увеличивается, что приводит к открыванию транзисторов и, как следствие, к дальнейшему увеличению скорости. Изменение управляющего напряжения, доводит транзисторы 3, 4 и 5 практически до насыщения, при этом частота вращения ротора приближается к номинальной. В этот момент контакты контакторов 9 и 10 замыкаются и частота вращения ротора достигает номинального значения.The control signal in the form of a positive voltage of the required value is supplied to the base of transistors 3, 4 and 5, thereby opening or closing them. At the time of start-up, transistors 3, 4 and 5 are so open that their resistances represent a value equal to the calculated additional starting resistance. When the motor is in start-up mode, the contacts of the contactors 9 and 10 are open and the starting currents of the rotor flow through the phases of the primary winding of the three-phase transformer 2. During start-up, the primary windings of the three-phase transformer 2 represent inductive resistances, and the transition resistance of the semiconductor controlled transistors 3, 4, 5 and diodes 6, 7, 8 - active resistance. As speed increases, the voltage at the bases of transistors 3, 4, 5 increases, which leads to the opening of transistors and, as a consequence, to a further increase in speed. Changing the control voltage, brings the transistors 3, 4 and 5 to almost saturation, while the rotor speed is approaching the nominal. At this moment, the contacts of the contactors 9 and 10 are closed and the rotor speed reaches the nominal value.

В режиме торможения контакты контакторов 9 и 10 размыкаются и, уменьшая величину положительного напряжения, запирают транзисторы 3, 4 и 5. Это приводит к тому, что сопротивление в цепи ротора увеличивается, а скорость двигателя уменьшается.In the braking mode, the contacts of the contactors 9 and 10 open and, decreasing the value of the positive voltage, turn off the transistors 3, 4 and 5. This leads to the fact that the resistance in the rotor circuit increases and the motor speed decreases.

Таким образом, изменением управляющего напряжения регулируется скорость электродвигателя.Thus, by changing the control voltage, the speed of the electric motor is regulated.

Во время работы электродвигателя 1 осуществляется отбор энергии скольжения ротора через вторичную обмотку трансформатора 2, в виде тока переменной частоты, зависящей от скольжения ротора. Этот ток выпрямляется выпрямителем 11 и питает потребителей электроэнергии.During operation of the electric motor 1, the sliding energy of the rotor is taken through the secondary winding of the transformer 2, in the form of a current of variable frequency, depending on the sliding of the rotor. This current is rectified by the rectifier 11 and feeds consumers of electricity.

Такое исполнение электропривода позволяет поддержать качество электроэнергии на необходимом уровне и осуществлять отбор электроэнергии с цепи ротора на протяжении всего времени работы электропривода.This design of the drive allows you to maintain the quality of electricity at the required level and to carry out the selection of electricity from the rotor circuit throughout the entire operation of the drive.

Claims

An electric drive comprising an asynchronous motor with a phase rotor and a motor control circuit, characterized in that the motor control circuit is made on a three-phase transformer, while the phases of the transformer primary winding are connected to a star, the beginnings of which are connected to the rotor, and the ends of each phase are connected to the transistor connected in parallel with the diode, and the emitters of the three transistors and the anodes of the three diodes are short-circuited, and normally open one Various contactors, the secondary winding of the transformer via a rectifier connected to the power consumer.