99
Jt Изобретение относитс к электро технике и может быть использовано в электроприводах с реостатным регулированием скорости в цепи ротора , когда допустимо энергию скольжени выдел ть в виде тепловых потерь , например, в маломощных электроприводах . По основному авт.св. № 758453 известно устройство дп регулировани скорости трехфазного асинхронног двигател с фазным ротором, содержащее резисторы, соединенные звездой и подключенные к обмотка ротора, симисторы , подключенные параллельно резисторам, три блока импульсно-фазового управлени , состо щие из посл довательно соединенных блока синхронизации , подключенного параллельно симисторам, генератора пилообразного напр жени , нуль-органа и формировател импульсов, подключенного к упр л ющей- цепи симисторов, сумматор, од вход которого соединен с датчиком скорости двигател , а другой - с бл ком задани , выход сумматора соедине с управл ющими входами блоков импуль но-фазового управлени через усилитель , в которое дл повышени точнос ти регулировани .введен выпр митель вход которого соединен с обмотками ротора, а выход подключен к генератору пилообразного напр жени tlJНедостатком известного устройств вл етс ограниченный диапазон регулировани скорости вращени . Цель изобретени - расширение ди пазона регулировани скорости. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл регулиров ни скорости трехфазного асинхронного двигател с фазным ротором введен второй управл емый коммутатор, выполненный по схеме звезда на силовых управл емых вентил х, релейный блок блок переключени режима и блок конт рол момента, входы которого подключены к выводам обмоток статора и ротора, а выход - к первому входу блока переключени режима, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости а третий вход соединен с выходом усилител , один выход блока переключени режима соединен с входами фазосдвигающих блоков, а другой - с входом реЛейнего блока, выход которого соединен с управл ющим входом введенного управл емого коммутатора, подключен ного в рассечку нулевой точки звезды резисторов в це.пи ротора. На фиг.1 представлена функциональна схема устройства электропривода; на фиг. 2 - блок переключени режима; на фиг. 3 - механическа характеристика электропривода . Электропривод содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, обмотки статора которого имеют выводы дл подключени к источнику питани , а к выводам обмотки ротора подключены резисторы 2, соединенные в звезду, нулева точка которой закорочена управл емым коммутатором 3, выполненным, например, на тиристорах или симисторах, второй управл емый коммутатор 4 также соединен в звезду, нулева точка которой соединена , с нулевой точкой коммутатора 3, а выводы ее лучей подключены к выводам обмотки ротора. .Блок контрол момента 5 подключен с одной стороны к трем выводам обмотки, статора, а с другой - к jpeM выводам обмотки ротора. Датчик скорости 6 св зан с валом асинхронного двигател 1. К выводам обмотки ротора подключены блок синхронизации 7 и выпр митель 8, выходы которых соединены с двум входами каждого из трех фазосдвигаюших блоков 9 фаз А, В и С, выходы которых соединены соответственно с -входами формирователей импульсов 1-0 фаз А, В, С, выходы которых соединены с управл ющими входами второго управл емого коммутатора 4. Блок задани скорости II соединен с одним входом сумматора I2, другой вход которого соединен с выходом датчика скорости 6, выход суммато- . ра через усилитель 13 соединен соотл ветственно с входом блока 14 переключени режима, первый вход которого соединен с выходом блока контрол момента 5, второй вход блока 14 соединен с выходом датчика скорости 6, один выход блока 14 соединен с соответствук цими входами фазосдвнгающих блоков 9, а другой выход блока 14 соединен с входом релейного блока 15, выход которого соединен с управл ющими входами введенного управл емого коммутатора 3. Блок 14 переключени режима (фиг. 2 содержит блок 16 вычислени текущего значени жесткости механической характеристики, один вход 3 которого соединен с выходом блока контрол момента 5, другой вход - с выходом датчика скорости 6, а выход блока 16 соединен с одним входо компаратора 17, другой вход которого соединен с потенциометром 18, выход компаратора 17 соединен с одн входом блока коммутации 19, другой вход которого соединен с выходом усилител 13, а выходы блока 19 образуют выходы блока 14. Зоны работы 20 и 21 соответствуют двум режимам регулировани скорости вращени вала электропривода. Устройство дл регулировани ско рости трехфазного асинхронного двигател с фазным ротором работает следующим образом. В исходном состо нии питание в цепь статора не подаетс . Все блоки системы управлени получают питание , и наход тс в исходном состо нии. В блоке 1А устанавливаетс вычисленное при наладке значение искусственной механической характеристики , определ емое полным сопротивлением резисторов 2. При подаче напр жени в обмотки статора асинхронного двигател и отсутствии задающего напр жени фор мирователи импульсов 10 подают на второй тиристорный коммутатор 4 так товые импульсы, а на управл ющие электроды коммутатора 3 подаетс не прерывный сигнал с релейного элемента 15, работу которого задает блок 13. В этом режиме электроприво работает не реостатной механической . характеристике,, определ емой величиной активного сопротивлений цепи ротора совместно с резисторами 2. Дл работы на заданной скорости необходимо в блоке задани скорости П установить величину задающего напр жени , соответствукмдего выбран ной скорости. Это напр жение с опре деленным темпом нарастани подаетс на один вход сумматора 12, на другой вход которого подаетс напр жение обратной св зи по скорости с датчика скорости 6. Разность напр дений , пропорциональна рассогласов нию скорости, подаетс на вход усилител 13, с выхода которого уси ленное напр жение подаетс .на вход блока 14. В зависимости от текущего значени жесткости тек- блок 14 автоматически задает режиьш работы управл емых тиристорных ко Ф1утато154 ров 3 и 4 и производит подключение усиленной разности напр жений к релейному блоку либо к управл ющим входам фазосдвигающих блоков 9. При значении .тек jaeтирис-. торный коммутатор 3 посто нно включен, а второй тиристорный коммутатор 4 работает с фазоимпульсным управлением , причем усиленна разность напр жений задани и обратной св зи по скорости подаетс из блока 14 на управл ющие входы фазосдвигдющих блоков 9, а на вход релейного блока 15 подаетс сигнал с другого выхода блока 14, который держит релейный блок 15 посто нно включенным . При значении т«1с Pj,. коммутатор 3 проводитс в режтгм импульсного управлени , когда выход усилител 13 подключен к входу релейного блока 5 и отключен от управл ющих входов фазосдвигающих устройств, а на второй управл еи 1й коммутатор 4 подаетс только тактовые импульсы. При выходе электропривода на заданную скорость в зависимости от текущего значени жесткости разгон осуществл етс вторым управл емым коммутатором 4, работающим как регул тор сопротивлени в фазоимпульсном режиме,, либо-коммутатором 3, работающим как регул тор тока в импульсном режиме. В установившемс режиме электропривод работает в одной из зон регулировани , показанных на 4«г.З в зависимости от текущего значени жесткости Зтеу : в зоне 20 определ емой естественной механической характеристикой двигател и искусствен-, ной с добавочным активным сопротивлением резисторов 2; в зоне 21 котора располагаетс между осью скоростей и искусс- венной механической характеристикой с резисторами 2 и в которой происходит импульсное регулирование скорости двигател . Среднее значение момента при этом равно моменту сопротивлени механизма. Этот режим работы осуществл етс за счет управл емого коммутатора 3 и блоки управлени , у которого в Этом случае работает блок задани 11, сумматор 12, датчик скорости 6, усилитель 13, блок контрол момента, блок 14 И релейный элемент 15. Блоки р1стем 1 импульсно-фазового управлени наход тс в пассивном состо -, 5 НИИ, т.е. с выхода формирователей имггульсов 10 на второй управл екый коммутатор 4 приход т только тактовые импульсы, так как на управл ющие входы фазосдвигающих блоков 9 не подаетс напр жение с усилител С увеличением момента сопротивлени и попадании его в зону 20 про исходит переключение в системе упра лени таким образом, что коммутатор оказываетс посто нно включенным, а второй управл емый коммутатор 4 вместе с системой блоков импульснофазового управлени обеспечит работ электропривода в режиме фазоимпульс ного управлени , когда в зависимости от угла регулировани измен етс величина эквивалентного активного сопротивлени цепи ротора и поддерживаетс заданна скорость. Работа блока 16, компаратора 17, потенциометра 18 и блок коммутации в общей системе электропривода осуществл етс следующим образом. Аналоговый сигнал с датчика скорости 6, пропорциональный текущей частоте вращени W , преобразуетс схемой апгебраического суммировани , собранной на операционном усил теле ОУ1 (блок 16) , в сигнал скольжени S по алгоритму W -i-fcco , где k ----- cons t; oj о Wo - синхронна частота вращени С выхода ОУ1 сигнал, пропорциональный скольжению S , подаетс на один из входов делител (.микросхема К525ПС2). На второй вход подаетс аналоговый сигнал с блока 5, про порциональный моменту двигател . С выхода делител снимаетс сигнал, пропорциональный отношению . Вел чина этого сигнала . определ е жесткость механической характеристи электропривода в текущий момент вре мени - тек Дл определени , в какой из зон находитс рабоча точка А мехаличес характеристики электропривода, использован компаратор (.блок 17). Он сравнивает сигнал с выхода блока 16 156 с выходным сигналом Up,ja, блока 18, который определ ет жесткость заданной граничной механической характеристики . При работе привода могут быть два варианта. Величина напр жени с блока 18 Uji: больше напр жени с блока , т.е. жесткость граничной характеристики больше жесткости рабочей характеристики. В этом случае электропривод работает в зоне 21 (фиг.З). С выхода блока 17 при этом снимаетс отрицательное напр жение , которое запирает диод На управл ющих входах ключа (168КТ2 нулевое напр жение, что приводит к закрытию его выходных каналов. Поэтому напр жение от блока 13 не подаетс к блоку 9. Это исключает фазоимпульсный режим работы. В то же врем напр жение с блока 17,приложенное к входу ОУ4 через диод Д2, инвертируетс в сигнал положительной пол рности и подаетс на третий управл ющий вход ключа (168КТ2) . Третий канал ключа отпираетс . Сигнал от блока 13 заставл ет сработать блок 15, который выдает положительньй сигнал, и тиристорный коммутатор 3 включаетс . Это приводит к увеличению скорости, а значит и напр жени обратной св зи с датчика скорости 6. Сигнал рассогласовани уменьшаетс и при .определенном Unop minimuw блок 15 переключаетс . При этом тиристорный коймутатор ТК выключаетс . Скорость двигател уменьшаетс , а сигнал рассогласовани растет. При определенном блок I5 значении Unop.moximuw включаетс . Цикл работы повтор етс . Таким образом осуществл етс импульсное управление. В этом варианте с выхода ОУЗ снимаетс положительный сигнал, который запирает диод Д4. При втором варианте VftyK f,re.. т.е. жесткость граничной характеристики меньше жесткости рабочей характеристики , электропривод работает в этом случае в зоне 20. Использование в предложенном устройстве комбинированных режимов работы электропривода (импульсного и фазоимпульсного) обеспечивает регулирование скорости во всем первом квадранте. Jt The invention relates to electrical engineering and can be used in electric drives with a rheostatic speed control in the rotor circuit, when the slip energy is allowed to be released as heat losses, for example, in low-power electric drives. According to the main auth. No. 758453, a device is known for regulating the speed of a three-phase asynchronous motor with a phase rotor, containing resistors connected by a star and connected to the rotor winding, triacs connected in parallel to the resistors, three units of pulse-phase control consisting of a sequentially connected synchronization unit connected in parallel to the triacs , a sawtooth generator, a zero-organ and a pulse shaper connected to a triac control circuit, an adder, the input of which is connected to a sensor the motor speed and the other with the reference block, the output of the adder is connected to the control inputs of the pulse-phase control units via an amplifier, in which, to improve the control accuracy, a rectifier is input whose input is connected to the rotor windings and the output is connected to TlJ sawtooth generator The disadvantage of the known devices is the limited range of rotational speed control. The purpose of the invention is to expand the speed control range. This goal is achieved by introducing into the device for regulating the speed of a three-phase asynchronous motor with a phase rotor a second controlled switch, made according to the star on the power controlled valves, a relay unit, a mode switching unit and a torque control unit, whose inputs are connected to the stator and rotor windings, and the output to the first input of the mode switching unit, the second input of which is connected to the output of the speed sensor and the third input connected to the output of the amplifier, one output of the switching unit the mode is connected to the inputs of the phase-shifting units, and the other is connected to the input of the relay unit, the output of which is connected to the control input of the entered controlled switch connected to the dissection of the zero point of the star resistors in the rotor circuit. Figure 1 presents the functional diagram of the device of the electric drive; in fig. 2 — mode switching unit; in fig. 3 - mechanical characteristic of the electric drive. The electric drive contains an asynchronous motor 1 with a phase rotor, the stator windings of which have leads for connection to a power source, and resistors 2 connected to a star whose zero point is shorted by a thyristor or triac are connected to the rotor winding leads. The second controlled switch 4 is also connected to a star whose zero point is connected to the zero point of switch 3, and the terminals of its rays are connected to the rotor winding terminals. The moment control unit 5 is connected on one side to the three terminals of the winding, the stator, and on the other, to the jpeM terminals of the rotor winding. The speed sensor 6 is connected to the shaft of the induction motor 1. The rotor winding pins are connected to a synchronization unit 7 and a rectifier 8, the outputs of which are connected to two inputs of each of the three phase-shifting blocks 9 of phases A, B and C, the outputs of which are connected respectively to the -inputs pulse formers 1-0 phases A, B, C, the outputs of which are connected to the control inputs of the second controlled switch 4. The speed setting block II is connected to one input of the adder I2, the other input of which is connected to the output of the speed sensor 6, the output is summed. Pa through the amplifier 13 is connected to the input of the mode switching unit 14, the first input of which is connected to the output of the torque control unit 5, the second input of the unit 14 is connected to the output of the speed sensor 6, one output of the unit 14 is connected to the corresponding inputs of the phase shifting units 9, and another output of the block 14 is connected to the input of the relay block 15, the output of which is connected to the control inputs of the entered controlled switch 3. The mode switching block 14 (Fig. 2 contains the block 16 for calculating the current value of the mechanical stiffness Kteristiki, one input 3 of which is connected to the output of the control unit of the moment 5, the other input - with the output of the speed sensor 6, and the output of the block 16 is connected to one input of the comparator 17, the other input of which is connected to a potentiometer 18, the output of the comparator 17 is connected to one input of the block switching 19, the other input of which is connected to the output of amplifier 13, and the outputs of block 19 form the outputs of block 14. Work zones 20 and 21 correspond to two modes of controlling the speed of rotation of the drive shaft. A device for controlling the speed of a three-phase asynchronous motor with a phase-rotor operates as follows. In the initial state, power is not supplied to the stator circuit. All units of the control system are powered, and are in the initial state. In block 1A, the artificial mechanical characteristic value determined during the adjustment is determined by the impedance of the resistors 2. When voltage is applied to the stator windings of the induction motor and there is no voltage setting, the formers of the pulses 10 are fed to the second thyristor switch 4 and these pulses The switching electrodes of the switch 3 are supplied with a continuous signal from the relay element 15, the operation of which is set by block 13. In this mode, the non-rheostat mechanical works electrically. characteristic, determined by the value of the active resistance of the rotor circuit together with resistors 2. To work at a given speed, it is necessary in the speed reference block P to set the voltage setting value corresponding to each selected speed. With a certain rate of increase, this voltage is applied to one input of adder 12, to the other input of which the feedback voltage is applied to speed from speed sensor 6. The difference in voltage, proportional to the velocity error, is fed to input of amplifier 13, from which output reinforced voltage is applied to the input of block 14. Depending on the current stiffness value, the flow block 14 automatically sets the operation mode of the controlled thyristor capacitors F1 and 3 and 4 and makes the connection of the amplified voltage difference to the relay at the block or to the control inputs of the phase-shifting blocks 9. At a value of .tech jaetiris-. the switch 3 is permanently turned on, and the second thyristor switch 4 operates with a phase-pulse control, the amplified difference in the reference and feedback speeds from the block 14 to the control inputs of the phase-shifting blocks 9, and to the input of the relay block 15 a signal another output of block 14, which keeps the relay block 15 permanently on. When the value of t "1s Pj ,. the switch 3 is conducted in the pulse control mode when the output of the amplifier 13 is connected to the input of the relay unit 5 and disconnected from the control inputs of the phase shifting devices, and only the clock pulses to the second control 1st switch 4. When the electric drive reaches the set speed, depending on the current stiffness value, acceleration is performed by the second controlled switch 4, operating as a resistance regulator in a phase-pulse mode, or by a switch 3, operating as a current regulator in a pulsed mode. In steady-state mode, the electric drive operates in one of the control zones shown in 4 "DZ, depending on the current stiffness value of Zteu: in zone 20 defined by the natural mechanical characteristic of the motor and artificial, with the additional active resistance of resistors 2; in zone 21 which is located between the axis of speeds and the artificial mechanical characteristic with resistors 2 and in which the pulse speed of the engine occurs. The mean value of the moment at the same time is equal to the moment of resistance of the mechanism. This mode of operation is carried out by the controlled switch 3 and the control units, which in this case operates the task block 11, the adder 12, the speed sensor 6, the amplifier 13, the torque control unit, the block 14, and the relay element 15. The blocks p1stem 1 are pulsed -phase control are in a passive state -, 5 scientific research institutes, i.e. From the output of the imguls 10 formers to the second control switch 4, only clock pulses arrive, since no voltage is applied to the control inputs of the phase-shifting blocks 9. With increasing moment of resistance and entering it into zone 20, the control system switches to such the switch is permanently turned on, and the second controlled switch 4, together with the system of pulse-phase control units, will ensure that the electric drive works in the phase-pulse control mode, when From the angle of adjustment, the magnitude of the equivalent active resistance of the rotor circuit is varied and the desired speed is maintained. The operation of the unit 16, the comparator 17, the potentiometer 18 and the switching unit in the general system of the electric drive is carried out as follows. An analog signal from speed sensor 6, proportional to the current rotational speed W, is converted by an ap- pebraic summation circuit collected at the operational amplifier OU1 (block 16) into a slip signal S according to the algorithm W -i-fcco, where k ----- cons t ; oj o Wo is a synchronous rotational speed. From the OU1 output, a signal proportional to the slip S is applied to one of the inputs of the divider (. microcircuit K525PS2). The second input is supplied with an analog signal from block 5, which is proportional to the torque of the engine. From the output of the divider, a signal is proportional to the ratio. The rank of this signal. The determination of the rigidity of the mechanical characteristic of the electric drive at the current time is the flow. A comparator (.block 17) was used to determine in which zone the operating point A had all the characteristics of the electric drive. It compares the signal from the output of block 16 156 with the output signal Up, ja, block 18, which determines the rigidity of a given boundary mechanical characteristic. When operating the drive, there may be two options. Voltage from block 18 Uji: more voltage from the block, i.e. the rigidity of the boundary characteristic is greater than the rigidity of the working characteristic. In this case, the drive operates in zone 21 (FIG. 3). A negative voltage is removed from the output of block 17. This closes the diode On the control inputs of the key (168KT2 is zero voltage, which closes its output channels. Therefore, the voltage from block 13 does not flow to block 9. This eliminates the phase-pulse operation mode At the same time, the voltage from block 17 applied to the input of ОУ4 through diode D2 is inverted into a signal of positive polarity and fed to the third control key input (168ККТ2). The third channel of the key is unlocked. The signal from block 13 causes the block to operate 15, which issued The positive signal and the thyristor switch 3 is turned on. This leads to an increase in speed, and hence the feedback voltage from speed sensor 6. The error signal decreases and, at a certain Unop minimuw, the unit 15 switches. In this case, the TC switches the power off. the motor decreases and the error signal increases. With a certain block I5, the value Unop.moximuw turns on. The operation cycle is repeated. Thus, impulse control is performed. In this variant, a positive signal is removed from the output of the control center, which blocks the diode D4. In the second version VftyK f, re .. i.e. the stiffness of the boundary characteristic is less than the stiffness of the working characteristic, the drive works in this case in zone 20. The use of the combined operation modes of the electric drive (pulsed and pulse-phase) in the proposed device provides speed control in the entire first quadrant.
Фиг t 380В «Fig t 380V "
ШSh