SU1131010A1 - Устройство дл управлени асинхронным электродвигателем с фазным ротором - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ, содержащее управл емый мостовой выпр митель, подключенный силовым входом к.выводам обмотки ротора , а выходом - к резисторуj секционированному N управл емыми ключевыми элементами, датчик ЭДС скольжени , входом св занный с цепью ротора, а выходом - с соответствующими опорными входами блока управлени  мостовым вьтр мителем, а также информационным входом элемента сравнени , задающий вход которого подключен к выходу блока задани  частоты вращени , а выход элемента сравнени  - к управл ющему входу блока управлени  мостовым выпр мителем, отличающее с  тем, что, с целью повышени  надежности и улучшени  энергетических показателей, в него введены нульторган, N-триггеров, N-1 элементов задержки и N-1 логических элементов И, при этом вход первого триггера через нуль-орган соединен с выходом элемента сравнени , а выход через первый элемент задержки - с одним из двух входов первого элемента И, выход которого соединен с входом второго триггера, выход которого соединен с входом (/) второго элемента задержки, выход которого соединен с одним из двух входов второго элемента И,выход которого соединен с входом третьего триггера, выход (N-l)-ro триггера соединен с входом (N-l)-ro элемента задержки, выход которого соединен с одним из двух входов (N-1)-ro элемента И, выход которого соединен с ее входом W -го триггера, выходы всех :N триггеров св заны через формирователи импульсов с соответствующими управл ющими входами N управл емых ключевых элементов, шунтирующих N секций резистора, вторые входы всех (N-1) элементов И соединены между собой и с входом первого триггера.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах на базе асинхронного двигател  С фазным ротором дл реостатного пуска и регулировани  скорости ленточных конвейеров, волочильных станов и других производственных механизмов.

Известно устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее секционированный управл емыми ключевыми элементами резистор, подключенный к выходу полууправл емого мостового выпр мител , вход которого подключе к выводам обмотки ротора Р1

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  надежность из-за применени  релейно-контакторной аппаратуры .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее управл емый мостовой выпр митель , подключенный силовым входом к вьшодам обмотки рцтора, а выходом к резистору, секционированному N управл емьми ключевыми элементами, датчик ЭДС скольжени , входом св заный с цепью ротора, d выходом - с соответствующими опорнвми входами блока управлени  мостовым выпр мителем , а также информационным входом элемента сравнени , задающий вход кторого подключен к выходу блока задани  частоты вращени , а выход элемента сравнени  подключен к управл щему входу блока управлени  мостовы выпр мителем.

Однако дл  известного устройства характерны недостаточно высока  надежность из-за возможности ложного срабатьшани  1 лючевых элементов, шунтирующих секции резистора, а также св занное с этим ухудшение энергетических показателей.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности за счет исключени  возможности ложного срабатывани  тслючевых элементов и улучшение энергетических показателей, благодар  снижению динамических бросков тока, привод щих к завышенному энергопотреблению .

Поставленна  цель достигаетс  |тем, что в устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее управл емый мостовой выпр митель, подклоченньй силовым входом к выводам обмотки ротора, а выходом к резистору, секционированному N управл емыми ключевыми элементами, датчик ЭДС скольжени , входом св занный с цепью ротора , а выходом - с соответствующими опорными входами блока управлени  мостовым выпр мителем, а также информационным входом элемента сравнени , задающий вход которого подключен к выходу блока задани  частоты вращени , а выход элемента сравнени  к управл ющему входу блока управлени  MocTOBbiM выпр мителем, введены нуль-орган, N-триггеров, N-1 элементов задержки и N-1 логических элементов И, при этом входпервого триггера через нуль-орган соединен с выходом элемента сравнени , а выход через первый элемент задержки - с одним из двух входов первого элемен-та И, выход которого соединен с входом второго триггера, выход которого соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с одним из двух входов второго йлемента И, выход которого соединен с входом третьего триггера, выход (N-l)-r триггера соединен с входом (N-l)-ro элемента задержки, выход которого соединен с одним из двух входов (N-1)-ro элемента И, выход которого соединен с входом N-ro триггера, выходы всех N триггеров св заны через формирователи импульсов с соответствующими управл ющими входами N управл емых ключевых элементов, шунтирующих N секций резистора, вторые входы всех (N-1) элементов И соединены между Собой и с входом первого триггера.

На чертеже изображена функциональна  схема устройства дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором.

Устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором 1 содержит трансформатор 2, первичные обмотки которого подключены к ротору электродвигател  1, а вторичные через выпр митель 3 соединены с элементом 4 сравнени , ко второму входу которого подключен задатчик 5 скорости вращени  асинхронного электродвигател , выход элемента сравнени  подключен ко входу формир вател  6 импульсов управлени , на вход формировател  импульсов управлени  подключен также выход генератора 7 пилообразных напр жений, а в ходы формировател  импульсов управлени  подключены к тиристорному преобразователю 8, кроме того, вы ,ход схемы сравнени  подключен ко выходу нуль-органа 9, выход которого подключен на вход 10 триггера 11, выход которого подключен к формирователю 12 импульсов управлени  сило выми тиристорами 13, вьйсод триггера подключен также ко входу схем задер ки 14.1-14(N-1), выход которых подключен к схемам И-15.1 - 15(N-1), второй вход которых подключен к выходу нуль-органа, выход схемы И подключен ко входу триггеров 16.1 16N , выход которых также подключен к формирователю импульсов управлени Задатчик 5 скорости вращени  выполнен по любой из известных схем, как в виде автономного блока, работающего , по записанной в него программе , так и в виде регул тора, например сельсина, выдающего сигнал в зависимости от положени  ручки управлени . Элемент 4 сравнени  формирует на выходе сигнал управлени  из напр жени , полученного от задатчика 5 и напр жени , пропорционального напр жению фазного ротора электродвигател . Устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором работает следующим образом. На статор неподвижного электродвигател  1 подаетс  напр жение питающей сети, в результате чего на фазном роторе по вл етс  напр жение которое после повьш1ени  или понижени  в зависимости от величины номинального напр жени  фазного ротора при неподвижном электродвигателе 1 в трансформаторе 2 подаетс  на входе генератора 7 пилообразных напр жений . В результате этого на выходе генератора 7 пилообразных на пр жений по вл етс  напр жение пило образной формы, наход щеес  в фазе с напр жением фазного ротора, I OTOрое подаетс  в формирователь 6 импульсов управлени , где складываетс с результирующим сигналом (с элемен та 4 сравнени ) напр жени  задани  04 скорости вращени  асинхронного электродвигател . В результате сложени  этих сигналов с пилообрйзньм напр жением на быходе формировател  6 импульсов управлени  формируютс  импульсы управлени  с длительностью, пропорциональной разности приход щих напр жений. В момент подачи напр жени  на статор электродвигател  1 эта разность равна нулю и формирователь 6 импульсов управлени  не формирует импульсы управлени  мостового выпр мител  8. В этом случае ток фазного ротора отсутствует, а следовательно, отсутствует и крут щий момент асинхронного электродвигател  1. При изменении напр жени  с задатчика 5 скорости вращени  увеличиваетс  разность сигналов, что приводит к по влению на выходе формировател  6 импульсов управлени  импульсов управлени  мостового выпр мител  8. В. процессе управлени  регулируетс  угол открыти  тиристорой мостового . выпр мител  8, что обеспечивает плавное нарастание тока в фазном роторе электродвигател  1 и соответственно крут щего момента электродвигател . Нарастание крут щего момента продолжаетс  до трогани  электродвигател  1, а затем происходит разгон фазного ротора с TfeM темпом, который задает задатчик 5 скорости вращени  асинхронного электродвигател . При достижении угла управлени  тиристорного преобразовател , равного нулю, нуль-орган 9, вырабатывает управл ющий сигнал дл  логической схемы, котора  воздействует на формирователь 12 управл ющих импульсов , на выходе которого по вл етс  импульс управлени  первым из тиристоров 13, который шунтирует первую секцию резистора 17, а затем и последующие . В результате этого электродвигатель переходит с предыдущей на следующую пусковую характеристику, а его скорость возрастает. За счет изменени  напр жени  пропорционального напр л ению фазного ротора разность результирующих напр жений на входе формировател  6 импульсов управлени  становитс  меньще, что приводит к увеличению угла управлени  мостового выпр мител  8.

i 11

При дальнейшем разгоне электродвигател  1 разность результирующих напр жений на входе формировател  6 импульсов становитс  максимальной, что соответствует нулевому углу управлени  мостового выпр мител  8,

Нуль-орган 9 вьфабатьтает управл ющий сигнал дл  триггера 11, который воздействует на формирователь 12 управл ющих импульсов, на выходе которого по вл етс  импульс управлени  следующим тиристором 13, который шунтирует последующую секцию резистора 17. .

В результате этого электродвигатель переходит на следующую пусковую характеристику. Процесс повтор етс  до выхода электродвигател  на естественную характеристику.

Дл  предотвращени  вьщачй ложных импульсов управлени  введены элементы 14.1-14(N-1) задержки и элемен ты И 15.1-15(N-1), которые обеспе10106

чивают необходимую последовательность работы логической части устройства. В результате применени  изобретени  оказываетс  возможным обеспе5 чить плавное нарастание крут щего момента асинхронного электродвигател  с нулевого значени  до необходимого дл  трогани , с дальнейшим разгоном асинхронного электродвигател 

0 в зависимости от технологических требований электропривода, что позвол ет снизить эффективные значени ,бросков токов ротора, т.е. уменьшить потери полезной мощности электродви5 гател  и предотвратить его дополнительный нагрев, что позвол ет снизить потребление мощности электродвигател  и увеличить его срок службы за счет повьщгени  надежности путем

0 исключени  ложного срабатьгоани  управл емых ключевых элементов, шунтирующих секции резистора, подключенного к выходу мостового выпр мител  в цепи ротора.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ, содержащее управляемый мостовой выпрямитель, подключенный силовым входом к.выводам обмотки ротора, а выходом - к резистору* секционированному N управляемыми ключевыми элементами, датчик ЭДС скольжения, Ьходом связанный с цепью ротора, а выходом — с соответствующими опорными входами блока управления мостовым выпрямителем, а также информационным входом элемента сравнения, задающий вход которого подключен к выходу блока задания частоты вращения, а выход элемента сравнения - к управляющему входу блока управления мостовым выпрямителем, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения энергетических показателей, в него введены нульторган, N-триггеров, N-1 элементов задержки и N-1 логических элементов И, при этом вход первого триггера через нуль-орган соединен с выходом элемента сравнения, а выход через первый элемент задержки - с одним из двух входов первого элемента И, выход которого соединен с входом второго триггера, § выход которого соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с одним из двух входов второго элемента И, выход которого соединен с входом третьего О триггера, выход (N-l)-ro триггера соединен с входом (N-l)-ro элемента задержки, выход которого соединен с одним из двух входов (N-1)-ro элемента И, выход которого соединен с входом N -го триггера, выходы всех триггеров связаны через формирователи импульсов с соответствующими управляющими входами N управляемых ключевых элементов, шунтирующих N секций резистора, вторые входы всех (Ν-1) элементов И соединены между собой и с входом первого триггера.