SU1135001A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий двухфазный асинхронный электродвигатель, оптотиристор с блоком управлени  и вьшр мительный мост, одна диагональ которого через фазосдвигаюпщй конденсатор подключена к зажимам дл  подключени  питающей сети, друга  диагональ зашунтирована оптотиристором и подключена к одной обмотке электродвигател , втора  обмотка которого снабжена зажимами дл  подключени  к питающей сети, один из входов блока управлени  подключен к источнику синхронизирующего сигнала , а выход блока управлени  подключен к управл ющему входу оптотиристора , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик, в блок управлени  введены два элемента НЕ; элемент 22И-2Ш1И-НЕ , элемент задержки, элемент 2И-НЕ, элемент 2И, причем первый управл нщий вход подключен к первому входу элемента 2-2И-2ИПИ-НЕ, второй вход которого подключен к источнику синхронизирующего сигнала, второй управл ющий вход подключен § к третьему входу элемента 2-2И-2Ш1ИНЕ , четвертый вход которого подклю (П чен к выходу первого элемента НЕ, вход которого подключен к зажиму дл  подключени  источника синхронизирующего сигнала, выход элемента 2-2И2Ш1И-НЕ подключен к входам второго элемента НЕ и элемента задержки, выход которого подключен к одному из 00 входов элемента 2И-НЕ, к другому вхоел ду которого под слючен третий управл ющий вход, выходы второго элемента НЕ и элемента 2И-НЕ подключены к соответствукмцим входам элемента 2И, 1выход которого подключен к управл ющему входу оптотиристора.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронными конденсаторными электродвигател ми. Известен электропривод переменного тока, содержащий двухфазный асинхронный электродвигатель с фазо сдвигайщим конденсатором, обмотка возбуждени  электродвигател  подклю чена к источнику питани , концы обмотки управлени  через одни диагона ли попарно соединенных выпр мительных мостов подключены к источнику питани , другие диагонали указанных мостов зашунтированы оптотиристорами , управл ющие входы которьк подклю чены к соответствующим выходам блока управлени  СОИзвестное устройство содержит большое количество силовых вентилей сложный блок управлени , что приводи к снижению надежности электропривода и ухудшению его массогабаритньпс характеристик. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  электропривод переменного тока, содержащий двухфазный асинхронный электродвигатель , оптотиристор с блоком управлени  и выпр мительный Mocl, одна диагональ которого через фазосдвигающий конденсатор подключена к зажимам дл  подключени  питающей сети, втора  диагональ зашунтирована оптотиристором и подключена к одной обмотке электродвигател , втора  обмотка которого снабжена зажимами дл  подключени  к питающей сети, один из входо блока управлени  подключен к источнику синхронизирующего сигнала, а вы ход блока управлени  подключен к управл ющему входу оптотиристо- ра 23.Недостатками известного устройства  вл ютс  низка  помехоустойчивость и невозможность получени  пони женных значений частот вращени  двигател , что приводит к ухудшению динамических характеристик электропривода . Цель изобретени  - улучщение дина мических характеристик. Указанна  цель достигаетс  тем, что в электроприводе переменного тока , содержащем двухфазный асинхронный электропривод, оптотиристор с блоком управлени  и вьшр мительный мост, одна диагональ которого 1 1 через фазосдвигающий конденсатор подключена к зажимам дл  подключени  |ПИтающей сети, друга  диагональ зашунтирована оптотиристором и подключена к одной обмотке электродвигател , втора  обмотка которого снабжена зажимами дл  подключени  к питающей сети один из входов блока управлени  подключен к источнику синхронизирующего сигнала, а выход блока управлени  подключен к управл ющему входу оптотиристора, в блок управлени  введены два элемента НЕ, элемент 2-2И-2ИЛИ-НЕ, элемент задержки, элемент 2И-НЕ, элемент 2И, причем первый управл ющий вход подключен к первому входу элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к источнику синхронизирующего сигнала, второй управл ющий вход подключен к третьему входу.элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, вход которого подключен к зажиму дл  подключени  источника синхронизирующего сигнала, выход элемента 2-2И2ИЛИ-НЕ подключен к входам второго элемента НЕ и элемента задержки выход которого подключен к одному из входов элемента 2И-НЕ, к другому входу которого подключен третий управл ющий вход, выходы второго элемента НЕ и элемента 2И-НЕ подключены к соответствующим входам элемента 2И, выход которого подключен к управл ющему входу оптотиристора. На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений дл  режима Вперед ; на фиг. 3 - временные диаграммы напр жений дл  режима Медленно вперед. Электропривод переменного тока содержит двзосфазный асинхронный электродвигатель 1, оптотиристор 2 с блоком 3 управлени  и выпр мительный мост А, одна диагональ которого через фазосдвигающий конденсатор 5 подключена к зажимам дл  подключени  питающей сети, втора  диагональ зашунтирована оптотиристором 2 и подключена к одной обмотке 6 электродвигател , втора  обмотка 7 которого подключена к зажимам дл  подключени  питающей сети. Одни из входов блока 3 управлени  подключен к зажиму 8 дл  подключени  источника синхронизирующего сигнала, а выход блока 3 управлени  подключен к управл ющему входу оптотиристора 2.

Блок 3 управлени  содержит два элемента НЕ 9 и 10, элемент 2-2И2ИЛИ-НЕ 11, элемент 12 задержки, элемент 2И-НЕ 13, элемент 2И 14, ;причем первый управл ющий вход 15 подключен к первому входу .элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ 11, второй вход 16 которого подключен к зажиму 8 дл  подключени  источника синхронизирующего сигнала, второй управл юп;ий вход 17 подключен к третьему входу элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ 11, четвертьй вход 18 которого подключен к выходу первого элемента НЕ 9, вход которого подключен к зажиму 8 дл  подключени  источника синхронизирующего сигнала, выход элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ 11 подключен к входам второго элемента НЕ 1 и элемента 12 задержки, выход которого подключен к одному из входов элемента 2И-НЕ 13, к другому входу котоpoio подключены третий управл ющий вход 19, выходы элемента НЕ 9 и элемента 2И-НЕ 13 подключены к соответствующим входам элемента 2И 14, выход которого подключен к управл ющему входу оптотиристора 2.

На фиг. 2 и 3 представлены диаграммы напр жений, где U напр жение питающей сети; / напр жение на выходе моста 4 при закрытом оптотиристоре 2 (показано пунктиром); Uj.. - напр жение на аноде светодиода оптотиристора 2: U - напр жение на обмотке 6; Ц,Ц,, U напр жени  на входах элементов 2И 14 и 2И-НЕ 13 t ,tj - длительности импульсов в обмотке 6; t , t - моменты времени, соответствующие закрыванию оптотирисiTopa ; t Ц , t - - моменты времени, соответствующие открыванию оптотиристора 2; tjy - врем  задержки в элементе 12.

Устройство работает следующим образом.

На вход 8 элемента НЕ 10 и вход 1 элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ 11 поступает синхросигнал - последовательность пр моугольных импульсов одинаковой длительности с частотой следовани , совпадающей .с частотой питающей сети синхронизированных по переднему фрон ту с моментом изменени  знака питающего напр жени . На вход 18 элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ 11 поступает така 

же последовательность импульсов, сдвинута  по фазе питающего напр жени  на 180.

Обмотка 6 управлени  электродвигател  1 питаетс  двухполупериодным напр жением от вьтр мительного моста 4. Конденсатор 5 слу сит дл  создани  необходимого сдвига фаз между токами обмоток 6 и 7 и дл  ограничени  тока короткого замыкани  моста 4 в моменты срабатывани  оптотиристора 2. Оптотиристор 2, включенный параллельно обмотке 6, выполн ет роль синхронного ключа, которьй может шунтировать обмотку 6 в моменты времени, определ емые сигналами управлени , подаваемыми на светодиод оптотиристора 2, при этом обмотка 6 оказываетс  включенной на однополупериодное напр жение с различным углом отсечки, которое содержит посто нную составл ющую, основное напр жение частоты питающей сети (первую гармонику) и не создающие вращающего момента высшие гармоники. Посто нна  составл юща  создает тормозной момент, улучшающий динамические характеристики двигател  1, пусковой омент при этом не измен етс . Устройство при различных сочетани х управл ющих сигналов на входах 15, 1 и 19 позвол ет реализовать шесть режимов управлени  двигателем: команды Вперед, Медленно вперед, Назад, Медленно назад и две команды торможени .

Б таблице приведены логические комбинации управл ющих сигналов на входах 15, 17 и 19, позвол ющие реализовать каждый из этих режимов.

Работа устройства при подаче на входы 15, 17 и 19 логической комбинации 101, соответствующейокоманде Вперед, по сн етс  временными диаграммами (фиг. 2).

Стоп 1

000 Стоп Г 00 1

Медленно на010 зад Продолжение табли В соответствии t логической фун дней, реализуемой элементом 2 2И2ИЛИ-НЕ на входе элемента 12 задер ки по вл етс  сигнал ,- сдвинутьй Vio фазе на 180° относительно опорно го сигнала Ug на входе 8 элемента 10. С выхода элемента 12 задерж ки на вход элемента 13 поступает сигнал и , сдвинутый на врем  задержки tjj,,. по отношению к сигна На.выходе элемента 14 форм руетс  сигнал управлени  U оптоткристором 2. В промежутки времени , и т.д. шунтируетс  обмотка 6. Оптотиристор 2 открьтаетс  при наличии высокого уровн  управл ющего сигнала Uj: и закрываг етс  в моменты t, t и т.д. перехода двухполупериодного напр жени  Пд,,через ноль. В интервалы вре мени t -ti, t--t и т.д. оптотирис тор 2 закрыт, на обмотке 6 формируетс  импульсное напр жение U, Дпительность импульсов t напр жени  и в обмотке управлени  двигател  1 определ етс  временем задер она возрастает при его ув личении и достигает наибольщей вел чины при t- Т/2, где Т - период напр жени  питани . Командна Медленно вперед реали зуетс  при подаче на управл ющие входы 15, 17 и 19 логической комби нации 100. Работа устройства в этом режиме по сн етс  временным диаграммами, приведенными на фиг. Дпительность импульсов t напр  жени  и, в обмотке 6 составл ет 1/4 Т. Поскольку t ,7 tj , амплитуда первой гармоники, создающей вращающий момент , при реализации команды Медленно вперед меньше, чем гфи отработке команды Вперед. Соответственно уменьшаетс  ркорость вращени  ротора электродвигател  1 Аналогичным образом происходит выполнение команд Назад и Медленно назад. При этом коммутаци  обмотки 6 осуществл етс  в моменты времени, сдвинутые на полпериода по отношению к фазе питающей среды. Следовательно, обеспечиваетс  реверсивное управление двигателем 1. Команда Стоп 1 задаетс  отсутствием управл ющих сигналов на входах 15 и 17, что .соответствует наличию; двухполупериодного напр жени  на обмотке 6 и отсутствию первой гармоники , создающей вращающий момент. Ротор электродвигател  1 тормозитс  полем посто нного тока. Команда Стоп 2 реализуетс  при наличии управл ющих сигналов на входах 15 и 17. При этом Оптотиристор 2 шунтирует обмотку 6 каждый полупериод , что соответствует режиму динамического торможени  электродвигател . Следовательно, измен   логическую комбинатдию сигналов на управл ющих входах 15, 17 и 19, можно регулировать частоту вращени  ротора электродвигател  1 . Элемент 12 задержки может быть реализован,например, в виде интегрирукщей RC-цепи, подключенной на вход элемента 13, имеющего значение входного порогового напр жени  U S этом случае врем  задержки t определ етс  вьфажением гепЛ---, где f- RC - посто нна  времени интегрирующей цепи; и - максимальное значение напр жени  . Таким образом, предложенный электропривод переменного тока обладает лучщими, по сравнению с известным электроприводом,- технико-экономическими характеристиками за счет использовани  потенциальных сигналов управлени  вместо импульсных и уменьшени  скорости подхода системы к положению равновеси ., что придает предлагаемому устройству более высокую помехо711350018

заишщенность, позвол ет сократить пр мого цифрового управлени  и улучмате1 )иально-технические затраты иа шить динамические характеристики корректирующие устройства в системах электропривода.

/

Фи1.1

Фиг.2

Фиг.З

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий двухфазный асинхронный электродвигатель, оптотиристор с блоком управления и выпрямительный мост, одна диагональ которого через фазосдвигающий конденсатор подключена к зажимам для подключения питающей сети, другая диагональ зашунтирована оптотиристором и подключена к одной обмотке электродвигателя, вторая обмотка которого снабжена зажимами для подключения к питающей сети, один из входов блока управления подключен к источнику синхронизирующего сигнала, а выход блока управления подключен к управляющему входу оптотиристора, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, в блок управления введены два элемента НЕ,· элемент 22И-2ИЛИ-НЕ, элемент задержки, элемент 2И-НЕ, элемент 2И, причем первый управляющий вход подключен к первому входу элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к источнику синхронизирующего сигнала, второй управляющий вход подключен к третьему входу элемента 2-2И-2ИЛИНЕ, четвертый вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, вход которого подключен к зажиму для подключения источника синхронизирующего сигнала, выход элемента 2-2И2ИЛИ-НЕ подключен к входам второго элемента НЕ и элемента задержки, выход которого подключен к одному из входов элемента 2И-НЕ, к другому входу которого подключен третий управляющий вход, выходы второго элемента НЕ и элемента 2И-НЕ подключены к соответствующим входам элементами, Ьыход которого подключен к управляющему входу оптотиристора.

   SU .,,1135001

   1 11