SU231652A1

SU231652A1 - METHOD OF MANAGING REVERSIBLE THYRISTOR SERVO

Info

Publication number: SU231652A1
Application number: SU1134545A
Authority: SU
Original assignee: Е. Л. Оркина Институт автоматики , телемеханики технической кибернетики; Т. Зада

Description

Известен способ управлени реверсивным сервоприводом с асинхронным конденсаторным двигателем, питаемым от однофазной сети с помощью двух пар встречно-параллельно включенных тиристоров. При этом направление вращени привода обусловли1ваетс работой любой пары тиристоров. Еслп используетс двигатель мощностью выше 0,1 кет дл обеспечени длительной работы привода в области малых скольжений и сохранени его пусковых свойств, необходимо пусковую фазосдвигающую емкость прп уменьшении скольжени переключать на рабочую. Это переключение осуществл етс , папрпмер, с помощью контакторов или полупроводниковых ключей. Эти способы коммутации емкости сложны и, кроме того, требуют наличи какого-либо датчика скорости.A known method of controlling a reversible servo with an asynchronous capacitor motor, fed from a single-phase network using two pairs of anti-parallel connected thyristors. In this case the direction of rotation of the drive is determined by the operation of any pair of thyristors. If an engine with a power higher than 0.1 kW is used to ensure long-term operation of the drive in the area of small slides and preserve its starting properties, the starting phase-shifting capacitance of the slip-reducing switch must be switched to the working one. This switching is carried out by means of contactors, using contactors or semiconductor switches. These methods of switching capacitance are complex and, moreover, require the presence of a speed sensor.

Предлагаемый способ управлени тирпсториым сервоприводом позвол ет уменьщить электрические потери и перегрев двигател . Фазосдвигающа емкость регулируетс в зависимости от скольжени без каких-либо дополнительных устройств. Это обеспечиваетс тем, что угол открывани тиристоров пр мого (обратного) хода двигател устанавливают в зависимости от величины заданного сигнала , а на управл ющий электрод каждого из тиристоров обратного (пр мого) хода двигател подают отпирающий импульс в моментThe proposed servo drive servo control method allows to reduce electrical losses and engine overheating. The phase shifting capacitance is adjusted depending on the slip without any additional devices. This is ensured by the fact that the opening angle of the thyristors of the forward (reverse) stroke of the motor is set depending on the magnitude of a given signal, and a control pulse is applied to the control electrode of each of the thyristors of the reverse (forward) stroke of the motor

иачала того полупериода напр жени сети, по отношению к которому этот тпрпстор включен в запирающем направленны.And that half-cycle voltage in relation to which this cable is included in the locking direction.

Па фиг. 1 представлена схема управлени Pa figs. 1 shows a control circuit.

конденсаторным двигателем, выполненна по предлагаемому способу;a capacitor motor made by the proposed method;

на фиг. 2 - осппллограммы токов и напр жений , ио сн ющие работу схемы.in fig. 2 - oscillograms of currents and voltages, which remove the operation of the circuit.

Силовые тиристоры 1-4, соединенныеPower thyristors 1-4, connected

встречно-параллельно, образуют две пары, с помощью которых осуществл етс реверсированне и регулирование скорости двухфазного короткозамкнутого двигател 5. Начала обмоток 6 и 7 двигател подключены к сети, между КОНЦАМИ обмоток включен фазосдвигающий конденсатор 8, емкость которого выбираетс из условий создани кругового пол в пусковом режиме. На фиг. 1 показана лищь схема управлени тиристором 1. Его угол зажигани ai регулируетс в зависимости от величины заданного сигнала LBX по вертикальиому прииципу, т. е. папр жение управлени Uy, снимаемое с выходной обмотки 9 трансформатора 10 модул тора, сравниваетс в пепи эмиттера транзистора 11 с сигналом смещени .two pairs form a counter-parallel, with the help of which the two-phase short-circuited motor 5 is reversed and controlled. The starting windings 6 and 7 of the motor are connected to the network. A phase-shifting capacitor 8 is connected between the ENDS of the windings. mode. FIG. 1 shows only the thyristor control circuit 1. Its ignition angle ai is adjusted depending on the magnitude of a given LBX signal according to the vertical principle, i.e. the control load Uy removed from the output winding 9 of the transformer 10 of the modulator is compared to the peer emitter of the transistor 11 s offset signal.

снимаемые с выходных обмоток 12-14 того же трансформатора модул тора.removed from the output windings 12-14 of the same modulator transformer.

Величина напр жени И у определ етс величиной напр жени сигнала U на входе модул тора 15 и по фазе (/у, в зависимости от знака t/sx либо совпадает с напр жением сети, либо находитс в противофазе с ним. Если напр жение f/y, совпадает по фазе с L/ceTH тиристор / открываетс в полупериод , в момент (i3/ ai (см. фиг. 2). Напр жени (/у, и t/cM, формирующие угол зажигани тиристора 2, сдвинуты относительно напр жени (Уу, и t/cMi на 180°, поэтому при том же значении Us-x. в следующий полупериод при со/ + откроетс тиристор 2, т. е. двигатель будет питатьс через тиристоры первой пары. При этом в полупериод на схему управлени тиристора 3 подаетс запирающее напр жение (jy, (показано на фиг. 2, в пунктиром), которое при принимает положительное значение. Если угол наклона кривой иапр л :ени Uy, в точке 0г больше угла наклона кривой ,, то в течение некоторого интервала времени р иапр л :ение Uy, превышает напр жение смещени . Поэтому в момент ш , З , ... на управл ющий электрод тиристора 5 поступает отпирающий импульс. Аналогично этому на управл ющий электрод тиристора 4 отпирающий импульс подаетс в момент со/ 0,2 , т. е. в начале того полупериода напр жени сети, по отношению к которому этот тиристор включен в запирающем направлении .The voltage value Y y is determined by the voltage value of the signal U at the input of the modulator 15 and in phase (/ y, depending on the sign of t / sx, either coincides with the mains voltage or is out of phase with it. If the voltage f / y, coincides in phase with the L / ceTH thyristor / opens in a half-period, at the time (i3 / ai (see Fig. 2). The voltages (/ y, and t / cM forming the ignition angle of the thyristor 2 are shifted relative to the voltage (Yy, and t / cMi by 180 °, therefore at the same value of Us-x. In the next half-period, with / +, thyristor 2 will open, i.e. the motor will be powered through the thyristor The first pair. In this case, in the half-period, the control voltage of the thyristor 3 is supplied with a blocking voltage (jy, (shown in Fig. 2, in dotted line), which takes on a positive value. If the angle of inclination of the curve is opt: Uy, at point 0г is greater than the slope of the curve, then for a certain time interval p and con ﬁ l: Uy, exceeds the bias voltage. Therefore, at time w, C, ... a triggering pulse arrives at the control electrode of the thyristor 5. Similarly, a triggering pulse is applied to the thyristor control electrode 4 at time t0 / 0.2, i.e., at the beginning of that half-period, the supply voltage with respect to which this thyristor is turned on in the blocking direction.

При изменении знака напр жени С/вх Двигатель реверсируетс , втора пара тиристоров становитс рабочей, а отпирающие импульсы в момент со 0, , 2л: и т. д. поочередно подаютс на тиристоры первой пары. , На фиг. 2, а приведены осциллограммы тока сети /о, наир л ени t/сетн и напр жени на тиристорах второй пары (Уц при скольл ении двигател 5 0,05 дл случа , когда питание подавалось через тиристоры первой пары , а обмотки 9 и 10 трансформатора модул тора были отключены, и на тиристоры второй пары не подавались отпирающие импульсы. Угол зажигани тиристоров первой пары равн лс примерно 30°, т. е. к обмотке двигател было прилол ено почти полное напр жение сети. Амплитудное значение тока /о при этом достигает 20 а (при номинальном фазном токе двигател 2,75 а), а напр жение /ц отстает почти на 90° относительно 6сети, что свидетельствует о резкой несимметрии напр жений на обмотках двигател .When the voltage sign C / I changes, the motor reverses, the second pair of thyristors becomes working, and the enabling pulses at the moment with 0,, 2л: etc. are alternately applied to the thyristors of the first pair. , FIG. 2, and oscillograms of the network current / o, t / net voltage and voltage on the thyristors of the second pair are shown (Yz when the motor is sliding 5 0.05 for the case when power was supplied through the thyristors of the first pair, and windings 9 and 10 of the transformer the modulators were turned off, and the thyristors of the second pair were not unlocked pulses.The ignition angle of the thyristors of the first pair was approximately 30 °, i.e., an almost full line voltage was applied to the motor winding. 20 a (at a nominal phase motor current of 2.75 a), and the voltage / c lags almost 90 ° relative to the 6th network, which indicates a sharp asymmetry of the voltages on the motor windings.

Если в момент ш , 3 , ... на управл ющий электрод тиристора .3 подать отпирающий импульс, то под действием положительного анодного напр жени Uu тиристор 3 откроетс , и конденсатор 5 начнет разр жатьс на сеть через обмотку 6. В момент Kit n + di 3 ... открываетс тиристор 2 первой пары , и конденсатор оказываетс короткозамкнутым через тиристоры 2 и 5. При этом резкоIf at time w, 3, ... a trigger pulse is applied to the control electrode of the thyristor .3, then under the action of the positive anode voltage Uu the thyristor 3 will open, and the capacitor 5 will begin to discharge into the network through the winding 6. At the time Kit n + di 3 ... the thyristor 2 of the first pair opens, and the capacitor is short-circuited through thyristors 2 and 5. At the same time,

возрастает разр дный ток /р, протекающий через тиристор 3. У тиристора 2 острый импульс разр дного тока накладываетс на рабочий ток. Аналогично, если в моментthe discharge current / p flowing through the thyristor 3 increases. In thyristor 2, a sharp pulse of discharge current is superimposed on the operating current. Similarly, if at

0) 0,2 , 4 ... отпирающий импульс подать на управл ющий электрод тиристора 4, то при со/ а, 2 -Ьа ... конденсатор замыкаетс через тиристоры 1--4, при этом возникает отрицательный импульс тока /р.0) 0.2, 4 ... a triggering pulse is applied to the control electrode of the thyristor 4, then at co / a, 2-bа ... the capacitor is closed through the thyristors 1--4, and a negative current / r pulse occurs.

Тиристоры второй пары отключаютс при прохоледении тока /р через нулевое значение, т. е. при полной перезар дке конденсатора. Таким образом осуществл етс кратковременное , в течение доли полупериода закорачивание конденсатора внутри каждого полупериода . При этом уменьшаетс по величине и сдвигаетс по фазе перва гармоническа напр л ени на конденсаторе, что эквивалентно уменьшению его емкости. Осциллограммы токов /р и /о и напр жени Uu, управл емые по предлагаемому способу, приведены на фиг. 2,6. Амплитудное значение тока /о не превышает 6а. Следовательно (по сравнению с токами на фиг- 2, а), поле двигател приблизилось к круговому , резко уменьшились электрические потери в обмотках двигател .The thyristors of the second pair are disconnected when the current / p passes through a zero value, i.e., when the capacitor is completely recharged. In this way, a short-term capacitor short-circuit within each half-period is carried out for a fraction of the half-period. This decreases in magnitude and shifts in phase the first harmonic voltage on the capacitor, which is equivalent to a decrease in its capacitance. The waveforms of the currents / p and / o and the voltage Uu, controlled by the proposed method, are shown in FIG. 2.6. The amplitude value of the current / o does not exceed 6a. Consequently (as compared with the currents in FIGS. 2a), the field of the motor approached a circular one, the electrical losses in the motor windings sharply decreased.

Величина скольжени , при котором начинает закорачиватьс конденсатор, автоматически регулируетс сдвигом напр жени Un. ПриThe amount of slip at which the capacitor begins to short is automatically adjusted by shifting the voltage Un. With

увеличении скольжени двигател уменьшаетс угол сдвига напр жени на конденсаторе относительно напр жени сети и уменьшаетс амплитуда разр дного тока. В пусковом рел (име короткозамкнутый контур не создаетс .By increasing the slip of the motor, the offset voltage across the capacitor relative to the mains voltage decreases and the amplitude of the discharge current decreases. In the trigger rel (having a short-circuited contour is not created.

Дл сохранности тиристоров скорость возрастани и величину разр дного тока /р целесообразно ограничить небольшими сопротивлени ми или дроссел ми 16 и 17. Экспериментальные исследовани показали,For the safety of thyristors, the rate of increase and the magnitude of the discharge current / p should be limited to small resistances or droplets 16 and 17. Experimental studies have shown

что двухфазный двигатель 400 вт, 300Q об/мин, с фазосдвигающей емкостью 150 мкф имел высокий пусковой момент, хорошо разгон лс ; электрические потери в обмотках статора в области малых скольжений были примерно вthat a two-phase engine of 400 W, 300Q rpm, with a phase-shifting capacity of 150 microfarads, had a high starting torque, well accelerated HP; the electrical losses in the stator windings in the region of small slips were approximately

15 раз меньше потерь, возникающих при отключенных тиристорах второй пары, нагрев двигател не ограничивал длительность работы привода. Предлагаемый способ быть использоваи и при включении трехфазного двигател в однофазную сеть (тогда две обмотки статора включаютс , как показано на фиг. 1,а треть параллельно конденсатору 8).15 times less than the losses that occur when the thyristors of the second pair are turned off, the engine heating did not limit the duration of the drive. The proposed method can also be used when a three-phase motor is turned on in a single-phase network (two stator windings are then turned on, as shown in Fig. 1, and a third is parallel to capacitor 8).

Предмет изобретени Subject invention

Способ управлени реверсивным тиристорным сервоприводом с асинхронным конденсаторным двигателем, питаемым от однофазной сети, отличающийс тем, что, с целью уменьшени электрических потерь и перегрева двигател в области малых скольжений при сохранении высокого пускового момента, уголThe method of controlling a reverse thyristor servo drive with an asynchronous capacitor motor powered from a single-phase network, characterized in that, in order to reduce electrical losses and overheat the motor in a small slip area while maintaining a high starting torque, the angle