SU520683A1 - Device for controlling three-phase asynchronous electric motor - Google Patents

Device for controlling three-phase asynchronous electric motor

Info

Publication number
SU520683A1
SU520683A1 SU1940097A SU1940097A SU520683A1 SU 520683 A1 SU520683 A1 SU 520683A1 SU 1940097 A SU1940097 A SU 1940097A SU 1940097 A SU1940097 A SU 1940097A SU 520683 A1 SU520683 A1 SU 520683A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
thyristor
engine
electric motor
voltage
Prior art date
Application number
SU1940097A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Карапетович Аракелян
Борис Васильевич Михайлов
Original Assignee
Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова filed Critical Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority to SU1940097A priority Critical patent/SU520683A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU520683A1 publication Critical patent/SU520683A1/en

Links

Landscapes

  • Motor And Converter Starters (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ(54) DEVICE FOR MANAGING THREE-PHASE

АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ого элемента и паршшелыю резистору указаш ого элемента, при этом управл ющий переход тиристора соединен с блоком управлени , на вход которого подан снгнал обратной св зи по скольжению. На фиг. 1 и 2 приведены два варианта предлагаемого ус(фойства; на фиг. 3 - векторна  диаграм 1а, .цепей асчнхронного двигател , построенна  по первым гармоникам напр жени  и тока; на фиг. 4 -элегментна  схема блока управлени . На асинхронный двигатель 1 подано напр жение даух фаз питающей сети, а треть  фаза двигател  через фазосдвигаю1Ьий конденсатор 2 и демпфирующий резистор 3 подключена к одному из двух сетевых зажимов в зависимости от  далаемого направлени  вращени  механизма. Демпфирующий резистор 3 астично или полностью, что определ етс  при расчете параметров фазосдвигающего утсройства, шунтируетс  одним полупроводниковым вентилем (тиристором) 4 управл емым, например, посредством полупровод- никового генератора импульсов 5. Генератор 5 работает в ждущем режиме, и запуск его осуществл етс  узлом 6 в сочетании с источником синусоидального напр жени  7. Релейный режим работы системы в целом обеспечиваетс  полупроводниковым реле 8 и регулируемым коэффициентом возврата ( R, ). На входе релейного элемента сравниваютс  два сигнала: задающее напр жение ( U- ), снимаемое с датчика скорости 9, и напр жение обратной св зи ( и ос ), снимаемое с потенциометра 10 или тахомащины 11 (фиг. 2). Сигнал обратной св зи (на фиг. 1), снимаемый выхода д:юссельного магнитного усилител  12, определ етс  переменными системы напр жением:на фазосдвигающей емкости 2, на которое подключен трансформатор 13, (в свою очередь нагружаемый на обмотку управлени  14 магнитного усилител  через вьшр мт тель 15) и током в главной фазе двигател . Пропори1иональный этому току сигнал через вь lp  чтeль 16 подаете i на обмотку П. Обмотки управлени  14 и 17 включаютс  так, что их намагнивдвающие силы направлены встречно. Обмотка смещени  используетс  дл  формировани  нуж ной выходной характеристики магнитного усилител  в процессе настройки схемы. Пуск двигател  осуществл етс  следующим обр зом. При подключении к питающей сети фаз на третью фазу полаетс  напр жение через фазосдаигающий кон денсатор 2. Уровень этого напр жени  в последующем мен етс  в зависимости от скольжени  двигател . Дей ствие сигнала, пропопционального этому напр жению особо про вл етс  со c rижcниeм скольжени , когда напр женке возрастает примерно 1,5-2 раза. Сигнал же от токовой обратной св зи максимален в области болыних скольжений, когщ по главной фазе А течет наибольишй ток двигател . Поэтому в первый момент пуска на входе магнитного усилител  имеет место примерное рпвенство нам.илнчивающнх сил. Поэтому магнитный усилите;). 12 заперт, а сигнал да его выходе, т. е. сигнал UQ минимален. Этот сигна .и в схеме с тахомащиной равен нулю- Ecjm задаю- ; црш сигнал -UBX отсутствует, то на базу транзистора 18 (фиг. 4) релейного элемента подаетс  отрицательное напр жение, он открыг;, а запускающий транзистор 19 заперт напр жением смещени ,, происходит зар д конденсатора 20, что в последующем обеспечи-i вает сдвиг отпирающего импульса в сторону его от- ; ставашш по сравнению с напр жением фазы С на угог ). Генератор импульсов 5 не работает, тиристор 4 заперт, резистор 3 включен полностью, что усугубл ет пуск двигател  из-за ограничени  тока в конденсаторной фазе. Дл  нормального пуска двигател  до желаемой скорости задатчиком 9 подаетс  положительна  разность напр жений (11, - на базу транзистора 18 релейного элемента, последний закрьшаетс , что обуславливает переключение релейного злемента 8. В результате этого переключени  на базу запуска-: ющего транзистора 19 подаетс  сигнал, компенсирующий напр жение смещени . Таким образом од дейс вием синусоидального напр жени  генератора синусоидальных импульсов 7 запускающий транзистор 19 формирует запускающие импульсы, дифференцируемые конденсатором 21, подаваемые на вход генератора импульсов 5. Одновременно происходит отпирание транзистора 22 и разр д конденсатора 20, что преп тствует быстрому запиранию транзистора 23. Этим и обеспечиваетс  временное изменение угла сдвига импульса генератора импульсов по отнощению к анодному напр жению, снимаемому между фазами двигател . Тиристор 4, открьша сь,шунтирует демпфирующий 1)езистор 3, обеспечива  одаовременно плавное изменение напр жени  (тока) в конденсаторной фазе двигател  от минимального до его максимального значени . Пуск двигател  1, имеющего сопротивление короткого замыкани  Н, , происходит при мак ..„ . симальнои эквивалентной емкости фазосдвигающего элемента Ъ. .обеспечивающей расчетный пусковой момент двигател  (фиг. 3). По мере увеличени  скорости вращени  ротора двигател  возрастает регулирующа  н. с. подмагничивани  магнитного усилител  12 (или же напр жени  на зажимах тахомашины 11), вызыва  его на ыщение. Теперь сигнал на входе релейного элемента 8 U , определ емый разностью Ug.jj - UQ, , уменьшаетс , i По достижс;{ии этой разностью веливдны нечувствительности релейного элементаСи,,- UQj, AU5iO), он опрокидьшаетс , и тиристор 4, закрыва сь, вводит резистор 3 в конденсаторную фазу двигател . Этим обеспечиваетс  перераспределение напр жени  между резистором 3 и конденсат ром 2 и реализуетс  тем самым плавное снижение его уровн  на фазо ,вой обмотке двигател . В таком состо нии схемы дальнейцгай рост скорости двигател  прекращаетс . Снижение же скорости приводит к повышению на 5i5 пр жени  на входе релейного элемента и к отпиранию таристора 4. В дальнейшем это1 процесс повтор етс  и по мере достижени  заданной скорости переходит : в автоколебательный режим. Устанавливаетс  стабишьный режим включени  и отключени  резистора 3, благодар  чему поддерживаетс  необходима  эквивалентна  емкость конденсаторной фазы и заданна  скорость двигател . i С изменением уставки установившейс  скороicTH двигател  ( И „ v ) или нагрузки на еговалу при , -, , . заданной скорости частота включени  шунтирующего 1 тиристора 4 измен етс , IITO приводит к снижению либо повышению эквивалентной емкости фазосдвигающего элемента и тем самым способствует поддержанию уравновешенного режима двигател . Дн  схем фиг. 1 справедливы следующие уравЫени  напр жений и токов:An ASYNCHRONOUS MOTOR element and a parrot resistor of the indicated element, while the control transition of the thyristor is connected to the control unit, to the input of which is fed back slip on the slide. FIG. Figures 1 and 2 show two variants of the proposed mustache (images; Fig. 3 is a vector diagram 1a of an asynchronous motor circuit, built on the first harmonics of voltage and current; Fig. 4 is an control circuit diagram. Asynchronous motor 1 is fed power supply phase, and the third phase of the motor through a phase-shifted capacitor 2 and damping resistor 3 is connected to one of two network terminals depending on the given direction of rotation of the mechanism. The damping resistor 3 is asth or completely determined when p counting the parameters of the phase-shifting device, is shunted by one semiconductor gate (thyristor) 4 controlled, for example, by a semiconductor pulse generator 5. The generator 5 operates in the standby mode, and is started up by node 6 in combination with a sinusoidal voltage source 7. Relay the mode of operation of the system as a whole is provided by a semiconductor relay 8 and an adjustable return coefficient (R,). At the input of the relay element, two signals are compared: the driving voltage (U-) removed from the sensor soon 9, and the feedback voltage (and wasp) taken from potentiometer 10 or takhomashina 11 (Fig. 2). The feedback signal (in Fig. 1), taken out of the output e: a common magnetic amplifier 12, is determined by the system voltage variables: on the phase-shifting capacitance 2, to which the transformer 13 is connected, top 15) and current in the main phase of the engine. A signal, proportional to this current, through l lp, p 16, feed i to the winding P. The control windings 14 and 17 are turned on so that their magnetizing forces are directed oppositely. The bias winding is used to form the desired output characteristic of the magnetic amplifier during circuit tuning. The engine is started as follows. When the phases are connected to the mains supply, the voltage is applied to the third phase via a phase-decoupling capacitor 2. The level of this voltage subsequently changes depending on the slip of the motor. The effect of the signal, which is proportional to this voltage, is especially manifested with a sliding slip, when the stress increases approximately 1.5-2 times. The signal from the current feedback is maximum in the region of large slip, the main phase A flowing the largest current of the motor. Therefore, at the first moment of launch at the input of a magnetic amplifier, an approximate value of us spinning forces takes place. Therefore, magnetically magnify;). 12 is locked, and the signal and its output, i.e., the signal UQ is minimal. This signal. And in the circuit with tachomasch is zero- Ecjm I set-; CRS signal -UBX is absent, then a negative voltage is applied to the base of the transistor 18 (Fig. 4) of the relay element, it is opened; and the starting transistor 19 is blocked by the bias voltage, the capacitor 20 is charged, which subsequently provides the shift of the trigger pulse in the direction of his-; stavashsh compared with the voltage of phase C on the threshold). The pulse generator 5 does not work, the thyristor 4 is locked, the resistor 3 is turned on completely, which aggravates the start of the motor due to the current limiting in the capacitor phase. For a normal start-up of the motor to the desired speed, the generator 9 applies a positive voltage difference (11, to the base of the transistor 18 of the relay element, the latter is closed, which causes the switching of the relay element 8. As a result of this switching to the base of the start-: the turning transistor 19 is given a signal compensating bias voltage. Thus by sensing a sinusoidal voltage of a sinusoidal pulse generator 7, the triggering transistor 19 generates triggering pulses differentiable by a capacitor 21 supplied to the input of the pulse generator 5. At the same time, the transistor 22 is unlocked and the capacitor 20 discharges, which prevents the transistor 23 from closing quickly. This provides a temporary change in the pulse shear angle of the pulse generator relative to the phases of the motor. The thyristor 4, by opening, shunts the damping 1) resistor 3, ensuring at the same time a smooth variation of the voltage (current) in the capacitor phase of the engine from the minimum to its maximum value. Starting engine 1, having a short-circuit resistance H, occurs at the maximum .. ". the most equivalent capacitance of the phase-shifting element b. . Providing the estimated starting torque of the engine (Fig. 3). As the speed of rotation of the rotor increases, the regulating speed increases. with. biasing the magnetic amplifier 12 (or the voltage at the terminals of the tachomachine 11), causing it to increase. Now the signal at the input of the relay element 8 U, determined by the difference Ug.jj - UQ,, decreases, i As soon as you reach; {and this difference tells us the insensitivity of the relay element Ci, - UQj, AU5iO), it overturns, and the thyristor 4 closes , enters the resistor 3 into the capacitor phase of the motor. This ensures the redistribution of the voltage between the resistor 3 and the condensate rum 2, thereby realizing a gradual decrease in its level per phase, the motor winding. In this state of the circuit, the further increase in engine speed is stopped. Reducing the speed leads to an increase of 5i5 yarns at the input of the relay element and to unlocking the taristor 4. Later, this process repeats and, as the set speed is reached, it switches to the auto-oscillatory mode. A stable on and off mode of the resistor 3 is set, thereby maintaining the required capacitance phase capacitance and the set speed of the motor. i With a change in the setpoint of the engine installed soon (AND „v) or its load on, -,,,. At a given speed, the switching frequency of the shunting 1 thyristor 4 is changed, IITO leads to a decrease or increase in the equivalent capacitance of the phase-shifting element and thereby contributes to the maintenance of the balanced mode of the engine. The diagrams of FIG. 1 the following equilibrium voltages and currents are valid:

и,-мthem

,,

А В A b

к. to.

j Решение зтих уравнений относительно токов с учетом их пр мой ( 1 ) и обратной (1 последовательностей и в последующем совместное реше- ние этих токов позвол ет получить зависимость вектора комплексного сопротивлени  фазосдвигающего элемента:j The solution of these equations with respect to the currents, taking into account their direct (1) and reverse (1 sequences and subsequently joint solution of these currents, allows to obtain the dependence of the vector of the complex phase-shifting element:

1one

),),

КTO

1;one;

L тLt

1818

1„ one"

Выбранное сопротивление рассчитываетс  на эквивалентный фазовый ток двигател . The selected resistance is calculated on the equivalent phase current of the motor.

Средн   скорость на участке включенного и отключенного состо шш электродвитател  определ етс  следующим образом:The average speed on the section of the on and off state of the cell electromotor is determined as follows:

16sixteen

.,(JU,tt)Jdt,., (JU, tt) Jdt,

t,t,

I Демпфирующее сопротивление подбираетс  по ию работы двигател  на рабочей скорости; V2r Xj.CaS - 1 е ср- 1 i.P , p - модуль полного сопротивлени  дви1 ател  дл  рабочего скольжени , S S;p-, угол сдвига между током и напр жетдаем при рабочем скольжении.v Таким образом о известной пусковой емкости бходимой эквивалентной рабочей емкости фазогающего устройства определ етс  демпфирую- ; опротивление R р . Его величина беретс  занной , с учетом частоты включени  K VF.. 1 р- -«зр; - частота включений шунтирующего тиристора ,I The damping resistance is adjusted to the engine at operating speed; V2r Xj.CaS - 1 e fr - 1 iP, p is the module of the motor impedance for the working slip, SS; p-, the shear angle between the current and the voltage at the working slip .v Thus, about the known starting capacity of the available equivalent working capacity Phasic device is determined by damping; resistance R p. Its value is taken into account, taking into account the switching frequency K VF .. 1 p - - «sp; - frequency of shunt thyristor inclusions,

где Where

комплекс полного сопротивлени  двигател  пр мой последовательности при данном скольжении; the engine impedance complex of a straight sequence at a given slip;

i JT поворотный вектор. i JT turning vector.

Графическа  интерпретащч  комплексного коэффициента при векторе Ъ проиллюстрирована на фиг. 3 в третьем квадранте, а комплексное сопротивление - в четвертом. Из векторной диаграммы фиг. 3 следует, что автоматическое регулирование эквивалентной емкости сопр жено с одновреме1шой компенсацией потребной реактивно мощности дл  уп )авл емого в рассматриваемой схеме асинхронного : 1Йвигател .The graphic interpretation of the complex coefficient for the vector b is illustrated in FIG. 3 in the third quadrant, and the impedance in the fourth. From the vector diagram of FIG. 3 it follows that the automatic regulation of the equivalent capacitance is coupled with the simultaneous compensation of the required reactive power for the cpc asynchronous in the scheme under consideration: 1 Engine.

Расчет фазосдаигающего элемента ведетс  по двум услови м: пусковому и рабочему.The calculation of the phase-dropping element is carried out on two conditions: starting and working.

Выбор фазосдвигающей емкости по услови м ; пуска производитс  так:,The choice of phase-shifting capacity according to the conditions; start is as follows:

))

. Ъ .. B.

полный импеданс фазосдаигающего элезк мента при пуске двигател ;the full impedance of the phase-shifting element during the engine start;

-модуль полного сопротивлени  двигател  - engine impedance module

сх при S - 1;sk at S - 1;

Ч .H

-угол сдвига между током и напр жением angle of shear between current and voltage

СИ, двигател .SI, engine.

где соответсше пга врем  включени  и Отключени  П1унтируюп1его сопротивлени  тирисюр; lnipU uUjCO- изменение скорости при разбеге и замедлении двигател ; where is the corresponding time of switching on and disconnecting of the resistance of thyristors; lnipU uUjCO - change of speed during start-up and deceleration of the engine;

uUj - (л - значение скоростей, при которых про исходит отпирание и запирание тиристора.uUj - (l - the value of the speeds at which the thyristor is unlocked and locked.

воспользоватьс  уравнением нвижйни  пр use the equation

вода дл  участка разбега runway water

,,,., . dour М-М Jи дл  участка замедлени  ,,,.,. dour MM to Ji for the retardation section

dujs «i-M, Jdujs "i-M, J

с - dt c - dt

где М ,М - электромагнитный момент двигател  iи момент сопротивлени  механизма.where M, M is the electromagnetic moment of the engine i and the moment of resistance of the mechanism.

беbe

:М«М,: M "M,

соответственно номинальное иапр ж ние двигател  и его составл ющие пр мой и обойти последовате).оности, то средн   скорость с достато ной дл  практики точностью будет:  Respectively, the nominal power supply of the engine and its components are direct and bypass the sequence), then the average speed with sufficient accuracy for practice will be:

Uj I 12 Ш -Uj I 12 W -

t. г t. t. g t.

шsh

Г - G -

-«-t.- “- t.

а  йИкость механическсй характеристики АМд-у аи., х где у - коэффициент св ш по скорости; „JT and the accuracy of the mechanical characteristics of AMD-y ai., x where y is the coefficient of speed; „JT

где и - фазное напр жение двигател  при it О j в относительных единицах;i Iwhere and is the phase voltage of the engine when it is about O j in relative units; i I

Ъ - момент инерции систеьол электропривода;;B is the moment of inertia of the systeriol electric drive ;;

Мц граничный момент двигател , развиваемйв в естественной/схеме включени  и номинальном шпр жении питани .Mts is the motor boundary moment developed in the natural / switching circuit and nominal power feed rate.

Анализ полученных основных соотношений показывает , что повышение установившейс  скорости до скорости, близкой к скорости холостого хода двигател , или разгрузка двигател  по моменту на заданной скорости приводит к снижению частоты включени  демпфирующего резистора, что то же самое, к уменьшению эквивалентного емкостного сопротивлени  фазосцвигающего элемента. При обратном изменении зтих переменных частота увеличи-, ваетс , значит растет эквивалентное емкостное conpo-j тивлелие контурадвтоматически приспосаблива  та- jThe analysis of the obtained basic relations shows that increasing the steady-state speed to a speed close to the engine idling speed, or unloading the engine at a given speed at a given speed leads to a decrease in the switching frequency of the damping resistor, which is the same to a decrease in the equivalent capacitance of the phase-shifting element. With the reverse change of these variables, the frequency increases, it means that the equivalent capacitive conpo-j volume increases and the circuit automatically adjusts itself.

8 : eight :

520683 К,, - коэффициент неравномерности скороеКИМ образом двигатель к режиму, близкому к уразновешенному .520683 К ,, - non-uniformity coefficient in a fast way the engine to the mode close to the balanced one.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройсгво дл  управлени  трехфазным асинхронным электродвигателем, подключенным к однофазной сей, содержащее активно-емкостный элемент в свободной фазе двигател  и тиристор, о т л ичающеес  тем, что, с целью обеспечени  симметричного режима работы электродвигател  от его скольжени , тиристор включен последовательно с фазосдвигающим конденсатором aKTHBHo-eMKOcTHoiY элемента и параллельно резистору указанного элемента , при этом управл ющий переход тиристора соединен с блоком управлени , на вход которого #1одан сигнал обратной св зи по скольжению. 1ч-К 1-к с отрицательной обратной i(MH-MC)C -ui-ji---rj- sf MjjMgT(.)Ll-0,2L5Ci-U)..Mg Частота автоколебаний будет зависеть от посто нной времени релейно-фазового блока управлени  j 0. устройства.- Т:IA device for controlling a three-phase asynchronous electric motor connected to a single-phase one, containing an active-capacitive element in the free phase of the motor and a thyristor, is because the thyristor is connected in series with the phase-shifting capacitor aTHTH to ensure a balanced operation of the electric motor against its sliding. -eMKOcTHoiY element and parallel to the resistor of the specified element, wherein the control transition of the thyristor is connected to the control unit, to the input of which # 1 is given a feedback signal on splitting zheniyu. 1h-K 1-k with negative feedback i (MH-MC) C -ui-ji --- rj-sf MjjMgT (.) Ll-0,2L5Ci-U) .. Mg Frequency of self-oscillations will depend on a constant time relay -phase control unit j 0. device.- T: I А f jfA f jf иЧti //г// g UaUa хx %% . .
SU1940097A 1973-07-06 1973-07-06 Device for controlling three-phase asynchronous electric motor SU520683A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1940097A SU520683A1 (en) 1973-07-06 1973-07-06 Device for controlling three-phase asynchronous electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1940097A SU520683A1 (en) 1973-07-06 1973-07-06 Device for controlling three-phase asynchronous electric motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU520683A1 true SU520683A1 (en) 1976-07-05

Family

ID=20558838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1940097A SU520683A1 (en) 1973-07-06 1973-07-06 Device for controlling three-phase asynchronous electric motor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU520683A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4227138A (en) Reversible variable frequency oscillator for smooth reversing of AC motor drives
US3344328A (en) Direct current motor plugging circuit
US4039913A (en) Universal electric motor speed control
JPS5943919B2 (en) Power factor control device for AC induction motor
US3457486A (en) Speed-controlling device for d-c motors
SU520683A1 (en) Device for controlling three-phase asynchronous electric motor
US5489833A (en) Three-phase electronic inverter for variable speed motor
US4506200A (en) Method and apparatus for operating a d.c. motor
US3835357A (en) Method and apparatus for speed regulation of alternating current motors
SU828353A1 (en) Ac electric drive
SU1432712A1 (en) Device for controlling a.c. electric drive
JPH06153566A (en) Speed control device for three-phase induction motor
SU450300A2 (en) Dc motor control method
SU782120A1 (en) Automatic excitation regulator for synchronous machines
RU2032264C1 (en) Direct-current drive
SU1746507A1 (en) Device for induction motor frequency control
SU723747A1 (en) Device for regulating dc motor speed
SU879723A1 (en) Method and device for control of thyristorized electric drive
RU2014720C1 (en) Method of starting and self-starting of synchronous motor
SU1073851A1 (en) Two-zone thyratron motor
SU502469A1 (en) Device for controlling the speed of an asynchronous motor with a phase rotor
SU1601723A1 (en) Reversible electric drive
SU1131004A1 (en) Device for adjusting d.c.motor
SU598206A1 (en) Arrangement for pulsed regulation of three-phase induction motor speed
SU1758823A1 (en) Induction motor speed regulator