SU687553A1 - Устройство дл управлени электродвигателем переменного тока - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к устройствам дл  управлени  электродвигател ми переменного тока двойного питани .

Известны устройства дл  регулировани  скорости двигател  переменного тока двойного питани , содержащие преобразователь частоты, блок управлени  преобразователем, синхронный тахогенератор, трансформатор, регул тор, выключатель 1.

Регулирование скорости двигател  такими устройствами осуществл ето  путем изменени  амплитуды и частоты на выходе преобразовател  частоты, посто нно включенного в цепь ротора двигател .

В таких устройствах мощность преобразовател  частоты и питающего трансформатора составл ет 33-50% мощности двигател , а диапазон регулировани  частоты ±50% от частоты питающей сети. Это резко удорожает двигатель, затрудн ет использование простых схем преобразователей частоты с непосредственной св зью и преп тствует щирокому промыщленному внедрению упом нутых двигателей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл 

управлени  электродвигателем переменного тока, содержащее источник питани , преобразователь частоты и блок управлени  преобразователем в цепи питани  ротора двигател , выключатель в цепи питани  статора двигател  и двухканальный регул тор, выходы каналов которого соединены со.входами блока управлени  преобразователем частоты 2. ГТервый канал управлени  осуществл ет управление двигателем при пуске, а второй - в поминальных режимах работы двигател . Первый канал управлени  в известном устройстве выполнен на трехфазном генераторе частоты, преобразующем сигнал управлени  в напр жение, уровень и частота которого пропорциональны сигналу управлени .

Недостатком данного устройства, обусловленным выполнением первого канала управлени ,  вл етс  повыщенна  установочна  мощность функциональных узлов 20 в цепи питани  ротора двигател . Мощность преобразовател  частоты и силового трансформатора здесь не зависит от диапазона регулировани , что делает известное устройство неэкономичным дл  применени  li электроприводах с узким диапазоном регулировани  скорости двигател . Цель изобретени  - снизить установочную мощность в цепи питани  ротора двигател . Это достигаетс  тем, что в устройстве дл  управлени  электродвигателем переменного тока, содержащем источник питани , преобразователь частоты и блок управлени  преобразователем частоты в цепи питани  ротора двигател , выключатель в цепи питани  статора двигател  и двухканальный регул тор , выходы каналов которого соединены с входами блока управлени  преобразователем частоты, первый канал регул тора выполнен на программном и фазосдвигающем устройствах, входы которых подключены к ротору двигател , выход программного устройства - ко второму входу фазосдвигающего устройства, один выход которого соединен с входом второго канала регул тора а другой выход фазосдвигающего устройства соединен с выходом первого канала регул тора. На фиг. 1 показана структурна  принципиальна  схема устройства дл  управлени  электродвигателем переменного тока; на фиг. 2 - временна  диаграмма его работы . Устройство содержит электродвигатель 1, подключаемый при помощи выключател  2 к сети переменного тока. К ротору двигател  I посто нно подключен преобразователь 3 частоты, питание которого осуществл етс  от источника 4 питани , а управление - через блок 5 управлени  преобразователем. На входы блока 5 управлени  подключены выходы двухканального регул тора 6,  в .| ющиес  выходами первого 7 и второго 8 каналов регул тора. Канал 7 регул тора 6 выполнен на проipaMMHOM устройстве 9 и фазосдвигающем устройстве 10, входы которых подключены к ротору, но могут также подключатьс  и к статору двигател  1. Выход программного устройства 9 соединен со вторым входом фазосд,вигающего устройства 10, которое выполнено на формирователе 11 сигнала, пропорционального ЭДС ротора двигател , генератор 12 пилообразного напр жени  и нуль-индикаторе 13, соединенных последовательно . Выход программного устройства 9 соединен с первым входом нуль-индикатора 13, первый выход которого соединен со входом второго канала регул тора, а второй  вл етс  выходом первого канала регул тора . Устройство дл  управлени  электродвигателем переменного тока работает следующим образом. При пуске статор двигател  1 при помощи выключател  2 подсоедин етс  к сети. В роторе двигател  1 при этом наводитс  ЭДС, амплитуда и частота которой завис т от скольжени . Нреобразователь 3 частоты представл ет собой по отнощению к наводимой ЭДС в фазах ротора ключи переменного тока, работающие в режиме зависимого инвертора . При этом величина тока в роторе может регулироватьс  по первой гармонической моментом включени  преобразовател  3 по отнощению к ЭДС ротора. При включении преобразовател  3 с углом dt., отсчитываемым от момента перехода фазной ЭДС ротора двигател  через нуль и равным «р, где (f arctg-g - (Rp и Lj.- активное и индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора, S - скольжение, 0 - углова  частота сети), в токах статора и ротора отсутствуют апериодические составл ющие . Данный режим (дл  одной фазы ротора) показан на фиг. 2, где - наводима  в фазах ротора ЭДС, Игр - угол включени  преобразовател  по отношению к Un4 ирф - напр жение фазы ротора двигател  1, равное напр жению преобразовател  3; iptf) - ток фазы ротора двигател . При изменени х угла включени  преобразовател  3 в пределах  - л-:|5 ф можно измен ть ток фазы ротора двигател  от максимального значени  до нул . Тиристоры преобразовател  3 работают при пуске в режиме инвертировани  наведенной ЭДС. Угол включени  преобразовател  3 по отнощению к наведенной ЭДС формируетс  блоком 5 управлени  по сигналу канала 7 регул тора 6. В начальный момент пуска значение угла ф задаетс  программным устройством 9. В дальнейше.м программное устройство 9 корректирует значение угла включени  преобразовател  в зависимости от теплового состо ни  структуры вентилей преобразовател  3, которое оцениваетс  пр мым или косвенным методом тем же устройством 9. В результате програм.мное устройство 9 выдает сигнал в нуль- индикатор 13 фазосдвигающего устройства 10. На второй вход нуль-индикатора приходит сигнал с ротора двигател  1, преобразованный формирователем 11 сигнала и генератором пилообразного напр жени  12. При совпадении сигналов в нуль-индикаторе 13 на выходе последнего по вл етс  сигнал, который поступает в блок 5 управлени  преобразователем. В процессе пуска угол ntfi включени  преобразовател  3 по отношению к наведенной в роторе ЭДС может корректироватьс  и по другим параметрам, например, по току статора за счет возможной св зи формировател  11 и статора двигател  1, а также по сигналам внешней св зи (управление). Однако во всех случа х угол a.if и соответственно ток в роторе и через преобразователь не должен превышать значений, при которых перегрев структуры вентилей превышает допустимый,определ емый в каждом данном конкретном случае программным устройством 9.

В процессе разгона двигател  1 по достижении им скорости, соответствующей границе рабочего диапазона регулировани , происходит отключение канала 7 и подключение канала 8 регул тора. Это переключение происходит по сигналу канала 7 или внешних св зей управлени  и отрабатываетс  регул тором 6.

Выполнение первого канала регул тора в виде программного и фазосдвигающего устройств позвол ет решить противоречивые вопросы, возникающие при пуске двигател  с ограниченным диапазоном регулировани  скорости. Это, с одной стороны, удовлетворение требований рабочего механизма (преодоление момента сопротивлени , запуск механизма за заданное врем  и с заданным ускорением), а с другой стороны - создание таких режимов преобразовател  частоты, при которых перегрев структуры силовых полупроводниковых приборов не превышает допустимого значени .

Claims (2)

1.Ботвинник М. М. II др. Управл ема 

0 машина переменного тока. М., Наука, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 411597, кл. Н 02 Р 7/46, 1969.

ирч и РФ Фиг.2