Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя

Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним зажимам соответственно первого и второго замыкающих контактов перв.ого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам питающей сети, отличаю в{еес я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены второй контактор с тремя замыкающими кон актами , три трансформатора тока с первичной и двумя вторт1чными обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первьй контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами, каждый из которых включен между управляющими электродами тиристоров соответствукзщей группы, одна точка соединения анода и катода тиристоров третьей группы снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя , нулевая точка обмотки которого через первый замыкаю1ций кон (Л такт второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей ел сети, другие зажимы второго и третьесо го замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к 4 одним зажимам первого и .второго за00 мыканяцих контактов первого гсонтактора , вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляюишм переходам тиристоров, которые включены в смежньге фазныо обмотки электродвигателя , выход блока запуска подключен к управляющ1гм электродам тиристоров третьей группы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1159143

4(511 Н 02 P 5 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3679172/24-07 (22) 26.12.83 (46) 30.05.85. Бюл. К 20 (72) В..Н.Королев (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт подъемно-транспортного машиностроения (53) 621.3 16 925(088.8) (56) 1. Андреев В.П.,Сабинин Ю.А.

Основы электропривода. И,-Л., ГЭИ, 1963, с. 605, рис. 7-87.

2. Петров Л.П. и др. Асинхройный электропривод с тиристорными .коммутаторами. И., "Энергия", 1970, с. 57, рис. 29. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ,. ТРЕХФАЗНОГО

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее три группы встречно- параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним за. жимам соответственно первого и второго замыкакнцнх контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам питающей сети, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены. второй контактор с тремя замыкающими кон актами, три трансформатора тока с первичной и двумя вторичнымн обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первый контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами, каждый нз которых включен между управляющими электродами тиристоров соответствукйцей группы, одна точка соединения анода н катода тиристоров третьей группы снабжена выгодом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя, нулевая точка обмотки которого через первый замыкающий контакт второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к одним зажймам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляющим переходам тиристоров, которые включены в смежные фазны ъ обмотки электродвигателя, выход блока запуска подключен к управляющим электролам тиристоров третьей группы.

1159143 г

Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано в регулируемых асинхронных электро-. приводах с фазовым регулированием питающего напряжения. 5

Известно устройство для регулирования частоты вращения трехфазного .асинхронного электродвигателя, содержащее дроссель насыщения, силовые обмотки которого включены между 10 питающей сетью и выводами обмотки асинхронного электродвигателя, а обмотка подмагничивания дросселя насыщения подключена к выходу магнитного усилителя f1) .

Недостатками известного устройст.ва являются большие габариты и масса оборудования, а также низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащее три группы 25 встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп подключены к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выводами для подключения к первому и второму фазным проводам

35 питающей сети. Частота вращения синхронного электродвигателя регулируется путем изменения угла управления тиристорами j.2 .

Недостатком известного устройст- 40 ва является наличие сложной схемы управления, включающей блоки форми-. рования и усиления управляющих импульсов, а также блок синхронизации.

Цель изобретения — упрощенйе 45 устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержа- 50 щее три группы встречно-параллельно включенных тиристоров, первый контактор с двумя замыкающими контактами, одни точки соединения анода и катода тиристоров первой и второй групп 55 подключены к одним зажимам соответственно первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых снабжены выво- . дами для подключения к первому и второму фазным проводам питающей сети, введены второй контактор с тремя замыкающими контактами, три трансформатора тока с первичной и двумя вторичными обмотками каждый, блок запуска, шесть диодов, а первый контактор снабжен тремя замьп<ающими блок-контактами, каждый из которых включен между управляющими электроi дами тиристоров соответствующей группы, одна точка соединения анода и катода тиристоров третьей группы снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу питающей сети, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров трех групп через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам соответствующих фазных обмоток синхронного электродвигателя, нулевая точка обмотки которого через первый замыкающий контакт второго контактора подключена к выводу. для подключения нулевого провода питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора объединены и снабжены выводом для подключения к третьему фазяому проводу питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов второго контактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов первого контактора, вторичные обмотки каждого трансформатора тока через соответствующие диоды подключены к управляющим переходам тиристоров, которые включены в смежные фазные обмотки электродвигателя, выход блока запуска подключен к управляющим электродам тиристоров третьей группы. ! .

На фиг. 1 представлена электрическая принципиальная .схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.

Устройство содержит три группы

1, 2 и 3 встречно-параллельно включенных тиристоров 4, первый контактор с двумя замыкающими контактами 5 и б, одни точки соединения катода и анода тиригторов 4, первой и второй групп 1 и 2 подключены к одним зажимам соответственно первого и второго. замыкающих контактов первого контактора, вторые зажимы которых

1159143

На. Фиг. 2 приведены временные диаграммы токов и напряжений, где

25 — диаграмма напряжения в фазном проводе 18 питающей сети; 26 и 27— токи управления тиристоров 4 третьей . группы 3, 28 и 29 †. токи управления тиристоров первой группы l, 30 и 3 1 — токи управления тиристоров второй группы2, 32, 33 и 34 -токи вфаэных обмотках электродвигателя 22. с набже ны выводами для подключения к первому и второму фазным проводам

7 и 8 питающей сети, второй контактор с тремя замыкающими контактами

9, 10 и 11, три трансформатора тока с первичной 12 и двумя вторичными

13 и 14 обмотками каждый, блок 15 запуска, шесть диодов 16, при этом первый контактор снабжен тремя замыкающими блок-контактами 17, каждый из которых включен между управляющими электродами тиристоров 4 соответствующей группы 1, 2 и 3, одна точка соединения анода и катода тиристоров 4 третьей группы 3 снабжена выводом для подключения к третьему фазному проводу 18 питающей сети, другие точки соединения . анодов и катодов тиристоров трех групп 1, 2 и 3 через первичные обмотки 12 соответствующих трансформаторов тока подключены к выводам

19, 20 и 21 соответствующих фазных обмоток асинхронного электродвигателя 22, нулевая точка 23 обмотки которого через первый замыкающий контакт 9 второго контактора подключена к выводу для подключения нулевого провода 24 питающей сети, одни зажимы второго и третьего замыкающих контактов 10 и 11 второго контактора объединены и снабжены выводом.для подключения к третьему фазному проводу. 18 питающей сети, другие зажимы второго и третьего замыкающих контактов 10 и 11 второго контактора подключены соответственно к одним зажимам первого и второго замыкающих контактов 5 и 6 первого контактора, вторичные обмотки

13 и 14 каждого трансформатора тока через соответствующие диоды 16 подключены к управляющим переходам ти" ристоров 4, которые включены в смежные фазные .обмотки электродвигателя, выход блока t5 запуска подключен к управляющим электродам тиристоров 4 третьей группы 3.

Устройство работает следующим образом.

При работе электродвигателя 22 на основной механической характерис5 тике замыкающие контакты 5 и 6 и блок-контакты 17 первого контактора замкнуты, а замьп ающие контакты 9, 10 и 11 второго контактора разомкнуты и управляющие электроды в каждой

jQ .из тиристорных групп 1, 2 и 3 соеди1 иены между собой замыкающими блокконтактами 17 первого контактора.

Тиристоры 4 работают в режиме неуправляемых вентилей, а электродвига.тель 22 работает с основной синхронной частотой вращения, определяемой частотой напряжения питающей сети и числом пар полюсов электродвигателя 22.

Для работы электродвигателя 22 с пониженной синхронной частотой вращения, равной 1/3 основной, первый. контактор отключают, второй контактор включают и после импульсного срабатывания блока 15 запуска один из тиристоров 4 третьей группы 3 открывается;

При этом в начальный момент времени в тиристорной группе 3 открывается тиристор 4, присоединенный катодом к первичной обмотке 12 трансформатора тока. Через указанные элементы и фазу 19 обмотки электродвигателя 22 проходит положительная полу35 волна тока 26 (фиг.. 2), обусловленная положительной полуволной линейного напряжения 25. Проходя по первичной обмотке 12 трансформатора тока от ее начала к концу, указанный ток

40 наводит во вторичных обмотках 13 и

14 ток, направленный во внешней цепи от начала обмоток 13 и 14 к концу.

Наличие диодов 16 во вторичных обмотках 13 и 14 трансформаторов тока

45 приводит к тому, что вторичный -.îê данного направления протекает только по одной из вторичных обмоток, при- соединенной к управляющему электроду анодного тиристора 4. Однако не50 смотря на протекание отпирающего

I тока 30 по управляющему электроду анодного тиристора 4 последний до .момента времени 35, пока линейное напряжение 25 остается положительным, 55 открыться не. может и поэтому до этого момента ток 32 проводит только катодный тиристор 4 группы 3. Индуктивность статорных обмоток двигате1159143 ля 22 затягивает выключение катодного тиристора 4 группы 3 в область отрицательных линейных напряжений 25, обеспечивая существование отпирающего тока 30 управляющего электрода анодного. тиристора 4 в начальной части отрицательной полуволны линейного напряжения 25 (интервал времени

35-36).

Поэтому с начала открывания анодного тиристора 4 (момент времени

35), когда линейное напряжение 25, переходя через О, становится отрицательным, до момента времени 36, когца ток 32 катодного тнристора 4 группы 3 уменьшается до нуля и последний закрывается, работают оба указанных тиристора 4 и ток протекает по двум фазам 19 и 2i обмотки электродвигателя 22. В момент времени 36 заканчивается переход тока ив фазы

8 (32) в фазу 18 (34) статорной обмотки и тем самым завершается формирование положительной полуволны тока в фазе 21 статорной обмотки электродвигателя 22. С этого момента ток протекает только по фазе 18 статора через анодный тиристор 4 группы

2 и первичную обмотку 12 третьего трансформатора тока, Проходя от конца к началу первичной обмотки 12 третьего трансформатора тока, ток

34 наводит. во вторичнык обмотках

13 и 14 ток, направленный во внешней цепи от конца к началу вторичной обмотки 13. Диоды 16 позволяют протекать указанному току 29 только по одной из вторичных обмоток 13 или

14, присоединенной к управляющему электроду катодного тиристора 4 группы 3. Аналогичным образом в момент времени 37 включается катодный тиристор 4 группы 1. В интервале

; времени 37-38 ток протекает по двум фазам 20,и 21 статорной обмотки через катодный тиристор 4 группы 1 (33) и анодный тирнстор 4 (34). В момент

S времени 38 анодный тиристор 4 закрывается и на этом заканчивается формирование отрицательной полуволны тока фазы 21 статорной обмоткИ электродвигателя 22 через тиристор ную группу 1. Аналогично в интерва/ ле времени 37-40 формируется положительная полуволна тока в фазе 20 статорной обмотки н в интервале 4042 — отрицательная полуволна в фазе

15 19. На этом заканчивается формирование первого периода тока в фазе

+ 19 статорной обмотки, частота основ- ной гармоники которогб составляет

1/3 частоты напряжения сети. Подоб20 ным образом формируются первые и последующие периоды статорных токов в фазах 20 (33) и 21 (34) электродвигателя 22, сдвинутые друг относительно друга на 120 эл. град.

25 При этом по фазам статора электродвигателя 22 протекает симметричный трехфазный ток, частота основной гармоники которого. составляет 1/3 частоты напряжения .сети. Это позволяет

5р снизить синхронную частоту вращения электродвигателя 22 в три раза.

Соответственно уменьшается мощность потерь скольжения при той же нагрузке.. уаким образом, благодаря введениЮ трансформаторов тока с двумя вторичными обмотками и второго контакто ра в устройстве реализуется режим автоКоммутации тиристоров, что позволяет отказаться от сложных схем

I усиления и формирования управляющих импульсов.

1159143

Щиг.7

11.5"9143

Составитель В.Алешечкин

Редактор И.Рыбченко Техред M.Пароиай Корректор С.Шекмар

Заказ 3606/SS Тираж 646 Подпис иое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ЛПП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4