Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором

Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„ Ж „„1757072А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

: Ф °

ГОСУДАРСТВЕНЙЪ|И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTÈßM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 ." (51)5 Н 02 Р 1/32

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О f

1 - :,: :: : -; :-::: -:-." -" 2

\ (21):4887983/07:...:,,: . - : :: йзмениться в широких пределах, Сущность (46) 23.08,92. Бюл, ¹. 31 . "" .; : :: †".:-;-. иое запоминающее устройство 12 и порого(71) Московский энергетический инстйтут:::::." .,: вне элементы 13 — 16, которые в зависимости .(72) В.В.Шевченко, О.А.Бурунин, А.А.Катков " . oi нагрузки обеспечивают включение по схеи Е;С,Московская .::, .:., ".. :.; .::... ...:::,;::" :мам звезда; треугольникстаторной обмотки; (56) Авторское свидетельство СССР:,::.: -, :: :3 электродвигателя и включение по схемам

Авторское свидетельство СССР ..:.;-:::,,:,.:- ::-:::;.—.;::":резисторов в роторной цепи или их"шунти-

N. 1099367, кл. Н 02 Р 1/32, 1982; - ::.: . рование. В результате:электродвигатель во

", всем диапазоне нагрузки работает с наи(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ:УПРАВЛЕНИЯ :: высшими энергетйческими показателями. АСИНХРОННЫМ -ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ:, Формирователь 11 пусковых характери; С ФАЗНЬ1М РОТОРОМ - .: . ::,:-:::::;:.,:, :-" :, .::стик, регистр сдвига 10 и одновйбратор 8 ,(57) Использование : для "управления- :трех-,-:;: обеспечивают пятиступенчатый иск электфазным асинхронным электродвигателем с "., "родвига фазным ротором, нагрузка которых может -", Электропривода, 4 ил.,: 1 табл;

".. Я ф

«j

1757072

20 фициентами.: -

45

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления трехфазными..асинхронными электродвигателями с фазным ротором, нагрузка которых может изменяться в широких пределах.

Известно устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее коммутаторы включения Статорной обмотки электродвигателя звездой и треугольником, задатчик контралируемога параметра, датчик напряжения питающей сети, нелинейный функ„ианальный преоб-. разователь, элемент сравнеййя, пороговый элемент, три элемента ИЛИ, три элемента

И, два элемента И-НЕ, два элемента ЗАПРЕТ, три элемента задержки, одновибра - тор, блок выбора режима работы.

НЕдостаткамй устройства являются-orpavvies ve функциональные возможности, невысокие энергетические показатели, сложность и неконкретность схемы построения, Известно устройство для rieреключения фаз статорной обмотки асинхрбнного электродвигателя по схеметреугольник йа схему звезда, содержащее йзмерйтель активной мощности, пороговый элемент, адновибратор, элемент ИЛИ вЂ” НЕ, управляемый переключатель, Недостатками известного устройства являются невысокая надежность, обуслов ленная приходом сигнала на переключение двигателя по схеме треугольйик па обоим входам трйггера, что вызывает сбои в работе схемы, пуском двитателя "па схеме треугольник, чта вызывает большие пусковые

: токи; невысокие энергетические показатели в случаях изменения нагрузки в широких пределах;

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей.

В устройство для управления асинхроннйм электродвигателем с фазным ротором, содержащее измеритель активной мощности; коммутатор звезда и,треугольник статорной обмотки, адновибратор, три элемента ИЛИ, первый пороговый элемент, введены три пороговых элемента, четвертый элемент ИЛИ; четыре формирователя импульсов управления, элемент ЗАПРЕТ, ключ управления. праграммируемоЕ запоминающее. устройство, регистр сдвига, коммутатор звезда и треугольник такаограничивающих резисторов в ратарнай цепи. формирователь пусковых характеристик, причем выход измерителя активной мощности соединен с прямым входом элемента

ЗАПРЕТ, инверсный вход которого соединен с выходом однавибратора, одним вхадом программируемого запоминающего устройства и входом "Сброс" регистра сдвига, вход одновибратара соединен с выходом ключа управления, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с входами соответствующих элементов ИЛИ, другие входы которых соединены с соответствующими выходами регистра сдвига, выходы элементов ИЛИ соединены с другими входами праграммируемого запоминающего устройства, выходы которого через формирователи импульсов управления соединены с соответствующими входами коммутаторов звезда и треугольник статорной обмотки и токааграничивающих резисторов в роторнай цепи электродвигателя, выход формирователя пусковых характеристик соединен с тактовым входом регистра сдвига.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в повышении энергетических показателей электропривада за счет работы электродвигателя при изменении нагрузки на характеристике с наиболее айсокими" эйергетическими коэф- .

На фиг.1 представлена функциональная схема электрапривода; на фиг.2 — схемы замещения электродвигателя на различных ступенях работы;. на фиг.3 — энергетические характеристики электрапривада; на фиг.4— пусковые характеристики.

Устройство (фиг.1) для управления асинхронным электродвигателем с фазным роторам 1, содержит коммутатор 2 звезда и треугольник статорной обмотки 3 электродвигателя, коммутатор 4 звезда и треугальни к токоограничивающих резисторов 5 в его роторной цепи, измеритель 6 активной мощности, элемент ЗАПРЕТ 7, однавибратор 8, ключ 9 управления, регистр 10 сдвига, фармирователь 11 пусковых характеристик; программируемое запоминающее устрайстso (ПЗ7) 12, йороговые элементы 13- 16, элементы ИЛИ 17-20, формирователи 2124, импульсов управления. Выход измерителя 6 активной мощности соединен с прямым входам элемента ЗАПРЕТ 7, инверсный вход которого соедийен с выходом одновибратара 8, одним входом ПЭУ 12 и входом

"Сброс" регистра 1, сдвига

Вход одновибратора 8 соединен с выходом ключа 9 управления. В"ыходы ПЗУ 12 через формирователи 21-24 импульсов управления соединены с соответствующими входами коммутаторов 2 и 4 звезда и треугольник статорнай обмотки 3 и токоограничивающих резисторов 5 в роторнай цепи электродвигателя. Выход элемента ЗАПРЕТ

7 соединен с входами пороговых элементов

13-16, выходы которых соединены с одними

1757072

20

40

50 входами элементов ИЛИ 17-20, другие входы которых соединены с соответствующими выходами регистра сдвига 10. Выходы элементов ИЛИ соединены с другими входами

ПЭУ 12.

Выход формирователя 11 пусковых характеристик соединен с тактовым входом регистра 10 сдвига и содержит формирователь 25 тактовых импульсов и датчик 26функции пуска (времени, тока, момента, скольжения), Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ управления 9 разомкнут, на входе одновибратора

8 удерживается сигнал "Лаг.О", который поступает на инверсный вход "Сброс" регистра 10 сдвига, на его выходе устанавливаются сигналы "Лог.О", такие же сигналы

"Лог.О" устанавливаются на выходе ПЗУ 12, коммутаторы 2 и 4 звезда и трефЫЪййк выключены, двигатель обесточен, на выходе измерителя активной мощности сигнал

"Лог.О".

В таблице показано соответствие цифровых кодов вход/выход ПЗУ и схем заме. щения электродвигателя.

При замыкании ключа 9 управления на выходе одновибрэтара 8 формируется сигнал "Лог.О", длительностью больше. длительности пуска электродвигателя. Этот сигнал "Лог.1" поступает на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 7, запрещая на время пуска прохождение сигнала с измерителя 6 активной мощности на пороговые элементы . 13 — 16. Одновременно сигнал "Лог.1" поступает на нижний (по схеме) вход ПЗУ 12 и инверсный вход "Сброс" регистра 10 сдвига, разрешая его работу, при этом на входах

ПЗУ 12 устанавливается код 00001 (таблица), которому на выходах соответствует код

0101.

Сигналы "Лог.1" на выходах ПЗУ 12 запускают формирователи 22 и 24 импульсов управления, которые обеспечивают включение обоих коммутаторов 2 и 4 звезда. В результате включаются по схеме звезда статорная обмотка 3 электродвигателя и токоограничивающие резисторы 5 (фиг.2а), Двигатель запускается по характеристике а (фиг.4).

Пусть датчик 26 функции пуска контролирует ток в статорной цепи электродвигателя. Тогда в процессе разгона электродвигателя и ри достижении:заданной токовой уставки на выходе формирователя 25 тактовых импульсов появляется импульс, который поступает на тактовый вход регистра 10 сдвига. Под действием тактового импульса на верхнем (по схеме) регистре сдвига появляется сигнал "Лаг.1". который поступает через элемент ИЛИ 17 нэ верхний (по схеме) вход ПЗУ 12. Нагому коду 100001 на входе ПЗУ 12 соответствует код 0110 на его выходе (таблица). Сигналы

"Лаг,1" на выходах ПЗУ 12 запускают формирователи 22 и 23 импульсов управления, которые обеспечивают включение коммутатора 2 звезда и 4 треугольник.

В аезультате остается включенной па схеме звезда статорная обмотка 3 электродвигателя, а токоограничивающие резисторы 5 включаются по схеме треугольник (фиг.26) и пуск двигателя продолжается па характеристике б (фиг.4). Далее процесс пуска происходит аналогично. Состояние вхад/выход ПЗУ 12 и соответствующие схемы замещения электродвигателя при пуске описаны в первой-пятой таблицы, на фиг.4э представлена пусковая характеристика электродвигателя при пуске в функции тока, э на фиг.4б — в функции момента.

Па окончании пуска нэ выходе одновибратарэ 8 устанавливается сигнал "Лаг.0", который поступает на нижний (по схеме) вход ПЗУ 12, инверсный вход "Сброс" регистра 10 сдвига, инверсный вход элемента

ЗАПРЕТ 7, разрешая передачу информации с измерителя 6 активной мощности на входы пороговых элементов 13-16 и обеспечивая установку регистра сдвига в " 0". Далее режим работы электродвигателя определяется уровнем его нагрузки, Пороговые элементы 13-16 настроены на уровни мощности. соответствующие точкам переключения Р1 — Р4 двух смежных энергетических характеристик а,б,в,д,е.

При нагрузке электродвигателя в диапазоне О-Р1 на выходах всех пороговых элементов 13 — 16 сохраняются "Лог.О", которые поступают на вход ПЗУ. 12, на выходе ПЗУ

12 устанавливается код 0101 (таблица).

Включаются коммутаторы 2 и 4 звезда и двигатель подключается к сети по схеме (фиг.2а), обеспечивая работу с наивысшими энергетическими показателями (фиг,3, кривая а). По мере роста нагрузки на валу электродвигателя и превышения порога Р1, срабатывает пороговый элемент 13, нэ ега выходе и верхнем (по схеме) входе ПЗУ 12 устанавливается сигнал. Коду 10000 на входе ПЗУ 12 соответствует кад 0110 на ега выходе(таблица). Включаются коммутатор 2 звезда и коммутатор 4 треугольник (фиг.2б), обеспечивая работу электродвигателя на характеристике с наилучшими энергетическими показателями (фиг.3 кривая б).

Далее по мере рбста нагрузки поочередно срабатывают пороговые элементы 14 — 16, обеспечивая работу электродвигателя на

1757072 наиболее оптимальных с энергетической точки зрения характеристик (фиг.3). Состояния вход/выход ПЗУ 12 и соответствующие схемы замещения электродвигателя описаны в шестой — десятой строках таблицы.

Для оценки энергетической эффективности использования асинхронного электродвигателя следует определять величину энергетического КПД y> = дд cos p, учитывающего как эффективность использования (дд), так и эффективность потребления (cos y) электроэнергии.

Таким образом, устройство позволяет за счет работы на искусственных характеристиках повысить энергетические показатели асинхронного электродвигателя с фазным ротором в широком диапазоне изменения нагрузки на его валу.

Формула изобретения

Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее измеритель активной мощности, первый коммутатор звезда и треугольники статорной обмотки, одновибратор, первый пороговый элемент, три элемента

ИЛИ, выход первого порогового элемента соединен с одним входом первого элемента

ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, в него введены три пороговых элемента, четвертый элемент ИЛИ, четыре формирователя импульсов управления. элемент ЗАПРЕТ, ключ управления, программируемое запоминающее устройство с пятью входами, ре5 гистр сдвига, второй коммутатор звезда и треугольник токоограничивающих резисторов в роторной цепи, формирователь пусковых характеристик, выход измерителя активной мощности соединен с прямым вхо10 дом элемента ЗАПРЕТ, инверсный вход которого соединен с выходом одновибратора, одним входом программируемого запоминающего устройства и выходом "Сброс" регистра сдвига, вход одновибратора

15 соединен с выходом ключа управления, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с входами всех пороговых элементов, выходы второго — четвертого пороговых элементов соединены с одними входами соответствующих

20 элементов ИЛИ, другие входы которых соединены с соответствующими выходами регистра сдвига, выходы элементов ИЛИ соединены с вторым-пятым входами программируемого запоминающего устройст25 ва, выходы которого через соответствующие формирователи импульсов управления соединены с соответствующими входами коммутаторов звезда и треугольник статорной обмотки и токоограничивающих резисторов

30 в роторной цепи электродвигателя, выход формирователя пусковых характеристик соединен с тактовым входом регистра сдвига, og Ь

О ол Ог оъ 04 орла

Оказ

О,то

- 5< соВ

1757072

1757072 ч

Составитель Е.Перемысловэ

Техред М.Моргентал .. Корректор М.Максимишинец. Редактор И.Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3098 : : : Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж 35. Раушская наб., 4/5