Устройство управления асинхронным электродвигателем

Устройство управления асинхронным электродвигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (Ä) б 4 дв

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21.10.74 (21) 2071143/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.08.76.Бтоллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 19.10.76 (51) М. Кл.

Н02Р 5/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313. .292 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. E.Òîíêàëü, Э. Н. Гречко, А. Я. Ильченко и В. E. Павленко (71) Заявитель

Институт электродинамики АН Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к устройствам для регулирования скорости вращения асинхронных электродвигателей и может применяться в тех случаях, когда область регулирования скоростей находится ниже номинальной.

Известно устройство, реализующее способ управления трехфазным асинхронным двигателем L 1 j, содержащее встречно-параллельно включенные тиристоры в цепи статора.

Данная силовая цепь управления электроприводогл позволяет осуществлять прямой пуск двигателя, реверс, торможение и регулирование скорости. При построении замкну- 5 той системы регулирования электропривода путем введения обратной связи по скорости можно получить достаточно жесткие регулировочные характеристики и обеспечить плавное регулирование скорости в широком диапазоце, Угол открытия тиристоров в этих случаях изменяется от = Ч (что определяется параметрами двигателя — его коэффио циентом мощности) до K = 135 (дальнейшее увеличение аС не имеет смысла), 25

Однако данный метод фазового регулирования скорости асинхронного электропривода при всей простоте реализации силовой цепи сопровождается при регулировании значительным ухудшением гармонического состава формируемого напряжения, подводимого к статорным обмоткам, а также низким коэффициентом мощности устройства, величина которого еще более понижается при переходе к низкосинусным двигателям и при возрастании угла регулирования .

Кроме того, в случае прямого пуска асинхронного электродвигателя от тиристорного коммутатора наблюдаются ударные электромагнитные моменты и относительно номинального тока 5-1 0-кратные пусковые токи.

Известны также индуктивно-емкостные преобразователи (ИЕП), которые применяктся в системах управления электродвигателем с целью обеспечения плавного пуска асинхронного электродвигателя (2 j. В этом случае скорость двигателя при пуске возрастает по линейному закону, причем в зависимости от заданной уставки момента дви524298 гателя можно получить любую плавность пуска, а также повысить коэффициент мощности устройства за счет преобразования фазового угла нагрузки со стороны сети на обратный.

Однако в таких ИЕП значительно повышается напряжение на выходе при обрыве цепи нагрузки или черезмерном увеличении нагрузочного сопротивления. Такая особенность ИЕП отрицательно проявляется при торможении и реверсе асинхронного электро-щ двигателя (АД), так как при этом значительно увеличивается напряжение на статорной обмотке, что снижает надежность электропривода.

Цель изобретения — повышение надеж- 15 ности электропривода.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве между выходом тиристорного коммутатора и электродвигателем включен индуктивно-емкостной преобразо- 20 ватель. Последний ограничивает пусковой ток на уровне номинального, а также изменяет характер нагрузки с активнс индуктивной на активно-емкостную. Кроме того, являясь фильтром низких частот, ИЕП значительно ослабляет высшие гармоники и питает двигатель практически синусоидальным током, Схема устройства управления асинхронным электродвигателем представлена на чертеже.

Устройство состоит из тиристорного коммутатора ТК, в который входит пять пар включенных встречно- параллельно тиристоров Т1- Т 0 трехфазного ИЕП, двух трехфазных gHogRbIx MocTQB B H В .

Д: одный мсст В зашунтирован тиристором Т 1 и индуктивнастью L . На выходе диодного моста В включены последовательно индуктивность L<, диод Д и комму40 тируюший конденсатор Ск, который подсс единен верхней пластиной к аноду тиристора Т4 с помощью вспомогательного тиристора Т .

Предлагаемое устройство работает сле45 дующим образом.

В исходном состоянии сигналы управления поданы на тиристоры Т - Т, что соответствует прямому ходу двигателя, и на 50 тиристор Т . Включенное состояние тиристора Т приводит к закорачиванию диодного моста В . Диодный мост В подключен на выходе ИЕП к точкам с, и с параллельно электродвигателю. Закорачивание 55 моста приводит к закорачиванию ИЕП по выходу, что соответствует холостому ходу

ИЕП по входу. Диодный мост В4 является дополнительным источником постоянного тока, который предназначен для питания узла коммутации тиристораТ . Конденсатор С служит фильтром источника питания.

В узел коммутации входят коммутирующий конденсатор С2 коммутирующая индуктивность L2, вспомогательный тиристор

Т и сглаживающий дроссель L для заряда коммутирующего конденсатора С . В исходном состоянии конденсатор С> заряжен с полярностью, показанной на чертеже.

Для пуска двигателя подается сигнал управления на открытие тиристора Т12,что приводит к выключению тиристора Т1 . По окончании процесса коммутации конденсатор

С2 перезаряжается до исходного состояния и тиристоры Т,, и Т, выключаются. Восстановление управляющих свойств тиристора

Т соответствует раскорачиванию выходных зажимов ИЕП о-> b и с и подключению к выходу ИЕП электродвигателя.

Если сигналы управления тиристорами Т

Т5 соответствуют минимальному углу включения, ток в обмотках статора электродвигателя почти мгновенно достигает величины 1 н. макс., соответствующей прямоугольному участку внешней характеристики преобразователя. Так как угловая скорость двигателя в момент включения равна нулю, то напряжение на выходе ИЕП равно падению напряжения в активных сопротивлениях обмоток статора, По мере того как двигатель начинает плавно разгоняться, число оборотов его возрастает, растет магнитный поток двигателя и соответственно возрастает противо-э.д.с. Однако ток в обмотках статора при этом остается постоянным, так как увеличение рабочего потока двигателя для ИЕП представляется как увеличение сопротивления нагрузки, а ток нагрузки на горизонтальном участке внешней характеристики ИЕП от величины нагрузки не зависит.

По мере превышения заданной скорости двигателем величина напряжения на АД ограничивается на уровне напряжения, соответствующему вертикальному участку внешней характеристики ИЕП. Таким образом, осуществляется плавный разгон двигателя.

Режим торможения осуществляется сразу по получении команды на остановку. При этом отпадает необходимость в введении пауз для восстановления управляемых свойств тиристоров Т -Т6 коммутатора, как в аналоге 1) для случая динамического торможения либо для случая торможения противовключением.

В предлагаемом устройстве по получении команды на торможение открывающий импульс подается на тиристор Т . Это приводит к

524298

TK

Составитель Т. Васильева

Техред A. Богдан Корректор Ll. Мельниченко

Редактор В. Фельдман

Заказ 49М/414 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4. закорачиванию точек а, б и с статорных обмоток двигателя и выходных зажимов ИЕП.

Закорачивание статорных обмоток двигателя приводит к его эффективному торможению. Наряду с этим закорачивание выходных 5 зажимов ИЕП переводит его в режим холостого хода, При этом можно снять импульсы управления с тиристоров T -Т, обеспечивающих прямой ход двигателя, и подать импульсы управления на тиристоры Т1, Т2, Т -Т 0„10 которые обеспечивают включение обратного хода двигателя. На тиристор Т 2 подается короткий импульс на включение, так как его включенное состояние поддерживается ИЕП.

Для непосредственного пуска двигателя 15 в обратном направлении импульс управления подается на вспомогательный тиристор Т .

Это приводит к восстановлению управляющих свойств тиристора Т<2 и подключению двигателя к выходным зажимам ИЕП. 20

Следовательно, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность электропривода, умецьшить потери в двигателе и пульсацию скорости ротора из-за ослабления высших гармонических составляющих в кри- 25 вой питающего тока, а также повысить коэффициент мощности сети за счет генерирования реактивной энергии в сеть.

Ф ор мула изобретения

Устройство управления асинхронным электродвигателем, состоящее из тиристорного коммутатора, соединенного со статорной обмоткой асинхронного двигателя через индуктивно-емкостной преобразователь, выход которого соединен с ограничителем напряжения холостого хода, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности электропривода, ограничитель напряжения холостого хода содержит трехфазный диодный мост, зашунтированный ти« ристором, при этом к тиристору подключен узел принудительной коммутации, подключенный через выпрямительный диодный мост к сети.

Источники информации, принятые во вни« мание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР № 299926, Мкл.

Н02р 3/20 от 1969 r.

2. A. Н. Милях, И. В, Волков "Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей", Наукова думка, Киев, 1974 г.