Асинхронный вентильный каскад

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение энергетических показателен путем увеличения точности согласования характеристик каскада с естественной характеристикой двигателя на подсинхронной частоте вращения. Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором. Подключение фаз обмотки ротора двигателя осуществляется с помощью контактов 15 сетевого контактора 13 через инвертор 5, дроссель 3 и неуправляемый вьшрямитель 2, Контакты 14 контактора 12 служат для замыкания обмотки ротора накоротко. Инвертор 5 управляется блоком 11 импульсн9,-фазового управления по сигналам датчика 7 частоты вращения,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 H 02 Р 7/80 5/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4114078/24-07 (22) 08.09.86 (46) 07.09.88. Бюл. ¹ 33 (71) Криворожский горнорудный институ т (72) В.Ю.Захаров, В.И.Лабяк, Е.Б.Захарова и В.В.Каневский (53) 62-83:621 316 ° 728 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 843143, кл. Н 02 P 5/34, 1981..

Авторское свидетельство СССР № 1198735, кл. Н 02 P 7/80, 1985. (54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является

„„SU„„1422359 А1 повышение энергетических показателей путем увеличения точности согласования характеристик каскада с естественной характеристикой двигателя на подсинхронной частоте вращения. Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором. Подключение фаз обмотки ротора двигателя осуществляется с помощью контактов 15 сетевого контактора 13 через инвертор 5, дроссель

3 и неуправляемый выпрямитель 2. Контакты 14 контактора 12 служат для замыкания обмотки ротора накоротко.

Инвертор 5 управляется блоком 11 импульсно-фазового управления по сигналам датчика 7 частоты вращения, 1422359 поступающим через регулятор 9 частоты

::вращения, регулятор 10 тока на один из входов блока 11. На второй вход регулятора 10 поступает сигнал с датчика 4 тока, а на третий вход — сигнал с датчика 6 тока через управляемый ключ 20. Между первым входом регулятора 10 и выходом регулятора 9 установлен управляемый ключ 19, меж.ду вторым его входом и выходом масш:табного усилителя 17 ключ 20. Управляемый ключ 21 обеспечивает подключение второго входа блока 11 к источнику смещения. Управляющие входы указанных ключей соединены с выходом триггера 22. Управление катушкой контактора 12 осуществляется по цепи: датчик 6, масштабный усилитель 17, сумматор 27,. элемент И 23, триггер

28. Далее с выхода триггера 28 сигнал поступает на первый вход элемен1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах для регулирования частоты вращения в схеме асинхронновентильного каскада. 5

Цель изобретения — повышение энергетических показателей путем увели чения точности согласования характеристик каскада с естественной характеристикой двигателя на подсинх- 10 ронной частоте вращения.

На чертеже представлена блок-схема асинхронного вонтильного каскада.

Асинхронный вентильный каскад содержит трехфазный асинхронный двига- 15 тель 1 с выпрямителем 2 в цепи роторной обмотки, выход которого через сглаживающий дроссель 3 и датчик 4 выпрямленного тока ротора соединен с входом инвертора 5. В фазные обмотки 20 ротора асинхронного двигателя включены датчики 6 тока, а на валу ротора установлен датчик 7 частоты вращения. Каскад содержит блок 8 задания частоты вращения, выходом подключен- 25 ный к первому входу регулятора 9 частоты вращения, второй вход которого соединен с выходом датчика 7 частоты вращения, регулятор 10 тока, первый та 24, выход которого подключен к катушке контактора 13. Выход блока 8 задания частоты вращения соединен с вторым входом регулятора 9 и через нуль-орган 16, элемент HE 25 — с первым входом триггера 22. Вторые входы триггеров 28, 23 подключены к выходу элемента И 26, первый вход которого связан с выходом элемента

НЕ 27, а второй Вход — с ВыхОДОм нуль-органа 16. Вторые входы элементов И 23, 24 подключены к выходу элемента НЕ 25. С помощью контакторов

12, 13 и ключей 19, 20, 21 в устройстве обеспечивается переключение асинхронного двигателя с естественной характеристики каскада на естественную характеристику двигателя при минимально допустимом токе в звене постоянного тока, что снижает потери мощности. 1 ил.

2 вход которого подключен к выходу датчика 4, а выход к входу блока 11 импульсно-фазового управления, два контактора с катушками 12 и 13 реле и силовыми контактами 14 и 15 соответственно, Выход блока 8 задания частоты вращения подключен к входу нульоргана 16. Выход датчиков бтока через масштабный усилитель 17 связан с первым входом сумматора 18 с однополярным выходом, второй вход которо-. го соединен с выходом датчика 4 выпрямленного тока ротора. Выход регулягора 9 частоты вращения через первый управляемый клю 19 связан с вторым входом регулятора 10 тока, третий вход которого через второй управляемый ключ 20 подключен к выходу масштабного усилителя 17. Третий управляемый ключ 21 подключает к источнику напряжения смещения второй вход блока 11 импульсно-фазового управления. Управляемые входы ключей 19-21 подключены к выходу второго RS-триггера 22, первый вход которого соединен с вторыми входами первого и второго логических элементов И 23 и 24 и выходом второго логического элемен" та HE 25, входом соединенного с выходом

1422359 нуль-органа 16 и вторым входом третьего логического элемента И 26. Первый вход логического элемента И 26 соединен с первым входом первого логического элемента И 23 и выходом первого логического элемента НЕ 27, входом подключенного к выходу сумматора 18. Выход третьего логического элемента И 26 соединен с вторым входом второго триггера 22 и с вторым входом. первого триггера 28, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента И 23, а выход с одним выводом катушки реле первого контактора 12 и с первым входом второго логического элемента

И 24, выходом подключенного к одному выводу катушки реле второго контактора 13. Вторые выводы катушек контакторов 12 и 13 объединены.

Асинхронный вентильный каскад работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнал задания с блока 8 задания частоты вращения меньше задающего сигнала максимальной частоты вращения и регулируется (за счет чего регулируется частота вращения каскада). Работа системы регулирования частоты вращения осуществляется так, как работа всех систем подчиненного регулирования.

Коэффициенты передачи датчиков 4 и 7 выбраны таким образом, что .на подсинхронной частоте вращения не выполняется условие.

3 »2

I -I = 0

2 Р»»н в где I — фазный ток ротора;

I„„- ток в звене постоянного тока инвертора.

В результате на выходе сумматора 18 получается сигнал, равный логической которая инвертируется первым элементом НЕ 27 и удерживает триггер

28 в исходном состоянии, катушки реле контакторов 12 и 13 обесточены.

Если каскад переводится на естественную характеристику, то напряжение с выхода блока 8 задания частоты вращения становится равным напряжению уставки нуль-органа 16. В результате на его выходе формируется логический

"О", который через элемент НЕ 25 переводит триггер 22 в возбужденное состояние, что приводит к размыканию ключа 19 и замыканию ключей 20 и 21.

Кроме того на второй вход элемента И поступает логическая "1" подготавливая срабатывание триггера 28. Сигнал, пропорциональный току ротора, с датчика 7 тока через масштабный

5 усилитель 17 и управляемый ключ 20 подается на третий вход регулятора

1О тока. Согласно законам подчиненного регулирования регулирование тока в звене постоянного тока осуществляется до тех пор, пока не выполнится условие

3 Г2

I=I

Р и 4

При этом на выходе сумматора 18 с однополярным выходом появляется сигнал нулевого уровня, который инвертируется элементом НЕ 27 в логическую "1" и включает триггер 28.

Триггер 28 включает катушку реле первого контактора 12, который своими зал»ыкающими силовыми контактами 14 закорачивает ротор асинхронного дви25 гателя и через элемент И 24 и катушку реле второго контактора 13 размыкает силовые контакты 15, отключая инвертор от сети. Каскад работает на естественной характеристике асинхЗ0 ронного двигателя. Ток в звене постоянного тока равен нулю, так как инвертор отключен. На выходе сумматора 18 положительный потенциал, который инвертируется элементом HE 27 °

В результате на первый вход элемента

И 26 поступает логический "О", При переходе с естественной характеристики двигателя на характеристику каскада снижается уровень сигнала на выходе блока 8 задания частоты вращения, нуль-орган 16 формирует на выходе логическую "1", которая поступает на второй вход элемента И 26 и через элементы НЕ 25 и И 24 обес45 точивает катушку контактора 13 ко-.

Э торая своими размыкающими контактами

15 подключает инвертор 5 к сети. Да- лее система регулирования тока осуществляет регулирование тока инвертора до выполнения условия50

3 Г2

l» k при выполнении которого на выходе сумматора 18 появляется нуль, а на

55 выходе элемента НЕ 27 логическая "1".

На двух входах элемента И 26 присутствуют две логические "1". С выхода элемента И 26 логическая "1" посту1422359

Ф

ВНИИПИ Заказ 4439/55

ТиРаж 583 Подписное

Произв.-пою .-полигр. пр-тие г. Ужгород, ул. Проектная, Р пает на вторые входы "C6poc" триггеров 22 и 28. В результате обесточивается катушка контактора 12 и размыкаются контакты 14, размыкаются клю чи 20 и 21. Замыкается ключ 19. Схе5 ма работает в режиме каскада с подчиненным регулированием тока и частоты вращения.

:Изобретение позволяет переходить с характеристики каскада на естественную характеристику двигателя при минимально допустимом токе в звене постоянного тока, что снижает потери мощности, увеличивает срок службы оборудования и точно согласовывает характеристики каскада с характеристиками двигателя.

ФОРмула изобретения :Асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, в цепь ротора которого включен выпрямитель, выходом 25 подключенный через дроссель и датчик выпрямленного тока ротора к входу инвертора, датчик частоты вращения, установленный на валу ротора асинхронного двигателя, датчики тока, 30 включенные в фазные обмотки ротора асинхронного двигателя, блок импульсно-фазового управления инвертором, вход которого соединен с выходом регуЛятора тока, одним входом подключейного к выходу датчика выпрямлен35 ного тока ротора, другой вход регулятора тока связан с выходом регулятора частоты вращения, первым входом подключенного к выходу блока задания

40 частоты вращения, а вторым входом— к выходу датчика частоты вращения, два контактора, каждый из которых снабжен катушкЬй реле и силовыми контактами силовые контакты одного конУ

45 тактора включены в фазные обмотки ротора, а силовые контакты другого контактора предназначены для подключения выхода инвертора к сети, масштабный усилитель, вход которого соединен с выходами датчиков токов фаз50 ных обмоток ротора, а выход — с первым входом сумматора с однополярным выходом, подключенным к входу .элемента HE второй вход указанного сумматора. соединен с первым входом регулятора тока, два двухвходовых элемента И, RS-триггер, последовательно соединенные второй элемент HE и нульорган, вход которого подключен к выходу блока задания частоты вращения, первый вход первого элемента И соединен с выходом элемента НЕ, а выход

RS-триггера подключен к одному выводу катушки реле первого контактора, другой вывод которой объединен с вторым выводом катушки реле второго контактора, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей путем увеличения точности согласования характеристики каскада с естественной характеристикой двигателя на подсинхронной частоте вращения, введены третий двухвходовый элемент И, второй RSтриггер, три управляемых ключа, а блок импульсно-фазового управления и регулятор;. тока снабжены соответственно вторым и третьим входами, причем указанная связь второго входа регулятора тока с выходом регулятора частоты вращения организована посредством первого управляемого ключа, третий вход регулятора тока через второй управляемый ключ связан с выходом масштабного усилителя, а третий управляемый ключ установлен на втором входе блока импульсно-фазового управления, управляемые входы указанных ключей соединены с выходом второго RS-триггера, первый вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с выходом второго элемента НЕ, вторые входы указанных RS-триггеров подключены к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, а второй вход — с выходом нуль-органа„ первый вход второго элемента И подключен к выходу первого RS-триггера, а выход— к первому выводу катушки реле второго контактора.