Способ управления асинхронным электродвигателем с симисторным силовым коммутатором в фазах статорной обмотки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей в режимах малых нагрузок. В способе управления асинхронным электродвигателем, при котором регулирование осуществляют по углу сдвига между током и напряжением при контроле подводимого к двигателю напряжения дополнительно при равенстве напряжения, подводимого к двигателю, уставке и неравенстве нулю угла сдвига между током и напряжением , данный угол сдвига запоминают, угол управления симисторами фиксируют, при этом непрерывно сравнивают текущее и запомненное значения угла сдвига и если они становятся отличными, формируют сигнал на полное открытие симисторов. Для реализации способа в устройство введены второй и третий элементы сравнения 13, 14, запоминающий элемент 8, формирователь 10 импульсов по перепаду, логический элемент НЕ 7, а блок 11 формирования сигналов управления симисторами коммутатора 2 выполнен с четырьмя входами. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (59 4 Н 02 P 7 36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4139755/24-07 (22) 09.07.86 (46) 30.04.,89. Бюл.1(16 (71) Специальное конструкторско-тех-.. нологическое бюро Производственного объединения "Завод им. Владимира

Ильича" (72) А,Е.Загорский, З.А.Захарова, И ° Т.Пар и В.И,Радин (53) 621,313.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 860257, кл. Н 02 P 7/36, 1981, Авторское свидетельство СССР

9 1429270, кл. Н 02 P 7/36, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С CHMHCTOPHbIN СИЛО-

ВЫМ КОММУТАТОРОМ В ФАЗАХ СТАТОРНОЙ

ОБМОТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, Целью изобретения является улучшение энергетических показателей в режимах малых нагрузок. В спо". собе управления асинхронным электро-. двигателем, при котором регулирова1476589 ние осуществляют по углу сдвига меж.—, ду током и напряжением при контроле подводимого к двигателю напряжения дополнительно при равенстве напряже-.. ния, подводимого к двигателю, уставке и неравенстве нулю угла сдвига между током и напряжением, данный угол сдвига запоминают, угол управления симисторами фиксируют, при этом непрерывно сравнивают текущее и за-. помненное значения угла сдвига и если

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. 5

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей s режимах малых нагрузок, На чертеже представлена схема устройства для управления асинхронным 10 электродвигателем.

Способ управления асинхронным электродвигателем с симисторным сило-. вым коммутатором в фазах статорной

I обмотки состоит в том, что фиксируют, момент перехода через нуль тока и напряжения, определяют угол сдвига между током и напряжением, сравнивают его с уставкой по углу сдвига меж„-., ду током и напряжением и в случае, если разница между текущим значением угла и его уставкоЯ по углу сдвига между током и напряжением равна нулю, угол открытия симйсторов поддерживают равным текущему значению, производят сравнение текущего подводимого к двигателю напряжения с заданным мини,мально допустимым напряжением, соответствующим моменту опрокидывания электродвигателя, и при неравенстве нулю разницы между текущим значением угла между током и напряжением и его уставкой H неравенстве нулю разницы между текущим значением напряжения и

его заданным минимально допустимым 35 значением увеличивают угол открытия симисторов до тех пор, пока не станет равной нулю либо разница между текущим значением угла сдвига между током и напряжением и его уставкоц, либо разница между текущим значением они становятся отличными, формируют сигнал на полное открытие симисторов.

Для реализации способа в устройство введены второй и третий элементы сравнения 13, 14, запоминающий элемент 8, формирователь 10 импульсов по перепаду, логический элемент НЕ 7 а блок 11 формирования сигналов управления симисторами коммутатора

2 выполнен с четырьмя входами. 2 с.п. ф"лы, 1 ил. напряжения и его заданным минимально допустимым значением, при равенстве нулю разницы между текущим значением напряжения и его заданным минимально допустимым значением и неравенстве нулю угла сдвига между током и напряжением угол сдвига между током и напряжением запоминается, угол открытия симисторов фиксируется и поддерживается постоянным, при этом непрерыв-. но во времени сравнивают текущее и запомненное значения угла сдвига меж; ду током и напряжением и в случае, если текущее значение угла сдвига между током и напряжением становится отличным от запомненного, формируют управляющее воздействие на полное открытие симисторов, после чего регу" лирование возобновляют по вышеприведенному способу,, Устройство для управления асинхронным электродвигателем 1 с симисторным силовым коммутатором 2 в фазах статорной обмотки содержит датчик 3 момента перехода через нуль напряжения, датчик 4 момента перехода через нуль то-.. ка, датчик 5 угла сдвига между током и напряжением, датчик 6 напряжения, логический элемент НЕ 7, запоминающий элемент 8, управляемый ключ 9, формирователь 10 импульсов по перепа; ду, блок 11 формирования сигналов управления симисторами, первый, второй и третий элементы 12, 13, 14 срав. нения, Входы датчиков 3,4 моментов перехода через нуль напряжения и тока предназначены для подключения к одной из фаз„.источника питания, а выходы ( датчиков 3, 4 подключены к входам датчика 5 угла сдвига между током и

1 476589 напряжением, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов 13, 14 сравнения и с информационным входом запоминающего элемен 5 та 8, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента 14 сравнения, выход которого подключен к входу управляемого ключа 9. Вход датчика 6 напряжения подключен к фазам статорной обмотки электродвигателя

1, а выход соединен с первым входом первого элемента 12 сравнения, выход которого соединен с входом логическо-. го элемента НЕ 7, выход которого со- 15 единен с управляющим входом управля емого ключа 9 и с входом формирователя 10 импульсов по перепаду, выход которого подключен к входу записи запоминающего элемента 8. Первый, 2р второй, третий и четвертый входы бло:,ка 11 формирования сигналов управления симисторами соединены соответст,венно с выходом датчика 3 момента пе рехода через нуль напряжения, с вы- 25 ходом второго элемента 13 сравнения, с выходом управляемого ключа 9 и с выходом логического элемента НЕ 7.

Вторые входы первого и второго элементов 12, 13 сравнения предназначены 30 соответственно для подачи сигнала задания минимально допустимого напряжения и для подачи сигнала уставки по углу сдвига между током и напряжением.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 3 момента перехода через нуль напряжения формирует импульсы в момент перехода через нуль фазного 4р напряжения, которые поступают на первый вход (вход синхронизации) блока

11 формирования сигналов управления симисторами и на один из входов датчика 5 угла сдвига между током и на- 45 пряжением, на другой вход которого поступают импульсы, сформированные датчиком 4 в момент перехода через нуль фазного тока. На основе входных сигналов датчик 5 определяет угол ср сдвига между током и напряжением, значение которого сравнивается с сигналом уставки ср, ро углу сдвига между током и напряжением вторым элементом

13 сравнения, На выходе второго элемента 13 сравнения формируется сиг° нал логической "1" при q >се, и сигнал логического нуля "0" при с 9о ° .

Первый элемент 12 сравнения сравнивает значение текущего напряжения питания электродвигателя О, поступакщего с датчика 6 напряжения, с сигналом задания минимально допустимого напряжения U На выходе первого элемента 12 сравнения формируется сигнал логического "0" при U > U и сигнал логической "1" при U U

Блок Il формирования сигналов управления симисторами при наличии сигналов логической "1" на втором и четвертом входах и сигнала логического "0" на третьем входе формирует импульсы управления симисторами сило-. вого коммутатора 2. таким образом, чтобы осуществлялось непрерывное увеличение угла Ос открытия симисторов с заданной постоянной времени. При наличии сигнала логического "0" на третьем входе блока 11 формирования сигналов управления симисторами и сигнала логического "0" либо на втором, либо на четвертом, либо на втором и четвертом его входах одновремен.но угол < открытия симисторов фиксируется и не изменяется, При наличии сигнала логической "1" на третьем входе блока 11 формирования сигналов управления независимо от уровня сиг" налов на втором и четвертом входах угол оС открытия симисторов задается равным нулю, т.е. на электродвигатель подается полное напряжение источника питания.

Пусть угол открытия симисторов сс . =

=О, а (p>g иU>П. Тогданавыходе первого элемента 12 сравнения формируется сигнал логического "0", а на выходе второго элемента 13 сравнения и на выходе логического элемента

НЕ 7 -. сигналы логической "1". При этом управляемый ключ 9 выключен и на его выходе присутствует сигнал логического "0". Блок 11 формирования сигналов управления симисторами начинает изменять угол оС открытия симисторов в сторону увеличения, что приводит к уменьшению напряжения витания электродвигателя 1, до тех пор, пока не будет выполняться одно иэ условий: либо ср; = ср, либо П; П„.

При су; (p, сигнал на выходе второго элемента 13 сравнения становится равным логическому "0". Тогда блок

11 формирования сигналов управления симисторами перестает изменять угол

eL открытия симисторов и будет поддер1476589

20

30

55 живать его постоянным до тех пор, пока не изменится нагрузка на электродвигатель, т.е. не изменится угол сдвига между током и напряжением, При уменьшении нагрузки вновь имеем

Ep > g, что ведет к появлению сигнала логической "1" на выходе второго элемента сравнения и дальнейшему увеличению угла еС открытия симисторов блоком 11 формирования сигналов управления, При выполнении условия U = У на выходе первого элемента 12 сравнения появится сигнал логической "I" а на выходе логического элемента HE 7 сигнал логического "0". По переходу с высокого на низкий уровень срабатывает формирователь 10 импульсов по пере паду, с выхода которого на вход запи= си запоминакщего элемента 8 поступает управляющий импульс. Запоминающий элемент 8 запоминает текущее значение угла сдвига между током и на".. пряжением, которое поступает на второй вход третьего элемента 14 сравнения. Одновременно с этим сигнал логического "0" с выхода элемента

НЕ 7 поступает на управляющий вход управляемого ключа 9, замыкая его, С этого момента. времени третий элемент 14 сравнения непрерывно сравни" вает текушее значение угла ср сдвига между током и напряжением с запомненным значением угла Ч „ . Если они равны, т.е. угол (р не.изменяется, то на выходе третьего элемента 14 сравнения поддерживается уровень логического "0", который через замкнутый ключ 9 поступает на третий вход блока 11 формирования сигналов управления симисторами, который поддерживает угол Ы открытия симисторов постоянным. При любом изменении на,грузки на валу электродвигателя 1 изменяется угол с сдвига между током и напряжением. При этом на выходе третьего элемента 14 сравнения формируется сигнал логической "1", поступающий через управляемый ключ 9 на тре тий вход блока 11 формирования сигналов управления, Данный блок формирует сигнал управления на полное открытие симисторов (ol. = О) и на электродвигатель 1 поступает полное напряжение источника питания На выходе первого элемента 12 сравнения при этом формируется сигнал логичес" кого "0", на выходе логического элемента kIE 7 — сигнал логической "1", управляемый ключ 9 размыкается и на

его выходе формируется сигнал логического "0". Блок ll формирования сигналов управления симисторами начинает вновь изменять угол оС.открытия симисторов, и далее процесс управления повторяется, как описано.

Таким образом, по сравнению с прототипом, данный способ управления и устройство для его реализации исключают необходимость непрерывного изменения напряжения питания электродвигателя при работе его в режимах малых нагрузок, что позволяет улучшить энергетические показатели.

Формула изобретения

1, Способ управления асинхронным электродвигателем с симисторным силовым коммутатором в фазах статорной обмотки, при котором фиксируют момент перехода через нуль тока и напряжения, определяют угол сдвига между током и напряжением, сравнивают его с установкой по углу сдвига между током и напряжением и в случае, если разница между текущим значением угла и его уставкой по углу сдвига между током и напряжением равна нулю, угол открытия симисторов поддерживают равным текущему значению, производят сравнение текущего подводимого к двигателю напряжения с заданным минимально допустимым напряжением, соответствующим моменту опрокидывания электродвигателя, и при неравенстве нулю разницы между текущим значением угла между током и напряжением и его уставкой и неравенстве нулю разницы между текущим значением напряжения и его заданным минимально допустимым значением увеличивают угол открытия симисторов до тех пор, пока не станет равной нулю либо разница между текущим значением угла сдвига между током и напряжением и его уставкой, либо разница между текущим значением напряжения и его заданным минимально допустимым значением, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучше-. ния энергетических показателей в режимах малых нагрузок, при равенстве нулю разницы между текущим значением напряжения и его заданным минимально допустимым значением и неравенстве нулю угла сдвига между током и напря1476589

Составитель С. Позднухов

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Редактор М.Бандура

Заказ 2166/55 Тираж 55! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 жением угол сдвига между током и напряжением запоминается, угол открытия симисторов фиксируется и поддерживается постоянным, при этомнепрерывно во времени сравнивают текущее и залом ненное значения угла сдвига между током и н апряже ни ем и в случае, е сли текущее значение угла сдвига между током и напряжением становится отлич» 10 ным от запомненного, формируют управляющее воздействие на полное открытие симисторов, после чего регулирова ние возобновляют по вышеприведенному способу. 15

2. Устройство для управления асинх. ронным электродвигателем е симистор-.: ным силовым коммутатором в фазах статорной обмотки, содержащее датчик момента перехода через нуль тока, датчик20 момента перехода через нуль напряжения, датчик угла сдвига между током и напряжением, входы которого соединены ,I с выходами датчиков момента перехода ,через нуль тока и напряжения, блок. 25 формирования сигналов управления.си-.;: мисторами, первый вход которого сое динен с выходом датчика момента перехода через нуль напряжения, датчик напряжения, вход которого подключен к 30 фазам статорной обмотки электродвигателя, а выход соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого предназначен для подачи сигнала задания минимально допустимого напряжения, управляемый ключ, о т л и..ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей в режимах малых нагрузок„ в него введены второй и третий элементы сравнения, запоминающий элемент, формирователь импульсов по перепаду, логический элемент НЕ, а блок формирования сигнапов управления симисторами выполнен с четырьмя входами выход датчика угла сдвига между током и напряжением соединен с первыми

1 входами второго и третьего элементов сравнения и с информационным входом запоминающего элемента, выход кото-. рого соединен с вторым входом третье— го элемента сравнения, выход которого соединен с входом управляемого ключа, второй вход второго элемента сравнения предназначен для подачи сигнала уставки по углу сдвига между током и напряжением, а выход второго элемента сравнения соединен с вторым входом блока формирования сигналов управления симисторами, третий вход которого подключен к выходу управляемого ключа, управляющий вход которого соединен с четвертым входом блока формирования сигналов управления симнсторами, выходом логического элемента HE и входом формирователя импульсов по перепаду, выход которого соединен с входом записи запоминающего элемента, вход логического элемента НЕ соединен с выходом первого элемента сравнения, входы датчиков момента перехода через нуль тока и напряжения предназначены для подключения к одной из фаэ источника питания,