Способ управления асинхронным электродвигателем с симисторным силовым коммутатором в фазах статорной обмотки

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. Цель изобретения - снижение энергозатрат. Управление напряжением питания асинхронного двигателя осуществляется по разнице между углом сдвига между током и напряжением и его заданным значением. Использование дополнительно управления по времени закрытого состояния симисторов на каждом полупериоде частоты напряжения питания исключает возможность опрокидывания двигателя и позволяет получить высокие значения энергетических показателей при любом существенном изменении нагрузки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYSJlHH,SU„„1552330 А 1 . (51) 5 Н 02 Р 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ соединены с зажимами для подключения статорной обмотки электродвигателя

2, датчики 3 и 4 моментов перехода через нуль фазных тока и напряжения, датчик 5 угла сдвига, первый элемент

6 сравнения, логический элемент ИЛИ, 7, датчик 8 состояния симисторов, второй элемент 9 сравнения, систему

10 импульсно-фазового управления и блок 11 пуска.

Входы симисторного коммутатора

1 предназначены для подключения к. saжимам питающей сети. Датчик 3 момента перехода через нуль тока включен

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPN ГКНТ СССР

1 (21) 4369925/24-07 (22) 04.01.88 (46) 23.03.90. Бюл, М 11 (71) Московское производственное объединение "Завод им. Владимира

Ильича (72) А.Е.Загорский, З.А.Захарова, и И.Т.Пар (53) 621. 313. 317 (088. 8) (56) Сарбатов Р. С., Безаев В. Г. Опыт эксплуатации регулятора, минимизирующего потери в асинхронном двигателе. — Электротехническая промьппленность, сер. Электропривод, 1981, вып. 4, с. 23.

Патент COLA Р 4052648, кл. Н 02 К 17/04, 1976, Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

На чертеже показана структурная схема устройства, реализующего способ управления асинхронным электродвигателем.

Устройство для реализации способа управления асинхронным электродвигателем содержит силовой симисторный коммутатор 1, выходы которого.

2 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С СИМИСТОРНЬ1М СИЛОВЫМ КОММУТАТОРОМ В ФАЗАХ СТАТОРНОИ

ОБМОТКИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. Цель изобретения — снижение энергозатрат. Управление напряжением питания асинхронного двигателя осуществляется по разнице между углом сдвига между током и напряжением и его заданным значением. Использование дополнительно управления по времени закрытого состояния симисторов на каждом полупериоде частоты напряжения питания исключает возможность опрокидывания двигателя и позволяет получить высокие значения энергетических показателей при любом существенном изменении нагрузки.

1 ил.

1552330 в одну из фаз питания электродвигателя 2, К зажиму питающей сети этой же фазы подключен вход датчика 4 момента перехода sepsis нуль фазного наI

5 пряжения. Выходы датчиков 3 и 4 моментов перехода через нуль фазных тока и напряжения соединены с соответствующими входами датчика,5 угла сдвига, выход которого соединен с од- lð ннм входом первого элемента 6 сравнения, второй вход которого предназначен для подачи сигнала задания сР

t угла сдвига между током и напряжением. Первый вход датчика 8 состояния симисторов соединен с выходом датчика 4 момента перехода через нуль фазного тока, а второй вход датчика 8 состояния симисторов соединен с зажимом указанной одной фазы статорной 20 обмотки электродвигателя 2.

Выход датчика 8 состояния симисторов соединен с первым входом второго элемента 9 сравнения, второй вход которого предназначен для подачи 25 сигнала задания продолжительности запертого состояния симисторов. Первый выход второго элемента 9 сравнения соединен с одним входом логического элемента ИЛИ 7, другой вход которого соединен с выходом первого элемента 6 сравнения. Вход синхронизации, первый, второй и третий управляющие входы системы 10 импульснофазового управления соединены соответственно с выходом датчика перехода через нуль фазного напряжения, с выходом логического элемента ИЛИ 7, с вторым выходом второго элемента 9 сравнения и с выходом блока ll пуска. р

Выходы системы 10 импульсно-фазового управления соединены с управляющими цепями симисторов силового комму.татора 1.

Устройство, реализующее способ g5 управления электродвигателем, работает следующим образом.

Датчик 3 момента перехода тока через нуль вырабатывает импульс каждьп раз, когда ток в фазе достигает нулевого значения. Датчик 4 момента перехода напряжения через нуль вырабатывает импульс каждый раз, когда напряжение фазы переходит через нулевое значение. Датчик 5 угла сдвига по сигналам датчиков 3 и 4 вырабатывает текущее значение у, угла сдвига фаз между током и напряжением, ко, торое поступает на первый вход первоro элемента 6„- Первый элемент 6 сравнения вырабатывает на выходе сигнал логической "1" в случае выполнения равенства су; =< и сигнал логического "0" в прртивном случае. Датчик 8 состояния симисторов определяет текущее значение продолжительности запертого состояния симистора. На первом выходе второго элемента 9 сравнения формируется сигнал логической "1" в случае выполнения условия ; = и сигнал логического "0" в противном случае, а на втором выходе формируется сигнал логической "1" в случае

11; < и сигнал логического "0" в случае ) . Система IO импульсно-фазового управления (СИФУ) по импульсам синхронизации, поступающим на вход синронизации С, формирует импульсы управления симисторами в соответствии с требуемым углом управления с, причем, если имеется сигнал логической "1" на третьем управляющем входе V> то сигналы на первом и втором управляющих входах V< и Чп игнорируются, а угол о плавно уменьшается от некоторого максимального значени"с макс ро нуля, T.e. напряжение на двигателе повьппается от нулевого до номинального значения. Если же сигнал на третьем управляющем входе V СИФУ равен логическому "0", то при сигнале логической "1" на первом управляющем входе U независимо от сигнала на втором управляющем входе V, угол сс остается постоянным и равным предыдущему значению, т.е.

Ы, =М,,. При сигнале логического "0" на первом управляющем входе V и при сигнале логической "1" на втором входе V< угол пС регулируется по закону ф1 =О(; +60t где Дсс — некоторое постоянное приращение угла.

При сигналах логического "0" на первом, втором и третьем входах V

V,,V СИФУ 10, íà его выходах формируется сигнал на полное открытие . симисторов, т.е. g =O. При.включении питания блок ll пуска формирует сигнал логической "1" на третьем управляющем входе V системы 10 импульсно-фазового управления и, следовательно, угол управления начинает плавно уменьшаться от некоторого максимального значения, напряжение на двигателе 2 начинает возрастать, втором входе V СИФУ 10 формируется логическая "1" и напряжение на двигателе будет уменьшаться до тех пор, пока,не выполнится одно из условий

С р (у или |",= f . Если же нагрузка возрастает при выполнении условия — то, станет больше, чем /,, на втором управляющем входе V< СНУ !

О формируется уровень логического

"О", СИФУ 10 формирует угол управления 1 0 т.е. к двигателю прикладывается номинальное напряжение и далее процесс регулирования повторяется.

Таким образом, введение управлейия по продолжительности симисторов и осуществление регулирования при любом существенном изменении нагрузки с номинального напряжения позволяет получить высокие значения энергетических показателей на всем диапазоне изменения нагрузки и исключить возможность опрокидывания двигателя.

Формула изобретения

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 уставкой по углу сдвига между током и напряжением и при их положительной разности увеличивают угол открытия симисторов до тех пор, пока разница между текущим значением угла и его уставкой по углу сдвига между током и напряжением не станет равной нулю, после чего угол открытия симисторов поддерживают равным текущему значению, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, одновременно со сравнением угла сдвига между током и напряжением с уставкой по углу сдвига между током и напряжением контролируют состояние симисторов, на каждом полупериоде частоты напряжения питания измеряют продолжительность закрытого состояния симисторов, сравнивают ее с заданным значением и, если измеренная продолжительность закрытого состояния симисторов равна заданному значению, а укаэанная разница, между текущим значением yr5 1552330 6 двигатель запускается. Через некоторое время, определяемое внутренними свойствами блока 11 пуска, сигнал на третьем входе V СИФУ 10 становится равным логич скому "О".

Допустим, что в, этот момент двигатель 2 работает на холостом ходу.

Тогда Ц), т (у и так как Ы =О, то время закрытого состояния симисторов 10

На выходе первого элемента 6 сравнения сигнал логического "О", и на первом выходе второго элемента 9 сравнения сигнал логического "О", поэтому на вЫходе логического элемен- 15 та ИЛИ 7 также сигнал логического

"О"; т.е. на первом управляющем входе Ч, СИФУ 10 также сигнал логического "О". Так как двигатель работает на холостом ходу и М=О, то g, =О, т.е. выполняется условие /; ау и на втором выходе второго элемента 9 сравнения сигнал логической "1", т.е. имеется сигнал логической "1" на втором управляющем входе Vg СИФУ 25 !

О. Поэтому угол управления eL увеличивается по закону (l). При этом угол сдвига между током и напряжением уменьшается, и вместе с тем появляется и начинает расти угол запер- 30 того состояния симисторов 1! . В зависимости от выбранных уставок (и процесс придет к тому, что одна из величин Ц или (станет равной заданной, а следовательно, либо на выхо-З5 де первого элемента 6 сравнения, либо на первдм выходе второго элемента 9 сравнения появится сигнал логической "!" который через логический элемент ИЛИ 7 поступит на первый управляющий вход V СИФУ

10, при этом угол р перестанет изменяться, а останется равным текущему значению, т.е. напряжение на двигателе остается постоянным до тех пор, .пока не изменится нагрузка на валу двигателя. Если теперь к,двигателю 2 будет приложена нагрузка, то изменится режим работы двигателя, а следовательно, изменится условие, привед- 50 шее к стабилизации угла управления д!., т.е. либо Ц; перестанет быть равным Ц, либо у, перестанет быть равным и закон регулирования будет

Определяться сигналОм на втОрОм выхо . де второго элемента 9 сравнения. При этом если g, (, т.е нагрузка меньше допустимой, а Ц ; Ф(p» угол управле-, ния будет возрастать, так как на

7 1552330 ла сдвига между током и уставкой по углу сдвига между током и напряжением не равна нулю, угол открытия симисторов поддерживают постоянным до тех пор, пока не нарушится равенство между измеренной продолжительностью закрытого состояния симисторов и ее заданным значением, и если измеренная продолжительность закрытоro состояния симисторов становится меньше ее заданного значения, продолжают увеличивать угол открытия симисторов, а если измеренная продолжительность закрытого состояния симисторов становится больше ее 3ðданного значения, формируют управлянхцее воздействие на полное открытие симисторов.

Составитель С. Позднухов

Редактор Е.Папп Техред Л,Олийньис Корректор М.Макснмишинец

Заказ 338 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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