[2]Jt
Изобретение относится к электро технике и может быть использовано
в электроприводах с реостатным регулированием скорости в цепи ротора , когда допустимо энергию скольжения
выделять в виде тепловых потерь , например, в маломощных электроприводах .
По основному авт.св. № 758453 известно устройство дпя регулирования скорости трехфазного асинхронног
двигателя с фазным ротором, содержащее резисторы, соединенные звездой
и подключенные к обмотка ротора, симисторы , подключенные параллельно
резисторам, три блока импульсно-фазового управления, состоящие из посл
довательно соединенных блока синхронизации , подключенного параллельно
симисторам, генератора пилообразного напряжения, нуль-органа и формирователя
импульсов, подключенного к упр ляющей- цепи симисторов, сумматор, од вход которого соединен с датчиком
скорости двигателя , а другой - с бл ком задания, выход сумматора соедине
с управляющими входами блоков импуль но-фазового управления через усилитель
, в которое для повышения точнос ти регулирования .введен выпрямитель вход которого соединен с обмотками
ротора, а выход подключен к генератору пилообразного напряжения tlJНедостатком известного устройств
является ограниченный диапазон регулирования скорости вращения. Цель изобретения - расширение ди
пазона регулирования скорости. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулиров
ния скорости трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором введен
второй управляемый коммутатор, выполненный по схеме звезда на силовых
управляемых вентилях, релейный блок блок переключения режима и блок конт
роля момента, входы которого подключены к выводам обмоток статора и ротора, а выход - к первому входу
блока переключения режима, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости а третий вход
соединен с выходом усилителя, один выход блока переключения режима соединен с входами фазосдвигающих
блоков, а другой - с входом реЛейнего блока, выход которого соединен с управляющим входом введенного
управляемого коммутатора, подключен ного в рассечку нулевой точки звезды
резисторов в це.пи ротора. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства электропривода;
на фиг. 2 - блок переключения режима; на фиг. 3 - механическая характеристика электропривода
. Электропривод содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором,
обмотки статора которого имеют выводы для подключения к источнику питания , а к выводам обмотки ротора
подключены резисторы 2, соединенные в звезду, нулевая точка которой закорочена
управляемым коммутатором 3, выполненным, например, на тиристорах или симисторах, второй управляемый
коммутатор 4 также соединен в звезду, нулевая точка которой соединена , с нулевой точкой коммутатора
3, а выводы ее лучей подключены к выводам обмотки ротора. .Блок контроля момента 5 подключен с одной
стороны к трем выводам обмотки, статора, а с другой - к jpeM выводам
обмотки ротора. Датчик скорости 6 связан с валом асинхронного двигателя
1. К выводам обмотки ротора подключены блок синхронизации 7 и выпрямитель
8, выходы которых соединены с двумя входами каждого из трех фазосдвигаюших блоков 9 фаз А, В и С,
выходы которых соединены соответственно с -входами формирователей импульсов
1-0 фаз А, В, С, выходы которых соединены с управляющими входами второго управляемого коммутатора 4.
Блок задания скорости II соединен с одним входом сумматора I2, другой
вход которого соединен с выходом датчика скорости 6, выход суммато- .
ра через усилитель 13 соединен соотл ветственно с входом блока 14 переключения
режима, первый вход которого соединен с выходом блока контроля момента 5, второй вход блока 14
соединен с выходом датчика скорости 6, один выход блока 14 соединен с
соответствукяцими входами фазосдвнгающих блоков 9, а другой выход блока 14
соединен с входом релейного блока 15, выход которого соединен с управляющими
входами введенного управляемого коммутатора 3. Блок 14 переключения режима
(фиг. 2 содержит блок 16 вычисления текущего значения жесткости механической
характеристики, один вход 3
которого соединен с выходом блока контроля момента 5, другой вход - с выходом датчика скорости 6, а выход
блока 16 соединен с одним входо компаратора 17, другой вход которого соединен с потенциометром 18,
выход компаратора 17 соединен с одн входом блока коммутации 19, другой вход которого соединен с выходом
усилителя 13, а выходы блока 19 образуют выходы блока 14. Зоны работы 20 и 21 соответствуют двум режимам
регулирования скорости вращения вала электропривода. Устройство для регулирования ско
рости трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором работает следующим образом.
В исходном состоянии питание в цепь статора не подается. Все блоки системы управления получают питание
, и находятся в исходном состоя нии. В блоке 1А устанавливается вычисленное при наладке значение
искусственной механической характеристики , определяемое полным сопротивлением резисторов 2.
При подаче напряжения в обмотки статора асинхронного двигателя и отсутствии задающего напряжения фор
мирователи импульсов 10 подают на второй тиристорный коммутатор 4 так товые импульсы, а на управляющие
электроды коммутатора 3 подается не прерывный сигнал с релейного элемента 15, работу которого задает
блок 13. В этом режиме электроприво работает не реостатной механической .
характеристике,, определяемой величиной активного сопротивлений цепи ротора совместно с резисторами 2.
Для работы на заданной скорости необходимо в блоке задания скорости П установить величину задающего
напряжения, соответствукмдего выбран ной скорости. Это напряжение с опре
деленным темпом нарастания подается на один вход сумматора 12, на другой
вход которого подается напряжение обратной связи по скорости с датчика скорости 6. Разность напрядений
, пропорциональная рассогласов нию скорости, подается на вход усилителя 13, с выхода которого уси ленное
напряжение подается .на вход блока 14. В зависимости от текущего
значения жесткости тек- блок 14 автоматически задает режиьш работы управляемых тиристорных ко Ф1утато154
ров 3 и 4 и производит подключение
усиленной разности напряжений к релейному блоку либо к управляющим входам фазосдвигающих блоков 9.
При значении .тек jaeтирис-. торный коммутатор 3 постоянно включен, а второй тиристорный коммутатор 4
работает с фазоимпульсным управлением , причем усиленна разность напряжений задания и обратной связи
по скорости подается из блока 14 на управляющие входы фазосдвигдющих блоков 9, а на вход релейного
блока 15 подается сигнал с другого выхода блока 14, который держит релейный блок 15 постоянно включенным
. При значении т«1с Pj,. коммутатор 3 проводится в режтгм импульсного
управления, когда выход усилителя 13 подключен к входу релейного блока 5 и отключен от управляющих
входов фазосдвигающих устройств, а на второй управляеи 1й коммутатор 4
подается только тактовые импульсы. При выходе электропривода на заданную скорость в зависимости от
текущего значения жесткости разгон осуществляется вторым управляемым
коммутатором 4, работающим как регулятор сопротивления в фазоимпульсном режиме,, либо-коммутатором 3,
работающим как регулятор тока в импульсном режиме. В установившемся режиме электропривод
работает в одной из зон регулирования , показанных на 4«г.З в зависимости
от текущего значения жесткости Зтеу : в зоне 20 определяемой
естественной механической характеристикой двигателя и искусствен-,
ной с добавочным активным сопротивлением резисторов 2; в зоне 21 которая
располагается между осью скоростей и искусс- венной механической характеристикой
с резисторами 2 и в которой происходит импульсное регулирование скорости двигателя. Среднее
значение момента при этом равно моменту сопротивления механизма. Этот
режим работы осуществляется за счет управляемого коммутатора 3 и блоки
управления, у которого в Этом случае работает блок задания 11, сумматор
12, датчик скорости 6, усилитель 13, блок контроля момента, блок 14 И релейный элемент 15. Блоки
р1стем 1 импульсно-фазового управления находятся в пассивном состоя-, 5 НИИ, т.е. с выхода формирователей имггульсов 10 на второй управляекый
коммутатор 4 приходят только тактовые импульсы, так как на управляющие входы фазосдвигающих блоков 9
не подается напряжение с усилителя С увеличением момента сопротивления и попадании его в зону 20 про
исходит переключение в системе упра ления таким образом, что коммутатор оказывается постоянно включенным,
а второй управляемый коммутатор 4 вместе с системой блоков импульснофазового управления обеспечит работ
электропривода в режиме фазоимпульс ного управления, когда в зависимости от угла регулирования изменяется
величина эквивалентного активного сопротивления цепи ротора и поддерживается заданная скорость.
Работа блока 16, компаратора 17, потенциометра 18 и блок коммутации
в общей системе электропривода осуществляется следующим образом. Аналоговый сигнал с датчика скорости
6, пропорциональный текущей частоте вращения W , преобразуется схемой апгебраического суммирования
, собранной на операционном усил теле ОУ1 (блок 16) , в сигнал скольжения S по алгоритму
W -i-fcco , где k ----- cons t; oj о
Wo - синхронная частота вращения С выхода ОУ1 сигнал, пропорциональный скольжению S , подается на
один из входов делителя (.микросхема К525ПС2). На второй вход подается аналоговый сигнал с блока 5, про
порциональный моменту двигателя. С выхода делителя снимается сигнал, пропорциональный отношению . Вел
чина этого сигнала . определяе жесткость механической характеристи электропривода в текущий момент вре
мени - тек Для определения, в какой из зон находится рабочая точка А мехаличес
характеристики электропривода, использован компаратор (.блок 17). Он сравнивает сигнал с выхода блока 16
156 с выходным сигналом Up,ja, блока 18,
который определяет жесткость заданной граничной механической характеристики .
При работе привода могут быть два варианта. Величина напряжения с блока
18 Uji: больше напряжения с блока , т.е. жесткость граничной характеристики больше жесткости
рабочей характеристики. В этом случае электропривод работает в зоне 21 (фиг.З). С выхода блока 17 при
этом снимается отрицательное напряжение , которое запирает диод На управляющих входах ключа (168КТ2
нулевое напряжение, что приводит к закрытию его выходных каналов. Поэтому
напряжение от блока 13 не подается к блоку 9. Это исключает фазоимпульсный режим работы. В то же
время напряжение с блока 17,приложенное к входу ОУ4 через диод Д2, инвертируется
в сигнал положительной полярности и подается на третий управляющий вход ключа (168КТ2) .
Третий канал ключа отпирается. Сигнал от блока 13 заставляет сработать
блок 15, который выдает положительньй сигнал, и тиристорный коммутатор 3 включается. Это приводит к
увеличению скорости, а значит и напряжения обратной связи с датчика
скорости 6. Сигнал рассогласования уменьшается и при .определенном Unop minimuw блок 15 переключается
. При этом тиристорный коймутатор ТК выключается. Скорость двигателя
уменьшается, а сигнал рассогласования растет. При определенном блок I5
значении Unop.moximuw включается. Цикл работы повторяется . Таким образом осуществляется
импульсное управление. В этом варианте с выхода ОУЗ снимается положительный сигнал, который запирает
диод Д4. При втором варианте VftyK f,re.. т.е. жесткость граничной характеристики
меньше жесткости рабочей характеристики , электропривод работает в этом случае в зоне 20.
Использование в предложенном устройстве комбинированных режимов работы электропривода (импульсного и
фазоимпульсного) обеспечивает регулирование скорости во всем первом квадранте.
