close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8218

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8218
(13) C1
(19)
(46) 2006.06.30
(12)
7
(51) H 02P 7/36
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ
ДВИГАТЕЛЕМ
BY 8218 C1 2006.06.30
(21) Номер заявки: a 20030412
(22) 2003.05.07
(43) 2004.12.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования "Белорусско-Российский университет" (BY)
(72) Авторы: Коваль Александр Сергеевич;
Скарыно Борис Борисович; Шваяков
Андрей Викторович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет" (BY)
(56) Петров Л.П. и др. Передовой опыт и
научно-технические достижения для
внедрения // Электротехническое производство. - 1990. - № 10(34). - С. 7-9.
BY 2805 C1, 1998.
SU 1628175 A1, 1991.
JP 62272894 A, 1987.
JP 56029494 A, 1981.
(57)
Устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее тиристорный преобразователь напряжения, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых выполнены с возможностью подключения к источнику питания, вторые соединены с соответствующими выводами фаз обмоток статора асинхронного двигателя, а управляющие входы соединены с соответствующими управляющими
входами тиристорного преобразователя напряжения, датчик тока, включенный в одну из
фаз питающего напряжения, датчик силового напряжения, задатчик управляющего напряжения, выход которого соединен с входом задатчика интенсивности разгона асинхронного
двигателя, выход которого соединен с первым входом ключевого элемента, блок формирования импульсов управления, первый вход которого соединен с выходом ключевого
BY 8218 C1 2006.06.30
элемента, второй вход - с выходом датчика тока, а выходы соединены с соответствующими входами каждого из шести усилителей мощности, выходы которых соединены с соответствующими управляющими входами тиристорного преобразователя напряжения, датчик угла нагрузки, входы которого соединены соответственно с выходом датчика тока и
выходом датчика силового напряжения, а выход - с первым входом регулятора угла нагрузки, задатчик угла нагрузки, выход которого соединен со вторым входом регулятора
угла нагрузки, выход которого соединен со вторым входом ключевого элемента, отличающееся тем, что содержит в каждой фазе предвключенные резисторы, включенные параллельно с соответствующими встречно-параллельно включенными тиристорами тиристорного преобразователя напряжения, при этом предвключенные резисторы выполнены с
возможностью, до начала работы тиристорного преобразователя напряжения, формирования величины напряжения на асинхронном двигателе, меньшей, чем величина, необходимая для формирования вращающего момента.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления
пусковыми режимами асинхронных двигателей, а также для энергосбережения в асинхронных электроприводах при изменении нагрузки.
Известно устройство для управления работой асинхронных двигателей, содержащее
три пары встречно-параллельно включенных тиристоров в каждой фазе, а также схему
управления ими с синхронизацией по питающему напряжению и образующее тиристорный преобразователь напряжения с фазовым управлением [1].
Однако известное устройство характеризуется существенными колебаниями момента
и частоты вращения на подсинхронной скорости при работе с пониженным напряжением [2]. Это ограничение существенно для электроприводов на базе тиристорных преобразователей напряжения и реализующих эффект энергосбережения за счет снижения напряжения при изменении нагрузки, а также для систем плавного пуска с регулируемым
диапазоном темпа разгона.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее: тиристорный преобразователь напряжения, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров в каждой фазе; блок формирования импульсов управления с синхронизацией по току; датчик тока; датчик напряжения; датчик и регулятор угла
нагрузки; задатчик интенсивности; датчик проводимости тиристоров; блок для начального
запуска встречно-параллельно включенных тиристоров; усилители мощности; блок повторного включения силовых тиристоров и блок защиты; коммутационные элементы [3].
Но известное устройство, принятое за прототип, имеет низкую надежность. В известном устройстве для нормального начала функционирования основного блока формирования импульсов управления с синхронизацией по току необходим режим кратковременного
начального запуска тиристоров, что и реализует блок начального запуска с синхронизацией по напряжению. Использование последовательно работающих двух систем формирования управляющего напряжения в известном устройстве снижает его надежность.
Кроме того, пропуск включения хотя бы одного тиристора при работе блока формирования импульсов с синхронизацией по току приводит к нарушению синхронизации и аварийному режиму работы всего устройства. Для предотвращения этого режима в известном
устройстве предусмотрен блок повторного включения и блок защиты. Использование этих
конструктивных мер защиты подчеркивает невысокую надежность устройства. Все вышеперечисленное и определяет в целом низкую надежность устройства для управления асинхронным двигателем, принятого за прототип.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности устройства для
управления асинхронным двигателем.
2
BY 8218 C1 2006.06.30
Решение указанной задачи достигается тем, что в устройстве для управления асинхронным двигателем, содержащем тиристорный преобразователь напряжения, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых выполнены с возможностью подключения к источнику питания, вторые соединены с соответствующими выводами фаз обмоток статора асинхронного двигателя, а управляющие
входы соединены с соответствующими управляющими входами тиристорного преобразователя напряжения, датчик тока, включенный в одну из фаз питающего напряжения, датчик силового напряжения, задатчик управляющего напряжения, выход которого соединен
с входом задатчика интенсивности разгона асинхронного двигателя, выход которого соединен с первым входом ключевого элемента, блок формирования импульсов управления,
первый вход которого соединен с выходом ключевого элемента, второй вход - с выходом
датчика тока, а выходы соединены с соответствующими входами каждого из шести усилителей мощности, выходы которых соединены с соответствующими управляющими входами тиристорного преобразователя напряжения, датчик угла нагрузки, входы которого
соединены соответственно с выходом датчика тока и выходом датчика силового напряжения, а выход - с первым входом регулятора угла нагрузки, задатчик угла нагрузки, выход
которого соединен со вторым входом регулятора угла нагрузки, выход которого соединен
со вторым входом ключевого элемента, согласно изобретению, содержит в каждой фазе
предвключенные резисторы, включенные параллельно встречно-параллельно включенным тиристорам тиристорного преобразователя напряжения, при этом предвключенные
резисторы выполнены с возможностью, до начала работы тиристорного преобразователя
напряжения, формирования величины напряжения на асинхронном двигателе, меньшей,
чем величина, необходимая для формирования вращающего момента.
Использование предвключенных резисторов, включенных в каждой фазе параллельно
силовым тиристорам, позволяет обеспечить протекание тока в каждой фазе независимо от
состояния тиристоров. Это, во-первых, принципиально обеспечивает непрерывную синхронизацию по току блока формирования управляющего напряжения во всех режимах работы устройства управления, а во-вторых, как следствие, исключает необходимость использования конструктивных средств для первоначального включения силовых тиристоров и для обеспечения его работоспособности при пропуске включения очередного силового тиристора.
Все это повышает в целом надежность работы устройства для управления асинхронным двигателем.
Сущность изобретения поясняется чертежом: на фигуре приведена схема устройства
для управления асинхронным двигателем.
Устройство для управления асинхронным двигателем содержит: тиристорный преобразователь напряжения 1, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых выполнены с возможностью подключения к источнику питания, вторые соединены с соответствующими выводами фаз обмоток статора асинхронного двигателя 2, а управляющие входы соединены с соответствующими управляющими
входами тиристорного преобразователя напряжения 1; датчик тока 3, включенный в одну
из фаз питающего напряжения; датчик 4 силового напряжения фазы, в которую включен
датчик тока 3; задатчик управляющего напряжения 5, выход которого соединен с входом
задатчика интенсивности разгона 6 асинхронного двигателя, выход которого соединен с
первым входом ключевого элемента 7; блок формирования импульсов управления 8, первый вход которого соединен с выходом ключевого элемента 7, второй вход - с выходом
датчика тока 3, а выходы соединены с соответствующими входами каждого из шести усилителей мощности 9, 10, 11, 12, 13, 14, выходы которых соединены с соответствующими
управляющими входами тиристорного преобразователя напряжения 1; датчик угла нагрузки 15, входы которого соединены соответственно с выходом датчика тока 3 и выходом
датчика 4 силового напряжения, а выход - с первым входом регулятора угла нагрузки 16;
3
BY 8218 C1 2006.06.30
задатчик угла нагрузки 17, выход которого соединен со вторым входом регулятора угла
нагрузки 16, выход которого соединен со вторым входом ключевого элемента 7; предвключенные резисторы 18, 19, 20, включенные параллельно с соответствующими встречно-параллельно включенными тиристорами тиристорного преобразователя напряжения 1,
при этом предвключенные резисторы 18, 19, 20 выполнены с возможностью, до начала
работы тиристорного преобразователя напряжения 1, формирования величины напряжения на асинхронном двигателе 2, меньшей, чем величина, необходимая для формирования
вращающего момента.
Устройство для управления асинхронным двигателем работает следующим образом
(фигура). При подаче силового напряжения на тиристорный преобразователь напряжения
1 за счет предвключенных резисторов 18, 19, 20 по фазным проводам протекает симметричная система токов. Сопротивление предвключенных резисторов 18, 19, 20 выбирается
исходя из коэффициента передачи датчика тока 3 таким образом, чтобы до начала работы
тиристорного преобразователя напряжения 1 напряжение на асинхронном двигателе 2 было недостаточно для формирования вращающего момента, вал двигателя был неподвижен
и при этом потери в этих резисторах были минимальные. Датчик тока 3 формирует сигнал, являющийся синхронизирующим напряжением для работы блока формирования импульсов управления 8. Теперь при появлении на выходе задатчика управляющего напряжения 5 напряжения управления задатчик интенсивности разгона 6 формирует напряжение, меняющееся во времени с определенным темпом. Это напряжение через
ключевой элемент 7 поступает на управляющий вход блока формирования импульсов
управления 8, представляющего собой, например, одноканальную систему импульснофазового управления, построенную на "вертикальном" принципе формирования сигналов
управления, но с синхронизацией через датчик тока 3 по току асинхронного двигателя 2.
Импульсы управления с соответствующих выходов блока формирования импульсов
управления 8 через усилители мощности 9, 10, 11, 12, 13, 14 поступают на соответствующие управляющие входы тиристорного преобразователя напряжения 1. В результате формируется разгон асинхронного двигателя 2 с заданным темпом, а также его работа в установившемся режиме.
В установившемся режиме работы асинхронного двигателя 2 при колебании момента
нагрузки на его валу реализуется режим поддержания заданного угла нагрузки. В этом
случае датчик угла нагрузки 15, получая информацию от датчика 4 силового напряжения
и датчика тока 3, формирует сигнал на выходе, пропорциональный реальному углу нагрузки. Этот сигнал поступает на один вход регулятора угла нагрузки 16 (например
ПИ-регулятор), на другой вход которого поступает сигнал о требуемом угле нагрузки с
задатчика угла нагрузки 17. Напряжение рассогласования с выхода регулятора угла нагрузки 16 через ключевой элемент 7, который в этом случае переключает управляющий
вход блока формирования импульсов управления 8 на выход регулятора угла нагрузки 16,
определяет момент подачи импульсов управляющего напряжения с выхода усилителей
мощности 9, 10, 11, 12, 13, 14 на тиристоры тиристорного преобразователя напряжения 1,
а значит, обеспечивает величину напряжения на асинхронном двигателе 2 в зависимости
от нагрузки и таким образом поддерживает заданный угол нагрузки.
Таким образом, применение изобретения за счет использования предвключенных резисторов, включенных параллельно в каждой фазе силовым тиристорам тиристорного
преобразователя напряжения, позволяет принципиально обеспечить непрерывную синхронизацию по току блока формирования управляющего напряжения во всех режимах работы
устройства управления, а значит, делает ненужным использование дополнительных конструктивных средств как для первоначального включения силовых тиристоров, так и для
обеспечения его работоспособности при пропуске включения очередного силового тиристора. Все это повышает надежность в целом устройства для управления асинхронным
двигателем.
4
BY 8218 C1 2006.06.30
Источники информации:
1. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. - M.: Энергоатомиздат, 1988.
2. Петров Л.П., Андрющенко О.А., Воробьев В.А. и др. Тиристорные пускатели для
асинхронных двигателей. Передовой опыт и научно-технические достижения для внедрения // Электротехническое производство: Отраслевой информационный сборник. - 1990. Вып. 10(34).
3. Браславский И.Я., Зюзев A.M., Костылев А.В. Исследование свойств систем "тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель" с различными типами
синхронизации // Электротехника. - 2000. - № 9.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
159 Кб
Теги
by8218, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа