Спосіб регулювання частоти обертання асинхронного двигуна

Способ регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя, при котором подают на каждую фазную обмотку статора напряжение питающей сети неизменной частоты и изменяют частоту вращения электромагнитного поля статора вниз от частоты напряжения питающей сети при помощи подключения фаз в последовательности U,-А, С, В, А, С, В, ...; Ц>-В, А, С, В, А, С,...; U 3 - C , В, А, С, В, А, ...; а вверх - в последовательности l ^ - А , В, С, А, В, С, ...; U 2 - В, С, А, В, С, А, ...; U 3 - С, А, В, С, А, В,..., где Ui, ІІ2, из - напряжения на обмотках асинхронного электродвигателя; А, В, С - фазы напряжения питающей сети, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при достижении номинальной частоты вращения асинхронного двигателя, соответствующей соединению обмоток статора по схеме "звезда", производится переключение обмоток статора на схему "двойная звезда", а вверх от номинальной частоты вращения, соответствующей соединению обмоток статора по схеме "двойная звезда", регулирование осуществляется переключением порядка фаз по направлению вращения электромагнитного поля статора. С > ю О о Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления частотой вращения общепромышленных асинхронных электродвигателей. Известны два способа регулирования частоты вращения асинхронного двигателя при помощи изменения порядка подключения фазных обмоток статора к питающей сети. В первых, регулирование осуществляется изменением порядка подключения фазных обмоток статора к питающей сети и частоты вращения электромагнитного поля статора. Во вторых, изменением порядка подключения фазных обмоток статора к питающей сети при неизменной частоте напряжения питающей сети и сохранении значения момента. Однако данные способы не позволяют обеспечить высокий диапазон регулирования при сохранении момента двигателя. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является авт.св. СССР № 1628174, кл. Н 02 Р 7/42, 1991, в котором способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя заключается в переключении напряжения питающей сети не 20402 изменной частоты, при котором изменяется частота вращения электромагнитного поля статора асинхронного электродвигателя, которая принимает значение разности или суммы, в зависимости от направления пере- 5 ключения, частот напряжения питающей сети и переключений обмоток статора асинхронного электродвигателя при сохранении »4омента двигателя. В основу настоящего изобретения поло- 10 жена задача создать способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя, который позволяет обеспечить высокий диапазон регулирования при сохранении момента двигателя. 15 Поставленная задача достигается тем, что при достижении частоты вращения асинхронного двигателя, соответствующей соединению его обмоток статора по схеме "звезда", с помощью датчика скорости, сое- 20 динеиного с валом двигателя, производится переключение, при помощи дополнительных тиристоров, его обмоток статора на схему "двойная звезда", что позволяет повысить диапазон регулирования частоты 25 вращения асинхронного двигателя при сохранении его момента. На чеотеже приведено устройство, которое реализует способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя. 30 Устройство содержит асинхронный электродвигатель 1, девять основных симметричных тиристоров 2-Ю, три блока коммутации разделенных обмоток статора асинхронного электродвигателя 11-13, каж- 35 дый из которых состоит из трех коммутирующих тиристоров 14-22, трехфазный выпрямительный мост, выполненный на шести неуправляемых вентилях 23-28, дополнительный тиристор 29, блок 30 40 искусственной коммутации и датчик скорости 31. Устройство работает следующим образом. На основные симметричные 2,6,10 и 45 коммутирующие 14-16 тиристоры подаются импульсы тока и они отпираются. При этом к двум обмоткам I и )2, соединенных последовательно, статора асинхронного двигателя I прикладывается напряжение фазы А 50 питающей сети, к обмоткам II 1 и II 2 , соединенных последовательно, - напряжение фазы В, к обмоткам III 1 и Ш 2 , соединенных последовательно - напряжение фазы С. В момент подачи импульса у правления на 55 блок 30 искусственной коммутации дополнительный тиристор 29 запирается, что приводит, вследствие этого, к прекращению тока через ранее проводившие симметричные 2,6,10 и коммутирующие 14-16 тиристоры. В интервале времени в течении которого происходит восстановление запирающих свойств тиристоров 2,6,10 и 14-16, все обмотки статора асинхронного двигателя отключены от питающей сети. При подаче импульсов тока управления на симметричные 8,2,6 и коммутирующие 14-16 тиристоры (подаются импульсы тока) и они отпираются. При этом к обмоткам I 1 и I 2 , соединенных последовательно, статора асинхронного двигателя 1 прикладывается напряжение фазы С питающей сети, к обмоткам II 1 и II , соединенных последовательно, напряжение фазы А, к обмоткам III 1 и III 2 , соединенных последовательно, напряжение фазы В. В момент подачи импульса управления на блок 30 искусственной коммутации дополнительный тиристор 29 запирается, что приводит, вследствие этого, к прекращению тока через ранее проводившие симметричные 8,2,6 и коммутирующие тиристоры. В интервале времени в течении которого происходит восстановление запирающих свойств тиристоров 8,2,10 и 14-16, все обмотки статора асинхронного двигателя отключены от питающей сети. При подаче импульсов тока управления на симметричные 5,9,4 и коммутирующие 14-16 тиристоры и они отпираются. При этом к обмоткам I і и I2, соединенных последовательно, статора асинхронного двигателя 1 прикладывается напряжение фазы В питающей сети, к обмоткам II 1 и I I , соединенных последовательно, напряжение фазы С, к обмоткам III 1 и III 2 , соединенных последовательно, напряжение фазы А. В моменты подачи импульса управления на блок 30 искусственной коммутации дополнительный тиристор 29 запирается, что приводит, вследствие этого, к прекращению тока через ранее проводившие симметричные 5,9,4 и коммутирующие 14-16 тиристоры. В интервале времени в течении которого происходит восстановление запирающих свойств тиристоров 5,9,4 и 14-16, все обмотки статора асинхронного двигателя отключены от питающей сети. При подаче импульсов тока управления на симметричные 2,6,10 и коммутирующие 14-16 тиристоры и они отпираются. При этом к обмоткам I и I , соединенных последовательно, статора асинхронного двигателя 1 прикладывается напряжение фазы А питающей сети, к обмоткам II 1 и II 2 , соединенных последовательно, напряжение фазы В, к обмоткам III 1 и III 2 , соединенных последовательно, напряжение фазы С. Далее циклы переключений повторяются. 20402 Во всех режимах циклов коммутирующие тиристоры 17-22 остаются закрытые. Таким образом, за счет переключения напряжения питающей сети электромагнитное поле статора электродвигателя враща- 5 ется с частотой, равной разности частоты напряжения питающей сети и частоты переключений. Так как частота переключений регулируемая, изменяется результирующая частота 10 вращения электромагнитного поля статора и, следовательно, частота вращения ротора электродвигателя. Переключение обмоток осуществляется против направления вращения электромаг- 15 нитного поля статора, при этом результирующая частота вращения изменяется от нуля до номинальной, соответствующей соединению обмоток статора по схеме "звезда". При превышении скоростью вращения 20 вала асинхронного электродвигателя номинального значения датчик скорости вырабатывает управляющий сигнал на систему управления. Переключение, после этого, напряжения питающей сети неизменной час- 25 тоты происходит в той же последовательности, но при закрытых коммутирующих тиристорах 14-16 и открывающихся и закрывающихся, соответственно, с основными симметричными тиристорами 2- 30 10, что соответствует переключению соединения обмоток статора асинхронного двигателя со схемы "звезда" на схему "двойная звезда". При этом верхний предел управления частотой вращения асинхронного 35 электродвигателя повышается до частоты равной двум номинальным значениям частоты вращения асинхронного электродвигателя по схеме "звезда". При этом при подаче импульсов тока 40 управления на симметричные 2,6,10 и коммутирующие 17-22 тиристоры они отпираются. При этом к обмоткам I и I , соединенных параллельно, статора асинхронного двига45 теля 1 прикладывается напряжение фазы А питающей сети, к обмоткам II 1 и II 2 , соединенных параллельно, напряжение фазы В, к обмоткам 1 1 и III , соединенных параллель1 но, напряжение фазы С. В момент подачи импульса управления на блок 30 искусственной коммутации дополнительный тиристор 29 запирается, что приводит, вследствие этого, к прекращению тока через ранее проводившие симметричные 2,6,10 и коммутирующие 17-22 тиристоры. В течении интервала времени, при котором происходит восстановление запирающих свойств тиристоров 2,6,10 и 17-22, все обмотки статора асинхронного двигателя отключены от питающей сети. При подаче импульсов тока управления на симметричные 8,2,6 и коммутирующие 17-22 тиристоры они отпираются. При этом к обмоткам I и I , соединенных параллельно, статора асинхронного двигателя 1 прикладывается напряжение фазы С, к обмоткам И1 и II , соединенных параллельно, напряжение фазы А, к обмоткам III 1 и III 2 , соединенных параллельно, напряжение фазы В и так далее. Если осуществлять переключение обмоток статора по направлению вращения электромагнитного поля статора, то частота вращения ротора электродвигателя увеличивается и равна сумме частоты переключений и частоты вращения электродвигателя по схеме "двойная звезда". При стандартном выполнении электродвигателя допускаемая величина регулирования вверх от номинальной - 0,2 п н о м {где п н о м - номинальная частота вращения асинхронного электродвигателя по схеме "двойная звезда"). Использование предлагаемого способа регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя позволяет обеспечить диапазон регулирования 1:200 при сохранении момента двигателя. I 20402 Упорядник Замовлення 4383 Техред М.Келемеш Коректор М.Лукач Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101