УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПУСКОМ И ОСТАНОВОМ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
DEVICE TO CONTROL START AND STOP OF INDUCTION MOTOR

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе прачечных машин.
Известно устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя, содержащее формирователь импульсов, коммутатор напряжения, генератор импульсов, блок синхронизации, три двоичных счетчика импульсов, постоянное запоминающее устройство и RS-триггер (см. описание полезной модели к патенту РФ №31076, кл.7 Н02Р 1/26, 2003 г.). Данное устройство при разгоне и торможении позволяет ступенчато управлять частотой вращения якоря электродвигателя в зависимости от параметров (частота, амплитуда) формируемого напряжения на выходе симисторного коммутатора.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя, содержащее два генератора импульсов, выпрямитель переменного напряжения, компаратор напряжения, интегратор напряжения, широтно-импульсный модулятор и последовательно соединенные двоичный счетчик импульсов, регистр, постоянное запоминающее устройство, формирователь импульсов и коммутатор напряжения (см. описание изобретения к патенту РФ №2454784).
Данное устройство улучшает качество регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя, обеспечивая плавное нарастание или снижение частоты вращения якоря электродвигателя при разгоне и торможении.
Предложенное техническое решение расширяет функциональные возможности устройства, позволяет осуществлять вращение якоря асинхронного электродвигателя в прямом и в обратном направлениях, плавно набирая в заданное время заданную частоту вращения якоря электродвигателя при разгоне и плавно снижая частоту вращения якоря при торможении.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя, содержащее последовательно соединенные интегратор напряжения, генератор импульсов, двоичный счетчик импульсов, регистр, постоянное запоминающее устройство, формирователь импульсов и коммутатор напряжения, предназначенный для включения в цепь электродвигателя рабочего напряжения, а также выпрямитель переменного напряжения, компаратор напряжения, широтно-имульсный модулятор и второй генератор импульсов, выход которого подключен ко второму входу регистра и к первому входу широтно-импульсного модулятора, второй вход которого соединен с выходом интегратора напряжения и с входом компаратора напряжения, а выход - со следующей адресной шиной постоянного запоминающего устройства, управляющий вход которого подключен к выходу компаратора напряжения, на второй вход которого подается опорное напряжение, второй вход коммутатора напряжения подключен к выходу выпрямителя переменного напряжения, на вход которого подается сетевое напряжение, введен задатчик параметров, первые выходы которого подключены к входам интегратора напряжения, второй выход - к старшей адресной шине постоянного запоминающего устройства, а вход является входом устройства. Сущность предложенного технического решения представлена функциональной схемой устройства на фиг.1.
Устройство для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя содержит вход 1, задатчик 2 параметров, интегратор 3 напряжения, генераторы 4 и 5 импульсов, компаратор 6 напряжения, двоичный счетчик 7 импульсов, регистр 8, широтно-импульсный модулятор 9, постоянное запоминающее устройство 10, формирователь 11 импульсов, выпрямитель 12 переменного напряжения, транзисторный коммутатор 13 напряжения, подаваемого на обмотки асинхронного электродвигателя 14.
Устройство работает следующим образом.
После включения питания устройства на выходе компаратора 6 напряжения устанавливается сигнал низкого уровня, который поступает на управляющий вход постоянного запоминающего устройства 10 и запрещает подачу сигналов на шины данных постоянного запоминающего устройства. Задатчиком 2 параметров работы асинхронного электродвигателя предварительно задается направление, частота вращения якоря и время разгона и торможения электродвигателя. При этом на старшую адресную шину постоянного запоминающего устройства 10 с выхода задатчика 2, в зависимости от заданного направления вращения якоря электродвигателя последует сигнал высокого или низкого уровня. На первом входе интегратора 3 напряжения устанавливается параметр, определяющий заданное время разгона и торможения якоря электродвигателя. При подаче на вход 1 устройства постоянного сигнала высокого уровня с выхода задатчика 2 параметров на второй вход интегратора 3 напряжения последует заданное значение напряжения, соответствующее рабочей частоте вращения якоря электродвигателя. На выходе интегратора 3 напряжения происходит линейное нарастание напряжения. При достижении значения напряжения уровня опорного напряжения Uoп выход компаратора 6 напряжения переключится на сигнал высокого уровня, который снимет запрет подачи сигналов на шины данных постоянного запоминающего устройства. В процессе нарастания напряжения на выходе интегратора напряжения со значения Uoп до заданного задатчиком 2 с выхода широтно-импульсного модулятора 9 с частотой тактовых импульсов генератора 5 на шину адреса следуют импульсы, длительности которых прямо пропорциональны величинам изменяющего напряжения на выходе интегратора напряжения и определяеют величины питающего обмотки двигателя напряжения. По достижении заданного напряжения на выходе интегратора напряжения длительность импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора 9, а следовательно, и значение питающего электродвигатель напряжения примут постоянное значение.
Двоичный счетчик 7 импульсов, период отсчета которого кратен периоду следования формируемого для обмоток асинхронного электродвигателя переменного напряжения, отсчитывает импульсы генератора 4, управляемого напряжением. Частота этих импульсов изменяется прямо пропорционально изменению величины напряжения на выходе интегратора напряжения и определяет частоту питающего электродвигатель переменного напряжения. Двоичный счетчик 7 импульсов оцифровывает период следования формируемого для обмоток электродвигателя переменного напряжения и на своих выходах устанавливает последовательность параллельных кодовых комбинаций, которые положительными фронтами импульсов тактового генератора 5 записываются на разряды регистра 8 и синхронно считываются на адресные шины постоянного запоминающего устройства 10. Каждому коду адреса соответствуют данные, заранее записанные в постоянное запоминающее устройство. В память постоянного запоминающего устройства заранее записана информация, которая считывается на шины данных в виде последовательностей импульсов, длительность которых изменяется по синусоидальному закону. Эта последовательность импульсов через формирователь 11 импульсов поступает на входы коммутатора 13 напряжения и управляет преобразованием постоянного напряжения, подаваемого с выхода выпрямителя 12 напряжения, в переменные напряжения по трем фазам, сдвинутым друг относительно друга на 120 электрических градусов. Выпрямитель 12 переменного напряжения преобразует переменное сетевое напряжение в постоянное. Направление чередования фаз определяется уровнем сигнала на старшей адресной шине постоянного запоминающего устройства 10, в память которого заранее записывается соответствующая информация. После снятия с входа 1 устройства напряжения высокого уровня с входа интегратора напряжения также снимется заданное значение напряжения и на выходе интегратора напряжения происходит плавное убывание значения напряжения, что приводит к уменьшению длительности импульсов широтно-импульсного модулятора и выходной частоты генератора, управляемый напряжением. При достижении напряжения на выходе компаратора ниже уровня опорного напряжения Uoп выход компаратора переключится на сигнал низкого уровня и подача напряжения на обмотки электродвигателя прекратится. Разгон и торможение устройства в заданном направлении до заданной частоты вращения якоря электродвигателя осуществляется плавным нарастанием и убыванием частоты и величины питающего обмотки асинхронного электродвигателя напряжения в соответствии с параметрами заданными задатчиком 2. Время разгона и торможения также задается задатчиком 2.
Использование предложенного устройства для управления пуском и остановом асинхронного электродвигателя, например, в составе привода прачечных машин в сравнении с аналогом позволяет организовать разные режимы работы стирально-отжимной машины при стирке (реверсное вращение барабана), при раскладке и отжиме белья (повышенная скорость вращения барабана) использовать в приводах центрифуги с разными массами загрузки белья (различное время разгона и торможения).