Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к вентильным электродвигателям (ВД). Целью изобретения является упрощение -конструкции ВД. Электродвигатель содержит синхронную машину 1, подключенную к сети переменного тока через преобразователь 2 частоты, состоящего из выпрямителя 3 и инвертора 4, датчик 5 положения ротора, узел 6 задания частоты вращения, датчик 7 тока, датчик 8 частоты вращения, регулятор 9 частоты вращения. Первый вход регулятора 10 тока подключен к выходу регулятора 9, второй вход к выходу датчика 7 тока, а выход к управляющему входу выпрямителя 3., ВД имеет также пороговьй узел 11 сравнения сигналов задания и обрат (О ной связи по частоте вращения, пеIsD О сд Ч 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ц ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3877732/24-07 (22) 04.04.85 (46) 30.10.86. Бюл. У 40 (7 1) Пермское отделение Ордена Трудового Красного Знамени всесоюзного научно-исследовательского проектного и проектно-конструкторского института по комплексной электрификации промышленных объектов "Тяжпромэлектропроект" им. Ф.Б.Якубовского (72) Л.Н.Тульчинский (53) 621.313.014.2:621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1064412, кл. Н 02 P 6/00, 1982.

Авт ор с кое с вид ет ельст в о СССР

В 1023610, кл. Н 02 P 6/00, 1981. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к вентиль„„SU„„267578 А1

pg 4 Н 02 P 6/00, Н 02 К 29/06 ным электродвигателям (ВД) . Целью изобретения является упрощение конструкции ВД. Электродвигатель содержит синхронную машину 1, подключенную к сети переменного тока через преобразователь 2 частоты, состоящего иэ выпрямителя 3 и инвертора 4, датчик 5 положения ротора, узел 6 задания частоты вращения, датчик 7 тока, датчик 8 частоты вращения, регулятор 9 частоты вращения. Первый вход регулятора tO тока подключен к выходу регулятора 9, второй входк выходу датчика 7 тока, а выход— к управляющему входу выпрямителя 3

ВД имеет также пороговый узел 11 сравнения сигналов задания и обратной связи по частоте вращения, пе1 реключатель 12 чередования импульсов управления инвертором 4, эле— мент 14 ".Неравнозначность", выпрямитель 15 и резисторы 16„17. Данный ВД позволяет устранить броски тока в силовой цепи в начальный момент тормозного режима благодаря то267578 му, что регулятор тока 10 в соответ ствии с величиной сигналов задания и обратной связи по току управляет величиной угла зажигания вентилей выпрямителя 3, обеспечивая регулируемый режим торможения с рекуперацией энергии машины в сеть. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих регулируемых электроприводах, построенных по схеме вентильного электродвигателя, для устранения аварийных бросков тока в силовой цепи, обусловленных неполной управляемостью выпрямителя,вхо— дящего в состав преобразователя частоты вентильного электродвигателя, в переходных режимах электропривода.

Цель изобретения — упрощение конструкции вентильного электродвигателя .

На чертеже представлена схема предлагаемого вентильного электродвигателя .

Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1, подключенную к сети переменного тока через преобразователь 2 частоты, состоящий из тиристорных выпрямителя 3 и инвертора 4, датчик 5 положения ротора, связанный с валом синхронной машины 1, узел 6 задания частоты вращения, датчик 7 тока, включенный в цепь постоянного тока преобразователя 2 частоты, датчик 8 частоты вращения, регулятор 9 частоты вращения, первый вход которого подключен к выходу узла 6 задания, а второй — к выходу датчика 8 частоты вращения, регулятор 10 тока, первый вход которого подключен к выходу регулятора

9 частоты вращения, второй вход к выходу датчика 7 тока, а выход— к управляющему входу выпрямителя 3, пороговый узел 11 сравнения сигналов задания и обратной связи по частоте вращения, вход которого подключен к выходу регулятора 9 частоты вращения, переключатель 12 чередоваHHH импульсов управления инвертором

4, первый вход которого подключен к выходу датчика 5 положения ротора, . а второй вход — через узел временной задержки 13 — к выходу порогового узла 11, элемент 14 "Неравнозначность", первый вход которого подключен к выходу порогового узла 11 и выходу узла 13 временной задержки, второй вход — к выходу переключате10 дя 12 чередования импульсов управления инвертором 4„ а выход — к дополнительному (третьему) входу регулятора 10 тока.

В цепь первого входа регулятора

15 10 тока включен выпрямитель 15, ко1 торый может быть выполнен на базе операционного усилителя, обеспечивающий учет нереверсивности сигнала на выходе датчика 7 тока преобразова20 теля 2 частоты.

Пороговый узел 11 выполнен по схеме инвертирующего усилителя с высоКим коэффициентом усиления.

Узел 13 и элемент 14 4Неравнозначность" в данном случае выполнены на базе логики серии "Т".

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

При поцаче на первый вход регуля30 тора 9 частоты вращения с выхода узла б задания частоты вращения напряжения положительной полярности, на выходе регулятора 9 появляется на,пряжение отрицательной полярности, которое поступает на первый вход регулятора 10 тока через резистор 16 преобразуясь выпрямителем 15 к сигналу положительной полярности. На управляющем входе выпрямителя 3 при

40 этом появляется отрицательное напряжение, обеспечивающее работу тиристоров выпрямителя с определенным углом зажигания в выпрямительном режи1267578 ме. Кроме того, отрицательное напряжение с выхода регулятора 9 частоты вращения поступает на вход порогового узла 11, инвертируется и усиливается последним и поступает в виде 5 положительного сигнала на первый вход элемента 14 "Неравнозначность" и на вход узла 13, напряжение на вы— ходе которого при этом равно нулю (специфика логики серии "Т"), чему 10 соответствует положительное напряжение на выходе переключателя 12 чередования импульсов. Данное на— пряжение поступает на управляющий вход инвертора 4, обеспечивая требу- f5 емое чередование импульсЬв в инверторном режиме, и машина 1 разгоняется. Кроме того, положительное напряжейие с выхода переключателя 12 чередования импульсов поступает на 20 .второй вход элемента 14 "Неравнозначность", обеспечивая в сочетании с положительным сигналом на первом входе логический сигнал "G" на выходе данного элемента. Таким об- 25 разом, при положительной разности сигналов задания и обратной связи на входе регулятора 9 частоты вращения элементы 11-14 схемы не оказы— вают влияния на работу регулятора 30

10 тока. !

При уменьшении сигнала задания на входе регулятора 9 частоты вращения разница между данным сигна— лом и сигналом с выхода датчика 8 частоты вращения становится отрицательной, на выходе регулятора 9 частоты вращения появляется положительное напряжение, а на выходе порогового узла 11 — отрицательное, которое поступает на первый вход элемента 14 "Неравнозначность" и на вход узла 13, на выходе которого при этом сохраняется сигнал "0" и соответственно сохраняется положи- тельное напряжение на выходе переключателя 12 чередования импульсов, т.е. на втором входе элемента 14

"Неравнозначность", и сохраняется режим работы инвертора 4. На выходе элемента 14 "Неравнозначность" при этом появляется отрицательное напряжение (логический сигнал "1"), кото- . рое поступает на третий вход регулятора 10 тока. За счет того, что величина резистора 17, установленного в цепи третьего входа регулятора 10 тока, на два порядка меньше величины, резистора 1б, нз пряжение на выходе регулятора 10 скачком изменяет полярность, и выпрямитель 3 с максимальным бьстродействием переводится в инверторный режим.

По истечении выдержки времени, ае-. личина которой определяется временем перехода выпрямителя в инверторный режим, на выходе узла 13 появляется отрицательное напряжение (логический сигнал "1"), напряжение на выходе переключателя 12 чередования импульсов также становится отрицательньп, обеспечивая перевод инвертора 4 в выпрямительный режим и установку сигнала "0" на выходе элемента 14

"Неравнозначность . При этом регулятор 10 тока, в соответствии с величиной сигналов задания и обратной связи по току, управляет величиной угла зажигания вентилей выпрямителя

3, обеспечивая регулируемый режим торможения с рекуперацией энергии машины в сеть.

Таким образом, устройство позволяет устранить броски тока в силовой цепи в начальный момент тормозного режима при построении системы регулирования скорости на базе регуляторов, структурно объединенных с суммирующими элементами (входные резисторы регуляторов тока и частоты вращения), что упрощает конструкцию вентильного электродвигателя и позволяет осуществить разработку электропривода с вентильным электродвигателем на базе серийных электроприводов постоянного тока, системы регулирования которых ,содержат указанные регуляторы.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секции якорной обмотки которой подключены к выпрямител ьно-инвертор ному пр еобразователю частоты, датчик положения ротора, связанный с валом синхронной машины, узел задания частоты вращения, датчик и регулятор тока и частоты вращения, пороговый узел сравнения сигналов задания и обратной связи по частоте вращения и переключатель чередования импульсов управления инвертором, первый вход которого подключен к выходу датчика положения ротора, а второй вход — через узел временной задерж—

1267578 ки — к выходу порогового узла сравнения сигналов задания и обратной

Составитель A.Ñàíòàëîâ

Редактор A.Гулько Техред И.Попович Корректор M.Èàêñèìèøèíåö

Заказ 5732/56 Тираж 631 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 связи по частоте вращения, о т л и ч а и шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, он снабжен логическим элементом "Неравнознач— ность", первый вход которого подключен к выходу порогового узла и входу узла временной задержки, второй вход — к выходу переключателя чередования импульсов управления инвертором,а выход-к входу регулятора тока °