Способ управления гистерезисным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах звукозаписи, гироскопии и центрифугах. Целью изобретения является улучшение электромеханических характеристик гистерезисного электродвигателя . Способ управления гистерезисным электродвигателем заключается в том, что посредством инвертора 1 напряжение подключают электродвигатель (ЭД) 2 к источнику питания, разгоняя ЭД 2. С помощью блока 7 задержки синхроимпульсов периодически увеличивают намагничивающий полупериод питающего напряжения с частотой, меньшей частоты источника переменного тока, и с амплитудой намагничивающего полупериода, равной амплитуде основного напряжения. При пуске ток ЭД 2 максимален, блок 7 обеспечивает большую длительность полупериода намагничивающего питающего напряжения. I Фиксируют достижение установившегося режима вращения ЭД 2 по заранее (Л установленному уровню тока мощности . Уменьшают среднее значение напряжения периодических намагничивающих полупериодов до заданной не- . личины, которую выбирают из условия обеспечения синхронного вращения Ю - К ЭД 2. 4 ил. 4 ел «

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3761361/24-07 (22) 25.06.84 (46) 23.11.86. Бюл. ¹ 43 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (72) Г.И. Гуров, В.Б. Никаноров, В.К. Щукин и В.Н. Тарасов (53) 621.313.39-83(088.8) (56) Делекторский Б.А., Тарасов В.Н.

Управляемый гистерезисный привод.

M.: Энергоатомиздат, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 577632, кл. Н 02 P 1/30, 1971. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГИСТЕРЕЗИСНЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах звукозаписи, гироскопии и центрифугах. Целью изобретения является улучшение электромеханических характеристик гистерезисного электродвигателя. Способ управления гисте„„Я0„„1272457 (51) 4 Н 02 Р 7/36, Н 02 К 19/08 резисным электродвигателем заключается в том, что посредством инвертора 1 напряжения подключают электродвигатель (ЭД) 2 к источнику питания, разгоняя ЭД 2. С помощью блока 7 задержки синхроимпульсов периодически увеличивают намагничивающий полупериод питающего напряжения с частотой, меньшей частоты источника переменного тока, и с амплитудой намагничивающего полупериода, равной амплитуде основного напряжения. При пуске ток

ЭД 2 максимален, блок 7 обеспечивает большую длительность полупериода намагничивающего питающего напряжения.

Фиксируют достижение установившегося режима вращения ЭД 2 по заранее установленному уровню тока или мощности. Уменьшают среднее значение напряжения периодических намагничивающих полупериодов до заданной величины, которую выбирают из условия обеспечения синхронного вращения

ЭД 2. 4 ил.

1272457

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электроприводу с гистерезисным электродвигателем, и может быть использовано в устройствах звукозаписи, гироскопии, центрифугах.

Целью изобретения является улучшение электромеханических характеристик гистерезисного электродвигателя путем увеличения степени намагничивания ротора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ управления гистерезисным электродвигателем; на фиг. 2 и 3 — диаграммы напряжения и тока электродвигателя при импульсном перевозбуждении; на фиг. 4 — график зависимости тока электродвигателя от длительности импульса. напряжения A g.

Устройство для управления гистерезисным электродвигателем, реализующее данный способ, содержит инвертор 1 напряжения (фиг. 1), выходы которого предназначены для подключения к гистерезисному электродвигателю 2, последовательно соединенные фазорасщепитель 3, блок 4 прерывания синхронизации и задающий генератор 5, Выход фазорасщепителя 3 соединен с управляющими входами инвертора 1 напряжения. С выходом задающего генератора 5 через делитель 6 частоты соединен блок 7 задержки синхроимпульсов, второй вход которого через пороговый элемент 8 соединен с датчиком 9 тока в цепи электродвигателя 2.

Устройство работает следующим образом.

Гистерезисный электродвигатель 2 питается от инвертора 1 напряжения.

Фазовращатель 3 синхронизируется от блока 4 прерывания синхронизации,. через который проходят синхроимпульсы с задающего генератора 5. Одновременно с задающего генератора 5 сигнал поступает на делитель 6 частоты, от которого управляется блок 7 задержки синхроимпульсов. Время задержки имеет два значения в зависимости от сигнала с порогового элемента 8, который управляется датчиком 9 тока.

При включении электродвигателя 2 ток его максимален. В датчике 9 .тока ток преобразуется в пропорцио5

3S

55 нальную величину, например напряжение, от уровня которого зависит сигнал на выходе порогового элемента 8.

В пуске уровень сигнала высок и пороговый элемент 8 выдает на выходе, например, логическую "1" . В соответствии с этим блок 7 задержки синхроимпульсов, построенный, например, по схеме управляемого по длительности одновибратора, увеличивает длительность намагничивающих полупериодов питающего напряжения на д. (фиг.2)

1 с частотой, определяемой делителем

6 частоты.

При запуске электродвигателя 2 увеличение длительности намагничивающих полупериодов питающего напряжения на аd, выбирается из условия наиболее эффективного перевозбуждения гистерезисного электродвигателя в асинхронном режиме (обычно из . условия получения потребляемого тока, близкого к минимальному значению, и условия минимальных потерь). Величина а.

aoL обычно составляет более 40 . Час1 тоту следования импульсов выбирают из условия превышения ее в 5-10 раз собственной частоты качаний электродвигателя (обычно в диапазоне 520 Гц). На управляющий вход блока 4 прерывания синхронизации подается сигнал с задающего генератора 5, а. на запрещающий вход — сигнал задержки синхроимпульсов с блока 7. В результате намагничивающий полупериод питающего напряжения получается путем деления частоты задающего генератора 5, увеличение его среднего значения напряжения — за счет увеличения длительности полупериода питания при сохранении неизменной величины амплитуды напряжения питания. Для синусоидального напряжения форма намагничивающего полупериода показана на фиг. 2, для квазипрямоугольного (в соответствии со схемой на фиг. 1) — на фиг. 3:

Увеличение длительности намагничивающего полупериода питающего напряжение достигается намагничивание ротора одним импульсов тока I „ „ для дй1 (фиг. 3) .

По достижению подсинхронной частоты вращения действие намагничивающих импульсов приводит к резкому снижению потребляемого электродвигателем тока, однако ротор не входит в синхронизм из-за того, что имеет место изменение

1272457 намагниченности ротора не только по амплитуде, но и по фазе — отстающее намагничивание.

Если уменьшить длительность намагничивающего полупериода питающего на- 5 пряжения до величины, то сколь-.жение ротора прекращается, так как перемагничивание ротора не происходит. При этом амплитуда намагничивающего импульса тока I (фиг. 2) дос- о

I АИ2 таточна для демпфирования качаний

4 ротора. Ротор сохраняет намагниченность от амплитуды тока IA, что

Аи1 повышает КПД двигателя и снижает его ток, и обеспечивается синхронный ре- 15 жим работы с повышенной стабильностью мгновенной скорости вращения.

Таким образом, предложенный способ управления гистерезисным электро- О двигателем характеризуется следующими операциями.

Подключают электродвигатель 2 к инвертору 1 напряжения, обеспечивая его разгон. С помощью блока 7 задержки синхроимпульсов периодически увеличивают намагничивающий полупериод питающего напряжения с частотой, меньшей частоты источника переменного тока, и с амплитудой намагничивающего полупериода, равной амплитуде основного напряжения. Частота импульсов при этом выбирается в 5-10 раз больше собственной частоты качаний электродвигателя 2. Начальное среднее значение полупериода З5 питающего напряжения выбирается из уровня наиболее эффективного перевозбуждения электродвигателя 2 в асинхронном режиме. При пуске ток двигателя 2 максимален и блок 7 за- 40 держки синхроимпульсов обеспечивает большую длительность полупериода намагничивающеro питающего напряжения

По мере разгона электродвигателя

2 до подсинхронной скорости TQK и 45 мощность его из-за эффекта перевозбуждения периодическими импульсами тока резко уменьшаются, что приводит к повышению энергетических характеристик электродвигателя 2. Фиксируют достижение установившегося режима вращения электродвигателя 2 по заранее установленному уровню тока или мощности. Ротор при этом в синхронизм не входит из-за того, что имеет место изменение намагниченности не только по амплитуде, но и фазе — отстающее намагничирание, Уменьшают среднее значение напряжения периодических намагничивающих полупериодов до заданной величины, которую выбирают из условия обеспечения синхронного вращения электродвигателя 2.

Момент достижения ротором установившегося режима вращения может быть определен расчетным путем по времени разгона электродвигателя или косвенно измерен по уменьшению тока (фиксируют ток с помощью датчика 9 тока и изменяют через пороговый элемент 8 длительность задержки синхронизации импульса в блоке 7).

Формирование импульса тока происходит следующим образом.

Обычно фазорасщепитель синхронизируется тактовыми импульсами задающего генератора 5 с постоянным интервалом (периодом) их следования, что определяет традиционную квазипрямоугольную форму напряжения на выходе инвертора. При задержке очередного синхроимпульса с помощью блока 7 увеличивается длительность полупериода напряжения питания (фиг. 3).

Это приводит к увеличению среднего значения напряжения, что и используется для намагничивания ротора.

Таким образом, за счет соответствующего изменения среднего значения намагничивающих полупериодов питающего напряжения в асинхронном и синхронном режимах работы гистерезисного электродвигателя обеспечивается требуемое намагничивание ротора при снижении потребляемой электродвигателем вольт †амперн мощности и возрастании максимального синхронного момента, что определяет улучшение электромеханических характеристик гистерезисного электропривода, реализующего предложенный способ управления.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ управления гистерезисным электродвигателем, при котором подключают гистерезисный электродвигатель к источнику переменного напряжения и по мере его разгона формируют периодические намагничивающие импульсы тока путем увеличения среднего значения соответствующих им намагничивающих импульсов напряжения одной полярности, при этом амплитуду указанных намагничивающих импульсов на12724

Составитель А. Жилин

Редактор И. Николайчук Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов

Заказ б347/54 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфичечкое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

S пряжения подцерживают равной амплитуде питающего переменного напряжения, а частота указанных намагничивающих импульсов напряжения не превышает частоты питающего переменного напряжения, отличающийся тем, что, с целью улучшения электромеханических характеристик путем увеличения степени намагничивания ротора гистерезисного электродвигателя,. предварительно определяют средние значения намагничивающих импульсов напряжения, соответствующие для

57 асинхронного режима работы минимуму. потребляемого тока, а для синхронного режима работы — условию синхронности вращения ротора, поддерживают в асинхронном режиме работы соответствие потребляемого тока найденному значению его минимума и при достижении установившейся частоты вращения в асинхронном режиме уменьшают среднее значение намагничивающих импульсов напряжения, поддерживая его соответствие найденному значению для синхронного режима работы.