Способ динамического торможения вентильного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Указанная цель достигается тем, что в способе динамического торможения вентильного электродвигателя на К-дом межкоммутационном интервале отключают анодную группу ключей преобразователя частоты (ПЧ) 2, а на (К+1)-м межкоммутационном интервале отключают катодную группу ключей ПЧ 2. Под К-м межкоммутационным интервалом понимается любой временной (угловой) интервал , ограниченный двумя ближайшими переключениями ключей ПЧ 2. Данньй способ позволяет увеличить тормозной момент и выравнять электромагнитные процессы в вентильном электроприводе . 2 ил . . fF н15 10 /Уч,// л со ч| 05 ГчЭ СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц 4 Н 02 P 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3914310/24-07 (22) 26,06.85 (46) 15.06.87. Бюл. Р 22 (71) Московский энергетический институт (72) А,А.Иванов и В.К.Лозенко (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Адволоткин Н.П. и др ° Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока. Л.: Энергоатомиздат, 1984, с. 160. (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ

ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Ука„„Я0„„1317629 А1 занная цель достигается тем, что в способе динамического торможения вентильного электродвигателя на К-дом межкоммутационном интервале отключают анодную группу ключей преобразователя частоты (ПЧ) 2, а на (К+1)-м межкоммутационном интервале отключают катодную группу ключей ПЧ 2. Под К-м межкоммутационным интервалом понимается любой временной (угловой) интервал, ограниченный двумя ближайшими переключениями ключей ПЧ 2. Данный способ позволяет увеличить тормозной момент и выравнять электромагнитные процессы в вентильном электроприводе. 2 ил.

13176

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с вентильными электродвигателями с высокой частотой пуска и останова, Цель изобретения — повышение КПД путем увеличения тормозного момента и повышение надежности путем вырав- нивания электромагнитных процессов.

На фиг, 1 представлена функциональная схема вентильного электродви- гателя; на фиг. 2 — линейные ЭДС (е) вращения в секциях якорной обмотки (а), диаграммы работы ключей преобразователя частоты при различных ал- 15 горитмах управления вентильным электродвигателем двигательного режима (б), режима противовключения (в), динамического торможения вида Т (r), динамического торможения вида Д (д), сим-20 метричного способа динамического торможения (е), несимметричного способа динамического торможения (ж), динамического торможения при двух включенных ключах (з), 25

Вентильный электродвигатель содержит (фиг. 1) синхронную машину 1,преобразователь 2 частоты и датчик 3 положенйя ротора., Электрическая машина 1 включает в себя якорную обмот- 30 ку с тремя секциями 4-6 и вращающийся индуктор 7, установленный на валу 8 (показан условно), на котором размещен также сигнальный элемент 9 датчика 3 положения ротора, причем сигнальный элемент 9 имеет возможность занимать любое угловое положение относительно индуктора 7, Преобразователь 2 частоты выполнен на шести ключах (транзисторах) 10-15, три 40 из которых (10-12) образуют анодную группу, а три других (13-15) — ка— тодную группу, Преобразователь 2 частоты содержит также шесть диодов

16 — 21 моста обратного тока. Датчик

3 положения индуктора выполнен в виде сигнального элемента 9 и чувствительных элементов 22-?7, Датчик 3 формирует управляющие сигналы для открывания ключей 10-13 преобразова— теля 2 частоты. Наличие напряжения на чувствительных элементах 22-27 (фиг. 2) свидетельствует о том, что соответствующий ключ преобразователя

2 частоты открыт.

На фиг. 2 диаграммы работы ключей преобразователя 2 частоты иллюстрируют двигательный режим работы вен-! тильиого электродвигателя, а также

29

2 тормозной в режиме противовключения, где — длительность включенного состояния ключа преобразователя 2 частоты. Кроме того, диаграммы на фиг,2 представляют известные режимы динамического торможения по симметричному и несимметричному способам управления, при которых ключи 10 — 12 анодной группы в преобразователе 2 частоты отключены. Для реализации известных способов управления в двигательном и тормозных режимах необходимо использовать датчики 3 положения ротора с соответствующими расположением чувствительных элементов

22-27 и конфигурацией сигнального элемента 9, сдвинутого на определенное угловое положение относительно индуктора 7, или функциональные преобразователи сигналов датчика 3 положения ротора.

Рассмотрим электрические процессы, происходящие в вентильном элект- родвигателе, например, на втором межкоммутационном интервале при работе в режиме динамического торможения.

Режим динамического торможения вентильного электродвигателя может быть осуществлен за счет образования электрических контуров для протекания тока под действием ЭДС вращения, наводимых в секциях 4-6 при вращении индуктора 7. Для обеспечения наибольшего тормозного момента необходимо использовать для образования электрических цепей секций якорной обмотки электрической машины, в которых наводится максимальное значение ЭДС вращения на межкоммутационном интервале. Максимальное значение линейной ЭДС вращения на втором межкоммутационном интервале е + наводится в секциях 4 и 6, На фиг, 2 показаны линейные ЭДС вращения. Индексы при е соответствуют позициям секций, в которых они наводятся, позиции секций приведены в той последовательности, в которой они находятся при протекании по ним контурных токов динамического торможения.

Для образования цепи контурного тока динамического торможения с действующей в .ней линейной ЭДС е + достаточно включить один из ключей 13 и 12 преобразователя 2 частоты.

Рассмотрим способ динамического торможения, когда на втором межкоммутационном интервале включен ключ

29 4

3 13176

13 (режим динамического торможения вида Т), В квазиустановившемся режиме динамического торможения вида Т до включения ключа 13 при включенном ключе 11 (интервал А) токи 1 54 и 1Ва

° А ° А (индексы соответствуют позициям секций обмотки якоря на фиг. 1) в сек.циях обмотки якоря протекают по це" пям: ключ 11 секции 5 и 4 диод 16 ключ 11 под действием ЭДС вращение 10 е, ключ 11, секции 5 и 6,диод 18 ключ 11 под действием спадающего участка ЭДС вращения е . При переходе на второй межкоммутационный ! интервал (В) после отключения ключа 15

11 и включения ключа 13 токи i z»

° В

В протекают одновременно через ключ 13 и замыкаются по цепям: ключ

13, диод 2 1, секции 6 и 4, ключ 13 под действием максимальной ЭДС вра — 20 . щения ев,, ключ 13, диод 20, секции

5 и 4, ключ 13 под действием спадающего участка ЭДС вращения .В

При этом как нарастающий ток . 8 так и спадающий ток i » замыкаются 25 внутри преобразователя 2 частоты и протекают одновременно через ключ 13.

Обеспечивается режим трехфазного короткого замыкания. Отсутствует рекуперация энергии в источник пита- 30 ния °

Рассмотрим режим динамического торможения, когда на втором межкоммутационном интервале включен ключ

12, В отличие от режима динамического торможения вида Т, когда транзистор (ключ 13) является общим при

8 образовании цепей спадающего 1 и нарастающего 1 контурных токов, ° 8 общим для цепей с нарастающим и спа- 40 дающим токами является диод (режим вида Д), Для реализации этого режима динамического торможения необходимо сигнальный элемент 9 переместить на угол 60 эл. град. в сторону опережаю-45 щей коммутации для данного направления вращения.

В квазиустановившемся режиме динамического торможения вида Д до включения ключа 12 при включенном .А .А ключе 13 (интервал А) токи 1. и 1, в секциях обмотки якоря протекают по цепям: ключ 13, диод 20, секции

5 и 4, ключ 13 под действием максимальной ЭДС вращения ев, ключ 13, диод 21, секции 6 и 4, ключ 13 под действием нарастающего участка ЭДС вращения еь . При переходе на второй межкоммутационный интервал (В).после отключения ключа 13 и включения клю° 8 в ча 12 токи i в отключаемой z» i в подключаемой ветвях обмотки якоря протекают одновременно через диод 16 по цепям: диод 16, источник питания, диод 20, секции 5 и 4, диод 16 под действием ЭДС самоиндукции, диод 16, ключ 12, секции 6 и 4, диод 16 под действием ЭДС вращения ев и ЭДС самоиндукции, возникающей в секции

4 при отключении секций 4 и 5 на коммутационном интервале, и под действием максимальной ЭДС вращения ев на остальном участке второго межкоммутационного интервала. Диод 16 связывает секции 5 и 4 с источником, и энергия, запасенная в индуктивностях секций 5 и 4, частично рекуперируется в источник, что способствует быстрому спаданию тока в них.Ток в секции 6 начинает нарастать со значения, которого он достиг на предыдущем первом межкоммутационном интервале. После окончания коммутационного процесса ток в секции 5 не протекает до момента, когда линейная

ЭДС вращения е превысит ЭДС ев °

Далее процессы в вентильном электродвигателе повторяются.

Режим динамического торможения может быть обеспечен при одновременном включении двух ключей преобразо-. вателя 2 частоты на каждом межкоммутационном интервале поочередно из анодной и катодной групп преобразователя 2 частоты, Датчик 3 положения ротора для управления ключами преобразователя 2 частоты в этом случае выполняют таким образом, что его сигнальный элемент 9 представляет собой два сегмента по 60 эл. град кахдый, расположенные .с промежутком в 60 эл. град. Этот режим динамического торможения полностью эквивалентен с точки зрения создания тормозного момента режиму симметричного динамического торможения. Образование электрических контуров происходит поочередно с помощью ключей анодной и катодной групп преобразователя

2 частоты, В отличие от симметричного способа динамического торможения используются только два ключа на каждом межкоммутационном интервале, а функцию третьего ключа выполняет диод моста обратного тока. Например, на втором межкоммутационном интерю г D e

ВНИИПИ Заказ 2432!53 Тираж ббО Подписное

Произв.-полигр. т р-тне, г. Уж прод, ул. Проектная, 4

5 131762 вале при включенных ключах 13 и 14 в образовании цепи протекания тока участвует диод 21, обеспечивая протекание тока по секции 6 в течение всего интервала, Включение ключа 15 на втором коммутационном интервале (как в известном устройстве) является избыточным.

Таким образом, реализация предлагаемого способа динамического тормо- !О жения позволяет увеличить тормозной момент и выравнять электромагнитные процессы в вентильном электродвигателе.

Формула изобретения

Способ динамического торможения вентильного электродвигателя с двухполупериодным преобразователем час- 20 тоты с ключами анодной и катодной

9 6 групп и диодным мостом обратного тока, заключающийся в том, что вентильный электродвигатель переводят в режим противовключения и отключают одну группу ключей преобразователя частоты, отличающийся тем, что, с целью повьыения КПд путем увеличения тормозного момента и повышения надежности путем выравнивания электромагнитных процессов, на

К-м межкоммутационном интервале отключают анодную группу ключей преобразователя частоты, на (К+1)-м межкоммутационном интервале отключают катодную группу ключей преобразователя частоты, причем под К-м межкоммутационным интервалом понимается любой временной (угловой) интервал, ограниченный двумя ближайшими переключениями ключей преобразователя частоты.

Способ динамического торможения вентильного электродвигателя Способ динамического торможения вентильного электродвигателя Способ динамического торможения вентильного электродвигателя Способ динамического торможения вентильного электродвигателя 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в позиционных следящих системах

Изобретение относится к электротехнике и является усовершенствованием изобретения по авт

Изобретение относится к области электротехники, а именно к управляемым вентильньп электродвигателям

Изобретение относится к электротехнике , именно к регулируемым вентильным электродвигателям и может найти применение в системах и устройствах , где требуется экстренное торможение , например в позиционном приводе, в приводах робототехники и т.д.Целью изобретения является повышение точности и уменьшение времени останова

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах для запорной арматуры (задвижек, клапанов), кранов, на трубопроводах при транспорте нефти, нефтепродуктов, в химической и нефтехимической отраслях

Изобретение относится к цепи электропитания для высокоскоростного электропривода

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано при изготовлении транспортных средств, станков или устройств бытовой техники

Изобретение относится к области электротехники, обеспечивающей электроснабжение автономных объектов

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электроприводам , и может быть использовано в системах и устр-вах, где требуется стопорение ротора

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах рулевых машин летательных аппаратов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с инерционной нагрузкой

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводе с двухфазными синхронными двигателями
Наверх