Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электроприводам , и может быть использовано в системах и устр-вах, где требуется стопорение ротора. Целью изобретения является уменьшение .энергетических затрат в режиме стопорения ротора. Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1, датчик 16 положения ротора и преобразователь частоты . При отсутствии внешней нагрузки на валу электродвигателя в режиме стопорения ротора сигналами с выхода датчика 16 положения ротора, поступающими на первый и второй управляющие входы блока 18 формирования сигналов правого и левого направления вращений , выход которого подключен к цепям управления ключами преобразователя частоты соответственно через первый 21 и второй 22 управляемые переключатели, ротор электродвигателя устанавливается в требуемое положение , а электродвигатель отключается от источника питания. При появлении внешней нагрузки сигналами с датчика 16 положения ротора электродвигатель переводится в двигательный режим в направлении, противоположном внешнему воздействию. При отсутствии внешней нагрузки электродвигатель отключается от источника питания. Потребление электроэнергии электродвигателем производится с периодичностью внешней нагрузки. Это обеспечивает повьш1ение энергетических показателей электродвигателя в режиме стопорения в заданном положении. 5 з.п. ф-лы, 13 ил, i С 00 05 Од о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU 131763Î А1 (51)4 Н 02 P 6/02 Н 02 К 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Щ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3928659/24-07 (22) 17.07.85 (46) 15.06.87, Бюл. У 22 (72) В.И.Катаев, А.А.Иванов, Н.А.Катаева и В.К.Лозенко (53) 621.313.12.014.2:621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1029368, кл, Н 02 P 6/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1029369, кл. Н 02 P 6/02, 1981. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД. (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам, и может быть использовано в системах и устр-вах, где требуется стопорение ротора. Целью изобретения является уменьшение, энергетических затрат в режиме стопорения ротора.

Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1, датчик 16 положения ротора и преобразователь частоты. При отсутствии внешней нагрузки на валу электродвигателя в режиме стопорения ротора сигналами с выхода датчика 16 положения ротора, йоступающими на первый и второй управляющие входы блока 18 формирования сигналов правого и левого направления вращений, выход которого подключен к цепям управления ключами преобразователя частоты соответственно через первый 21 и второй 22 управляемые переключатели, ротор электродвигателя устанавливается в требуемое положение, а электродвигатель отключается от источника питания. При появлении внешней нагрузки сигналами с датчика 16 положения ротора электродвигатель переводится в двигательный режим в направлении, противоположном внешнему воздействию. При отсутствии внешней нагрузки электродвигатель отключается от источника питания. Потребление электроэнергии электродвигателем производится с периодичностью внешней нагрузки, Это обеспечивает повышение энергетических показателей электродвигателя в режиме стопорения в заданном положении. 5 з.а. ф-лы, 13 ил. 317630

10

1

Изобретение относится к электромеханике, в частности к электроприводам, и может быть использовано в системах и устройствах, где требуется стопорение ротора в заданном положении, например в позиционном приводе, в приводах робототехники и т.д.

Цель изобретения — уменьшение энер- гетических затрат в режиме стопорения ротора.

На фиг. 1 изображена блок-схема электропривода с двухвходовым вторым управляемым переключателем; на фиг. 2 — блок-схема электропривода с трехвходовым вторым управляемым переключателем, на фиг, 3 — блок-схема электропривода с трехвходовыми первым и вторым управляемыми переключателями; иа фиг, 4 — блок-схема электропривода с первым функциональным преобразователем; на фиг,5 блок-схема электропривода с двухвходовыми первым и вторым функциональными преобразователями; на фиг. 6— блок-схема электропривода с трехвходовым первым и двухвходовым вторым функциональными преобразователями; на фиг, 7 — схема управляемого переключателя, вариант исполнения; на фиг. 8 — схема функционального преобразователя, вариант исполнения; на фиг. 9 — эпюры напряжений управляющих логических сигналов в узлах блок-схем электропривода, изображенных на фиг. 1 и 2, а также их моментные характеристики; на фиг. 1013 — эпюры напряжений управляющих логических сигналов в узлах блоксхем электроприводов, изображенных соответственно на фиг. 3-6, а также их моментные характеристики, Вентильный электропривод (фиг.1) содержит синхронную машину 1 с числом пар полюсов р, секции 2-4 якорной обмотки 5 которой подключены к выходам 6-8 преобразователя 9 частоты, цепи 10-12 управления ключей которого связаны с выходами 13-15 датчика 16 положения ротора, расположенного на валу 17 синхронной машины 1, через управляемый блок 18 формирования сигналов правого и левого направлений вращения с первым

19 и вторым 20 управляющими входами, причем датчик 16 положения ротора выполнен с возможностью формирования на выходах 13-15 трех логических сос2г тояний на угле - —, P

Электропривод снабжен первым 21 и вторым 22 управляемыми переключателями, выходы 23 и 24 которых подключены соответственно к первому 19 и второму 20 управляющим входам управляемого блока 18 формирования сигналов правого и левого направлений вращения, первый информационный вход 25 второго управляемого переключателя 22 непосредственно связан с выходом 13 датчика 16 положения ротора, управляющий вход 26 второго управляемого переключателя 22 служит для подключения к задатчику режимов работы вентильного электродвигателя, первый информационный 27 и управляющий 28 входы первого управляемого переключателя 21 предназначены для подключения к задатчикам направления вращения и режима стопорения ротора соответственно.

Вентильный электропривод по фиг,2 отличается от электропривода, изобра- женного на фиг. 1, тем,что второй управляемый переключатель 22 снабжен вторым информационным входом 29,служащим для подключения задатчика режимов Пуск" и "Стоп", а управляющий вход 26 укаэанного переключателя 22 подключен к управляющему входу 28 первого управляемого переключателя 21, Вентильный электропривод по фиг,3 отличается от электроприводоз, изображенных на фиг, 1 и 2, тем, что первый управляемый переключатель 21 дополнительно снабжен вторым информационным входом 30, связанным непосредственно с выходом 14 датчика 16 положения ротора, Вентильный электропривод по фиг,4 отличается от электроприводов, изображенных на фиг, 1-3, тем, что он дополкительно снабжен первым функциональным преобразователем 31, два входа 32 и 33 которого, подключены к двум выходам 13 и 14 датчика 16 положения ротора, выход 34 первого функционального преобразователя 31 подключен к первому информационному входу 25 второго управляемого переключателя 22, причем первый функциональный переключатель 31 выполнен с возможностью формирования на своем выходе 34 на

27 1 . 21 3 периоде повторяемости пр Зр

2Т 2( — (фиг.11) на первом О, — и

P р

1117630 4 ходам 13-15 датчика 16 положения ро.,тора. Первый функциональный преобра° зователь 31 выполнен с возможностью .формирования на выходе 34 на периоде

271 263 и повторяемости = — (фиг. 13) пр бр .р я 2и 4й 5я на втором —, - и пятом

Зд, 3Р 3p 3р

10 угловых интервалах, соответствующих второму и пятому логическим состояниям сигналов на выходах 13-15 датчика 16 положения ротора, по одному сигналу единичного логического уровня

15 (Й = 1) с длительностЯмиу диВными

2» г, 2и1 я пр бр ар где 1 = ЗЪ 2

Ф

1-1 =3-1=2 >i r; = 1 Ъ 1 — числа, ха-, рактеризующие количество логических состояний на выходах 13-15 датчика

1- 1е

16 положения ротора,6=1

31.1(1)

Р— 1 1.

2 УФ 2

Вентильный электропривод снабжен вторым функциональным преобразователем 35, два входа 36 и 37 которого подключены к двум выходам 13 и 14

30 датчика 16 положения ротора, выход

38 преобразователя 35 подключен к второму информационному входу 30 первого управляемого переключателя 21, а преобразователь 32 выполнен с воз-.

35 можностью формирования на выходе 38

2 иу пр

2я

P (фиг. 13)

2и. 6 бр

40 и TI 27I

О, — и втором— зр 3p 3p на первом

HH тервалах, соответствующих первому и второму логическим состояниям сигна45 лов на выходах 13-15 датчика 16 положения ротора, одного сигнала единичного логического уровня (q=1) дли2и sõ 2" sõ 4я . тельностью = - = —, где рп 3р 3p

Вентильный электропривод по фиг.б содержит первый 21 и второй 22 управляемые переключатели, первый информационный вход 25 второго управляемого переключателя 22 подключен к выходу 34 первого функционального преобразователя 31, три входа 32;33 и 39 которого подключены к трем вы2Р 4и втором вЂ, — угловых интервалах

Зр Зр соответствующих первому и второму логическим состояниям сигналов на выходах 13-15 датчика 16 положения ротора, одного сигнала U „ единичного логического уровня (c1=1) дли2иг; 2я 2 4и тельностью = — = —, где . рп р.3 3p

1 = З 2, 1-1=3-1=2 r; =2 Ъ 1 числа, характеризующие количество логических состояний на выходах 13 15 датчика 16 положения ротора, 1- е 3-1, 1- (-1) а-1а

22 те2

1-(-1)

1 — единичная функция.

Вентильный электропривод по фиг.5 отличается от электроприводов,изображенных на фиг. 3 и 4, тем, что он снабжен вторым функциональным преобразователем 35, два входа 36 и 37 которого подключены к двум выходам

13 и 14 датчика 16 положения ротора, выход 38 второго функционального преобразователя 35 подключен к второму информационному входу 30 первого управляемого переключателя 21, причем второй функциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе 38 на перио2иу 2иб 2l> де повторяемости пр бр р и (фиг. 12) на первом О,— и втором 3p — — угловых интервалах, соотЗр Зр ветствующих первому и второму логическим состояниям сигналов на выходах 13-15 датчика 16 положения ротора, одного сигнала единичного логического уровня (q=1) длительностью

2я s 2я.2 47> — где y=67 2, у-1ке рп р 3 3р

=6-11 s„=2 г1 — числа, характеризую- . щие количество логических р .состояний на выходах 13-15 датчика 16 поI

6-0 ложения ротора, q =1 4 — = 3, 1-(-1) единичная функция. на периоде повторяемости у=б> 2, у-1=6-1 i s„=2 i 1, ц=1 (= 3, „=p„

Управляемые переключатели 21 и 22 с одним информационным входом могут быть выполнены как показано на фиг.1 и фиг. 7.

Управляемые переключатели 21 и 22 (фиг. 1) выполнены соответственно на базе логических элементов 2ИЛИ и 2И, 13171

Первый функциональный преобразователь 31 (фиг, 6) содержит дешифратор

45 и логический элемент 2ИЛИ 46, Входы дешифратора 45 являются входами

32, 33 и 39 преобразователя 31, а выходы первого и шестого позиционных разрядов подключены к входам логического элемента 46, выход которого является выходом 34 преобразователя

31. Входы 32, 33 и 39 подключены соответственно к выходам 13-15 датчика 16 положения ротора, Преобразователь 31 в вентильном электроприводе по фиг. 6 может быть

Управляемый переключатель 21 (фиг. 7) выполнен на базе двухпазиционного реле, нормально замкнутый контакт которого является первым информационным входом 27 переключателя

21, нормально разомкнутый контакт подключен к положительному полюсу источника питания, общий контакт и вход обмотки управления являются соответственно выходом 23 и управляющим вхо- fg дом 28 первого управляемого переключателя 21, Управляемые переключатели 21 и 22 с двумя информационными входами могут быть выполнены, как показано на фиг. 15

2 и 3,, Управляемый;переключатель 22: содержит (фиг. 2) логический элемент, 2И-HE 40,логический элемент 2ИЛИ 41 и логический элемент 2И-НЕ 42. Первый вход 43 элемента 2ИЛИ 41 выпол- 20 нен инверсным, Выходы логических элементов 40 и 41 подключены к входам элемента 42, выход которого является выходом 24 управляемого переключателя 22, первым 25 и вторым 29 информационными входами которого являются первые входы 44 и 43 соответственно логических элементов 40 и 41, вторые входы которых объединены и образуют управляющий вход 26. 30

Первый функциональный преобразователь 31 (фиг, 4) содержит логический элемент И-ИЛИ, входы которого являются входами 32 и 33, а выход выходом 34 преобразователя 31. 35

Первый 31 и второй 35 функциональные преобразователи (фиг . 5) могут быть выполнены на базе логических элементов 2И, один из входов которых инверсный, Входы элементов 2И явля- 40 ются входами 32, 33 и 36, 3.7 а выходы — выходами 34 и 38 первого 31 и второго 35 функциональных преобра1 зователей.

30 6 выполнен (фиг,8) на базе логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, управляемого инвертора, логического сумматора по модулю два. Два входа этих элементов являются входами 32 и 33, а выход — выходом 34 функционального преобразователя 31. Входы 32 и 33 подключены соответственно к выходам

14 и 15 датчика 16 положения ротора.

Вентильные электроприводы по фиг. 1-6 могут быть снабжены генератором 4? импульсов регулируемой скважности, цепь 48 включения которого подключена к управляющему входу

28 первого управляемого переключателя 21, а выход указанного генератора. подключен к цепям 10-12 управления ключей преобразователя 9 частоты.указанный. генератор Р23 включается в момент поступления сигнала на стопорение ротора. Наряду с импульсным возможно осуществление непрерывного потребления электроэнергии при стопорении ротора, Датчик положения ротора может быть любого типа, например индуктивный с поцмагничиванием, На выходах 13-15 датчика 16 положения ротора вентильных электроприводов, блок-схемы которых изображены на фиг. 1-4, формируются сигналы о положении ротора синхронной машины 1, смещенные друг относительно друга на 2 /Зр, длительность каждого сигнала соответствует угловому повороту ротора на

2 7/3p На выходах 13 — 15 датчика 16 положения ротора вентильных электроприводов, блок-схемы которых изображены на фиг, 5 и 6„ формируются сигналы о положении ротора синхронной машины i, смещенные друг относительно друга на 2 /Зр, длительность каждого сигнала соответствует угловому повороту ротора на A/р, Преобразователь 9 частоты может быть любого типа, например однополупериодный или двухполупериодный, выполненный на транзисторах, Управляемый блок 18 формирования сигналов правого и левого направлений вращения„ выполненный согласно 1 или (2J, содержит последовательно соединенные управляемый блок "Запрет, управляющий вход которого является вторым управляющим входом

20 блока 18, и блок формирования сигналов правого и левого направлений вращения, управляющий вход которого является первым управляющим входом

17630 8

При необходимости останова вентильного электропривода, например в режиме торможения противовключением, изменяют уровень логического сигнала на первом информационном входе 27 первого управляемого переключателя

21 и вентильный электропривод тормозится. При достижении частотой вращения малой величины по сигналу, например, датчика нулевой частоты вращения (27 формируется сигнал единичного логического уровня U на уп26 равляющем входе 26 второго управляемого переключателя 22 на останов двигателя. Привод останавливается, напРимеР, на Угловом интеРвале 0,2 и/3р (фиг ° 9).

На вал вентильного электропривода (фиг, 1) сразу после останова ли50

7 13

19 блока 18. При наличии единичного логического сигнала на первом управляющем входе 19 блока 18 им формируются сигналы управления на вращение вправо, а нулевого — влево. При наличии нулевого логического сигнала на втором управляющем входе 20 бло.,ка 18 управляющие сигналы поступают на цепи управления ключей преобразователя 9 частоты, а при единичном управляющие сигналы блокируются в блоке 18 и вентильный электродвигатель отключается от источника питания.

Рассмотрим работу предлагаемого вентильного электропривода по фиг.1.

При отсутствии управляющего единичного логического сигнала (У,фиг,9) на управляющем входе 28 первого управляемого переключателя 21 и наличии нулевого логического сигнала U < на управляющем входе 26 второго управляемого переключателя 22, служащем для задания режима работы вентильного электродвигателя, на втором управляющем входе 20 блока 18 принудительно присутствует нулевой логический сигнал U, разрешающий

2о его работу, а на первый вход 19 указанного блока 18 поступает информация с первого информационного входа

27 первого управляемого переключателя 21 о направлении вращения и для вентильного электропривода организуется двигательный режим в требуемом направлении, По каналу направления вращения может осуществляться торможение противовключением и реверс.

5 l0

45.бо через какой-то промежуток времени начинает действовать однонаправленная внешняя нагрузка, например, груз в подъемном механизме. Эта нагрузка для данного случая действует, например, влево.

При необходимости стопорения ро- тора вентильного электропривода на управляющий вход 28, служащий для задания .команды на стопорение ротора, поступает единичный управляющий сигнал 028 Этот сигнал может быть сформирован либо по сигналу датчика нулевой частоты при остановке (21, либо по любому другому сигналу,поступающему на вентильный электропривод, когда он остановлен, Работу вентильного электропривода в режиме стопорения ротора целесообразно рассматривать применительно .к угловой координате положения ротора. Каждому определенному положению ротора соответствует определенное состояние сигналов на выходах

13-15 датчика 16 положения ротора и определенный участок моментных характеристик (фиг. 9-13). Возрастание номера состояния логических сигналов на выходах 13-15 датчика 16 положения ротора и возрастание угловой величины с происходят при вращении ротора вентильного электропривода вправо.

Значения двигательного момента М синхронной машины 1 с индексом "вправо" характеризуют стремление ротора синхронной машины 1 под действием этого момента вращаться в направлении, при котором происходит возрастание угловой координаты Ы, т.е. вправо. Значения двигательного момента М синхронной машины с индек4> сом "влево" характеризуют стремление ротора синхронной машины 1 под действием этого момента вращаться в направлении, при котором происходит убывание угловой координаты aL,ò.е. влево.

Под действием внешней нагрузки, направленной всегда для данного случая (фиг. 1-9) влево, ротор синхронной машины 1 занимает положение на

2п 4п 4 2 втором вЂ, — и третьем вЂ, — угЗр Зр ловых интервалах, соответствующих второму и третьему состояниям сигналов на выходах 13-15 датчика 16 положе;ния ротора. Приводу сообщается двигательный режим в направлении, про9 . 13176 тивоположном внешнему воздействию, т,е. вправо, что и обеспечивает стопорение вала синхронной машины 1 в заданном положении. Это обусловлено тем, что на указанных угловых интервалах на первом управляющем входе 19 блока 18 присутствует единичный сигнал U„, при котором блок 18 формирует сигналы на вращение вправо, а на втором управляющем входе 20 — ну в 10 левой управляющий сигнал U разре2о шающий прохождение управляющих сигналов на цепи 10-12 управления ключей преобразователя 9 частоты.

При исчезновении внешней нагрузки, 15 например при снятии груза с крюка подъемного механизма, вентильный электропривод, вращаясь вправо, останавливается на выбеге на первом

2(i 20

О, — угловом интервале и отключаетЗр ся от источника питания. Это обусловлено тем, что на второй управляющий вход 20 блока 18 с первого выхода

13 датчика 16 поступает единичный 5 управляющий сигнал, запрещающий прохождение управляющих сигналов на цепи 10-12 управления ключей преобразователя 9 частоты.

Процесс потребления электрознергии30 в режиме стопорения ротора происходит как в непрерывном, так и импульсном режиме, задаваемом генератором 47 импульсов регулируемой скважности, как для данного случая (фиг. 1), так и 35 для последующих (фиг. 2-6), При повторном появлении внешней нагрузки на валу вентильного электропривода (фиг. 1) процессы происходят аналогично описанным, 40

В случае, если ротор вентильного электропривода занимает положение после останова, отличное от описанного, и если внешняя нагрузка начинает действовать не сразу после останова, то возможно вращение ротора вентильного электродвигателя в режиме стонорения ротора вправо.

От этого недостатка свободен вен- 5р тильный электропривод, изображенный. на фиг. 2, Для остановки вращающегося двигателя достаточно изменить уровень управляющего сигнала на втором информационном входе 29, служащем для задания режимов Пуск" и "Стоп" второго управляемого переключателя

22 с нулевого на единичный, Вентильный электропривод останавливается в

30 10 режиме отключения, Если при этом одновременно изменить уровень управляющего сигнала на первом информационном входе 27, служащем для задания направления вращения, первого управляемого переключателя 21, то вентильный электропривод тормозится в режиме динамического торможения в том случае, если второй управляющий вход 20 блока 18 связан с цепями управления одной из групп ключей преобразователя 9 частоты, Возможно торможение электродвигателя в режиме противовключения последующим поступлением сигнала "Стоп" с выхода датчика нулевой частоты вращения, как описано в (21. Вентильные электроприводы по фиг. 2-6 могут останавливаться любым из указанных способов, Вентильный электропривод по фиг.2 в режиме стопорения ротора работает так же, как и вентильный электропривод, изображенный на фиг. 1. Работа пояснена эпюрами, приведенными на фиг. 9, В случае, если внешняя изменяющаяся нагрузка изменяет направление своего действия, стопорение ротора осуществляет вентильный электропривод, изображенный на фиг. 3. Диаграммы напряжений и моментов представлены на фиг, 10. При наличии единичного управляющего сигнала на управляющих входах 26 и 28 переключателей 21 и

22 через первый переключатель 21 сигнал с второго выхода 14 датчика 16 поступает на первый управляющий вход

19 блока 18, а через переключатель

22 сигнал с первого выхода 13 датчика 16 — на второй управляющий вход

20 указанного блока 18 °

Под действием внешней нагрузки, направленной, например; влево, ротор синхронной машины 1 занимает no27 ложение на первом О, — угловом инЗр тервале. Приводу сообщается двигательный режим в направлении, противоположном внешнему воздействию,т.е. вправо. Двигательный момент компен- сирует момент внешней нагрузки, что и обеспечивает стопорение ротора.Это происходит потому, что на указанных угловых интервалах на первом управляющем входе 19 блока 18 присутствует единичный управляющий сигнал U„ при котором блок 18 формирует сигналы на вращение вправо, а на втором

11 управляющем входе 20 — нулевой управляющий сигнал U, разрешающий прохождение управляющих сигналов на цепи 10-12 управления ключей преобразователя 9 частоты.

При исчезновении внешней нагрузки вентильный электропривод,вращаясь вправо, останавливается на выбеге

2» 4» на втором —, — угловом интервале

Зр Зр 1О и отключается от источника питания.

Это обеспечивается тем, что на второй управляющий вход 20 блока 18 с первого выхода 13 датчика 16 поступает единичный управляющий сигнал

U < запрещающий прохождение управляющих сигналов на цепи 10-12 управления ключей преобразователя 9 частоты

При действии внешней нагрузки 20 вправо процессы электропривода проходят аналогично с тем отличием, что

4» 2Т» на третьем вЂ, — угловом интервале

3p р электроприводу сообщается двигательный момент влево, так как на первом управляющем входе 19 блока 18 имеет место сигнал U„ нулевого логического уровня.

Вентильный электропривод по фиг,4, 30 содержащий первый функциональный преобразователь 31, работает (фиг. 11) аналогично вентильным приводам по фиг ° 1 и 2, с тем отличием, что зона отключенного состояния занимает пер- 35

2й 2» 4» вый О, — и второй —, — угловые

3р Зр 3p интервалы. В том случае, если преобразователь 9 частоты выполнен двухполупериодным и второй управляющий 40 вход 20 блока 18 связан с цепями управления одной из групп ключей преобразователя 9 или второй управляющий вход 20 блока 18 при использовании однополупериодного преобразова- 4> тели 9 частоты связан с включенным

° 13176,в цепь источника питания дополнитель1 ным ключом,с помощью которого осуществляется отключение электродвигателя от указанного источника пита- 50 ния, то обеспечение на первом и втором угловых интервалах нулевого управляющего сигнала U на первом уп19 равляющем входе 19 блока 18 приводит к организации динамического торможения на указанных угловых интервалах при исчезновении внешней нагрузки, когда ротор электропривода, выйдя

30 12

4» 2» из третьего —, — углового интерЗр р вала, вращается вправо при отключенном источнике питания. Организа- ция динамического торможения в данном случае значительно сокращает время переходного процесса при остановке ротора вентильного электропривода.

Работа вентильного электронривода по фиг. 5 принципиально не отличается от работы электропривода, изобра-. женного на фиг. 3. Отличие заключается лишь в том, что эоны отключения вращения вправо и влево организуются . каждая на двух угловых интервалах (фиг. 12), соответствующих двум состояниям логических сигналов на выходах 13-15 датчика 16 положения ротора.

Для ряда применений, например для вращения рабочего органа однолопастного насоса, на ротор вентильного электропривода в режиме стопорения могут действовать различные по направлению внешние нагрузки. Т.е. если рабочий орган указанного .насоса застопорен во время совершения холостого хода, то электропривод должен обеспечить двигательный момент, например, влево, если под действием силы тяжести рабочий орган заставляет ротор электропривода вращаться вправо, а если рабочий орган застопорен во время совершения рабочего хода, то в зависимости от соотношения веса рабочего органа, который для данного положения ротора электропривода создает внешний момент, действующий вправо, и нагрузки, создаваемой перекачиваемой технологической жесткостью, которая всегда действует вправо, суммарное внешнее воздействие на ротор электропривода может быть различно по направлению.

На ротор электропривода по фиг,б

» на первом, втором и третьем (Π— )

Э р угловых интервалах (фиг. 13) действует знакопеременная периодическая внешняя нагрузка, а на четвертом, пятом и шестом (-, †) угловых инГ И

P P тервалах — нагрузка только вправо.

Механическая характеристика (фиг, 13) вентильного электропривода по фиг. б обеспечивает стопорение ротора электродвигателя при таком характепе нагрузки, )3 13 I 7б

Таким образом по сравнению с прототипом каждый раз в режиме .стопорения при отклонении положения ротора предлагаемого электропривода от заданного под дейстнием внешней нагрузки для вентильного электропривода организуется двигательный режим в. направлении, противоположном внешнему воздействию, При отсутствии внешней нагрузки вентильный электропри- 10 вод отключается от источчика питания.

Такой режим работы вентильного электропривода при периодической внешней нагрузке в режиме стопорения ротора, при котором обеспечивается надежное 15 стопорение вала вентильного электропривода и кроме того, потребление электроэнергии нентильным электроприводом происходит с периодичностью внешней нагрузки, весьма благопри- 29 ятен при работе от систем электроснабжения автономных объектов, Эффект, связанный с повышением энергетических показателей, определяется н каждом конкретном случае использования изобретения по доле времени, когда нагрузка на валу вентильного электропривода отсутствует, от общего контрольного времени, на котором определяется эффективность, 3О

Использование изобретения позволяет исключить из нентильных электропринодон фрикционные муфты торможения и стопорения, обладающие низким ресурсом и увеличивающие габариты нентильного электропривода. В частности, для нентильных электроприводов, у которых доля режима стопорения ротора от общего времени работы мала, обеспечение расторможенно- 40

".о состояния муфт требует значительных затрат электроэнергии, которые идут на удержание электромагнитом якоря муфты н положении, не препятствующем вращению ротора электродни- 45 гателя. Использование изобретения позволяет исключить указанные потери электроэнергии при незначительных энергетических затратах на обеспечение режима стопорения ротора. 50

Формула изобретения

1. Вентильный электропринод, со,цержащий синхронную машину с числом пар полюсов р, секции якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя частоты, цепи управления ключей которого связаны с выхода30 14 ми датчика положения ротора через управляемый блок формирования сигналов правого и левого направлений вращения с первым и.вторым управляющими входами, причем датчик положения ротора выполнен с возможностью формирования на ш выходах п логических состояний сигналон на угле 2 /р, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат н режиме стопорения ротора, он дополнительно снабжен первым и вторым управляемыми переключателями, выходы которых подключены соответстденно к первому и второму управляющим входам управляемого блока формирования сигналов правого и левого направлений вращения, первый информационный. вход второго управляемого переключателя связан по крайней мере с одним из выходов датчика положения ротора, управляющий вход второго управляемого переключателя предназна- чен для подключения к задатчику режимов работы вентильного электропривода, первый информационный и управляющий нходы первого управляемого переключателя предназначены для подключения к задатчику направления вращения и задатчику режима стопорения ротора соответственно, 2. Электропривод по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что второй управляемый переключатель дополнительно снабжен вторым информационным входом, предназначенным для подключения к задатчику режимов "Пуск" и "Сигнал", а управляющий вход указанного переключателя подключен к управляющему входу первого управляемого переключателя.

3, Электропривод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что первый управляемый переключатель выполнен с вторым информационным входом, связанным по крайней мере с одним из выходов датчика положения ротора.

4. Электропривод IIo пп. 1-3, о тл и ч а ю шийся тем, что он дополнительно снабжен первым функциональным преобразователем, два входа которого подключены к двум выходам датчика положения ротора, выход первого функционального преобразователя подключен к первому информационному входу второго управляемого переключателя, причем первый функциональный переключатель выполнен с воз15

131763

20 можностью формирования на выходе на

2 7 1 периоде повторяемости на j-x пр угловых интервалах, соответствующих

j-м логическим состояниям сигналов на 5 выходах датчика положения ротора, d сигналов с длительностью i-го сигна2» r; ла где 1з 2 1-1> r > 1 — чисПр у I ла, характеризующие количество логических состояний на выходах датчи1- 5е .ка положения ротора d — » ф - 2 У т»1-(-1)

= — — единичная функция.

5. Электропривод по пп. 3 и 4,о тл и ч а ю шийся тем, что он дополнительно снабжен вторым функциональным преобразователем, два входа которого подключены к двум выходам датчика положения ротора, выход второго функционального преобразователя подключен к второму информационному входу первого управляемого переклю1

О 16 чателя, причем второй функциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе на пе2» ч. риоде повторяемости — на k-x угПр ловых интервалах, q сигналов с длительностью х-ro из числа указанных

2» s где у 2, у-1 2; s„p 1 — числа, характеризующие количество логических состояний на m выходах датчика положения ротора, q<

1-(-1)"

= — ч — — единичная функция.

6. Электропривод по пп. 1-5, о тл и ч а ю шийся тем, что он дополнительно снабжен генератором импульсов регулируемой скважности, цепь включения которого подключена к управляющему входу первого управляемого переключателя, а выход указанного генератора подключен к цепям управления ключей преобразователя частоты. фиг.2

1317б30

13 1 7630

Л1 (zs фиР 7

1317630

131 7630

Амай е июле/с у

g Щ Я" 4У 5Я ЯУ

Хр 5р Р 5р Юр Р

Фиг 75

Составитель В.Комаров

Редактор А.Огар Техред E.Кадар Корректор Т.Колб

Заказ 2432/53 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4