Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение перегрузочной способности. Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель блока 24 согласования сигналов, логического блока 25 управления и управляемого блока 26 нулевого состояния. В устройстве обеспечивается Определение положения ротора синхронной машины 5 в шестиградусной зоне, что дает возможность осуществить пуск с максимальным моментом, а следовательно , уменьшить время запуска. 3 ил. СЛ N)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А2 (19) (И) (Su 4 Н 02 К 29/00 Н 02 Р фсГ, .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1257770 (21) 4023471/24-07 (22) 19.02.86 (46) 23.07.87. Бюл, ¹ 27 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (72) В.А.Чихняев и А.А.Афанасьев (53) 621.313.13 ° 014.2:621.382 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1257770, кл. Н 02 К 29/00, 1984. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение перегрузочной способности.

Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель блока

24 согласования сигналов, логического блока 25 управления и управляемого блока 26 нулевого состояния. В устройстве обеспечивается определение положения ротора синхронной машины 5 в шестиградусной зоне, что дает возможность осуществить пуск с максимальным моментом, а следовательно, уменьшить время запуска. 3 ил.

1325631

ИзобретpHèå Oтнос IT(.ÿ к электротехнике, может быть использовано при создании электропри нодон с не51тил1.11ыми электродвигателями, коммутация об.) мото 1 Ecoт0 pb!X 0 c>(!lie ñ I Вля ется вани си мым преобразователем частоты со "-неftoM I 1ocToBHEIoI ТОка H янляеTcя усовер1!>е11ствоня>1ием 51з51естного устp0IIc ТВа по явт, св, N - 1257770, 1О

1Ie!IE HB 05p - TP I!HEI гр узоч1105 1 способности э IPKòðîäâèãàтеля при пуске.

На фиг.! изображена схема вентиль151elcTpoднига >Pля; !а фиг. 2 блок определения начального углового положения; на фиг. 3 — зависимости

B»Ixoдньнс напряжений блоков от IcoopBH1 наты углового положения ротора а также мгновенные значепия тех же

20 величин для определенного положения ротора

Бент>с>(ьнь!Й электродвигателb содержит выпрямитель 1 (фиг.1), выход которого последовательно с дросселем 2, шуптиро ванным тирис тором 3 подключен к входу ипвертора 4, выход последнег"0 соединен с обмотками якоря синхронной электрической машины 5, Управляющие цепи THpHcторон ныпрямителя через систему б импупьсно-фазового управления подк5ночены к устройству 7

Выбора режимов кОммутации кот01>ое одновременно подкл>очено к блоку 8 управления тиристором 3, а также к уп35 ряв 15I!01!Eeìу ВхОду кл>очя 9 режимОВ рВ боты инвертора, управляк>щие цепи тиристорон иннертора могут быть подключены через устройс>тво 10 управления и кл>оч 9 режимон работы либо к выходу распределителя 11 импульсов, либо к выходу системы 12 импульснофазового управления, которая через датчик 13 напряжения подключена к обмоткам якоря синхронной машины 5.

Трансформатор 14 тока соединен с входом датчика 15 тока, выход которого соединен с первым входом первого интегратора 16, второй вход которого соединен с потенциометром !7 цепи

50 задания момента нагрузки. 13ыход интегратора 16 подкл>очеи к первому входу второго интегратора !8, выход которого соединен с входом компаратора 19, выход которого соединен с

55 входом распределителя ll импульсон, входом 20 обнуления интегратора 18 и с входом устройства 7 выбора режимон коммутации. Блок 21 определения (Я|1 ЯЛЬН 01 О 110ЛОЖР1 ИЯ »0 ТCl Рв 11 ОД>СЛЮ че н к >(с т аllо воч11(ому Г ХО Is 1! с!1 род(:— лителл 11 импУ>па!.OB и к об;nò„e Управления 1сгпо !я 22,. Выход фаз о-(у ст нительного блока 23 соединен с Bxo— дОм исхОднО".4 информации ре сп !>еде.пи теля 1 I импул1 сов.

I3eEIòI.lëI lIbIé эле(;тр", 1вигaòe>IB со "ержит также блок 24 с о власов я>-;ия си гв илон с зняко51еременным и злякопостоян1ЬЫМ ТРЕХ>СаНЯЛЫ(ЫМИ В Хо,>ами а,(О .И 1С> .кий блок ? 5 управлен>1я и упря зляe."".b!é блок ? 6 нулевого с.ос(ояния с входом обрат.>ой связи, причс1; клю! 22 сняб->KeII Д051ОЛ>1ИТРЛЬ1(Ь11! .l-:-;МЬП(Я>0!ОИ>(сна КО;!в тактом 27, я Второй HBTåãрятор 18

BT0PbIM ВХОДОМ > ПОДК:.10ЯЕН!bib! !ВРЕЗ дополнительный заь!ы(са(ощий ко;;такт

27 к выходу упранляемого блок"= 26 нулевого состояния, вход обратной снязи которого IIoplc>-10 -ен . Выходу второго интегратора 18, а упранляю1I1HII BxoP — Ic BbIxo5. 10гичe! I!Î 50 GJ 0

Ica 25 упранления. Вход последнегс подключен к выходу фязс увстнительлого блока 23. Блок 24 согласования сигналов по входу: знакопеременно-.

Mv выходу В>сл>очсll B 1>е(>ь ь>екду к>но— чом 2 2 H фазо f+B c 1 BH Bed!,I!BI:« I>: 01(G

23 а Каждый канал 11ако JocòÎBI!1!oi О выхода блока 24 с, глясовапия си1-налов подключен к ссзт>>етствующе1!у 1(аналу входа управляемого блока ?б нулевого состояния.

Управляемый блс lc 26»!!BCB(>; — о со с-тояния содержит c, !HHp ë0!Eèé кОмпарятор 28 ((1>ига 2), Входы которого подключены к >саждому .: а(1алу входа и вхoду обратной с вязи, управляемые клочи 29 — 31, каждый из которьгх включен параллельно соответствующему ка"налу входа, вход управле ия каждого ключа 29 — 3 является н:содом управления блока 26 нулевогo coстояния, а выход суммирующего компараторя 28 является выходом блока 26 нулевого состояния, Блок 24 согласования сигналов предназначен для согласования сигналов между якорными обмотками электрической маши!(ы 5 и системой управления, для согласования точки отсчета углового положения ротора двигателя, для электрическог0 разделения сигналов. Он cocтоит из трс>, однофазных трансформаторон 32-34 с двумя вторичными обмотка>!и. Перви иные обмот !Н

35-37 соединены н треугольник с

13 56 11 цел! ю по!1у и !1я и» выходе трансформаТор11 напряжений, п опорциопяль1п1х фазным ЭДС двигателя. Одни вторичнь1е обмотки 38-40 трансформаторов под5 соединяются на вход фазочувствительного блока 23, другие — через выпрямительные мосты 41-43 на вход управляе Ioro блока 26 нулевого состояния, Логический блок 25 управления предназначен для преобразования сигналов с выхода фазочувствительного блока 23 в сигналы, необходимые для управления блоком 26 нулевого состояния. Он состоит из набора логических элементов И-HF., соединенных между собой по представленной схеме.

Управляемь1й блок 26 нулевого сосI тояния предназначен для вьдачи нап-— ряжения, пропорционального координате положения ротора, с целью заряда конденсатора второго интегратора 18, Управляемые ключи 29-31 в зависимости от сигналов управления логического блока 25 могут разрешать или не 25 разрешать прохождение информации с выхода блока 24 согласования сигналов на вход компаратора 28, В любом случае разрешение имеет место только на одном входе ° Контакт 27 исключает влияние блока 26 нулевого состояния на интегратор 18 при раскручивании ротора синхронной машины 5. Замыкается контакт только при определении координаты ротора в неподвижном сос-.

35 тоянии.

Вентильный двигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии схемы вентильного двигателя задающий сигнал

U равен нулю, напряжение на выходе выпрямителя 1 отсутствует. Положение коордиНаты ротора )14 . После подачи сигнала включения на первом выходе

1блока 21 определения начального поло- 45 жения ротора появляется сигнал на включение ключа 22. Переменное напряжение, поданное в обмотку возбуждения синхронной машины 5, трансформируется в три фазы статорной обмотки и поступает на вход блока 24 согласо-, вания сигналов через контакты ключа

22, С знакопеременного выхода этого блока 24 фазные напряжения якорных обмоток с амплитудами А, В, С U, Ь -, U подаются на вход фазочувствительного блока 23. В точке 44 схемы блока 23 получают три напряжения ! !! lip

U44 ° п44 q U44 (фиг ° 3) которые IIpo хоДЯ через ч 1 I II1 ел!1, L о ада ют F A. -1бп нацию си Г 1!а!!о!! . Си! н а!1ы подс&1т ся В распределитель 11 импульсоя и !1оги 1еский б!1с к 2 5 упра аления, на выходе которого формируктся сигналы U

На знакопостоЯ1п1ом выходе блока

24 согласования появляк>тся напряжения Г 4, 1! „, Ь „, которые подаются к входам компаратора 28 блока 26 нулевого .состояния. Однако только сиг(I I нал Б с блока 25 не открывает ключ

29, и сигнал U ", проходит на вход компаратора 28, т,е. подключается канал, на котором имеет место напряжение, соответствующее первой трети полусинусоиды. Два других сигнала

U, и UI, шунтируются открытыми ключами 30 и 31. На выходе блока 26 с помощью обратной связи формируется напряжение, пропорциональное координате ротора, которым заряжается конденсатор интегратора 18 °

На вход распределителя Il импульсов подается стробирующий сигнал записи исходной информации с фаэочувствительного блока 23. С выхода распределителя 11 импульсов сигнал через ключ 9 и блок 10 управления подается к управляющим электродам двух тиристоров инвертора 4.

По истечении выдержки времени (примерно 0,8 с) отключается ключ 22 °

Напряжение на конденсаторе интегратора 18 запоминается, Подается напряжение задания на систему 6 импульснофазового управления, открываются тиристоры выпрямителя 1. Напряжение подается к обмоткам якоря синхронной машины 5. Появляется ток якоря двигателя, который через трансформатор 14 тока поступает на вход датчика 15 и далее на первый вход первого интегратора 16. Как только напряжение на первом входе становится больше напряжения с потенциометра 16, трогается ротор двигателя 5 и интегратор 18 начинает интегрировать напряжение предварительного заряженного конденсатора.

При достижении на выходе второго интегратора 18 напряжения определенной величины срабатывает компаратор

19, импульсный сигнал которого подается на ключ разряда конденсатора интегратора 18 через вход 20 обнуления, в распределитель 11 импульсов, в устройство 7 выбора режимов коммутации. Этот сигнал через блок 6 пе5 12г 631 реводит Bb)IIpIIIIHт ель 1 в инверсный режим, а также открывает тиристор 3 через блок 8 ° Через ключ 9 и блок управления 10 сигнал с распределителя 11 импульсов снимает управляющий сигнал с одного тири TopB инвертора и ггодает на следующий ° В этот момент происходит режим коммутации инвертора 4 путем запирания тока выпрямителя, 10

После исчезновения тока двигателя выпрямитель 1 возвращается в выпрямительный режим, отключается тиристор 3, второй интегратор 18 интегри- f5 рует с нулевого состояния под действием изменяющегося (увеличивающегося) напряжения с первого интегратора 16. Интегрирование происходит, пока не срабатывает компаратор 19, 20

Последующие моменты коммутации происходят аналогично описанному.

1(огда частота следования импульсов с компаратора 19 достигает опре- 25 деленной величины (частота вращения ротора примерно 8-102 от номинальной), устройство 7 выбора режимов работы переключает ключ 9 на систему

12 импульсно-фазового управления, 30 синхронизация которой осуществляется от фаз обмоток статора через датчик

13 напряжения. Одновременно прекращается подача сигналов управления в систему 6 импульсно-фазового управления и блок 8 управления тиристором 3, Таким образом, за счет определения голожения ротора в шестидесятиградусной зоне достигается пуск электрической машины с максимальным моментом. 40

В результате этого уменьшается время пуска и увеличивается перегрузочная гпособность вентильного двигателя.

Ф о р м ъ л а и «Г р < т е в II в

Вен Tильнllé электрoJIBèãà I pJI ь по авт.св, М 1257170, о т л и ч а ю

Щ H Й C JI TL M I TO C ЦЕJII IO IIOBI IIUP ния перегрузочной способности электродвига pJIJI при пуске, в него дополнительно введены блок согласования сигналов со знакопеременным и знакопостоянным TpexKBHBJIII- выходами, логический блок управления и управляемый блок нулевого состояния с входом обратной связи, причем ключ снабжен дополнительным замыкающим контакI том, а второй интегратор — вторым входом, подключенным через дополнительный замыкающий контакт к выходу управляемого блока нулевого состояния, вход обратной связи которого подключен к выходу этого интегратора, управляющий вход — к выходу логического блока управления, вход которого подключен к выходу фазочувствительного блока, входом соединенного со знакоп ременным выходом блока согласования сигналов, вход которого соединен с ключом, а каждый канал энакопостоянного выхода блока согласования сигналов подключен к соответ. севующему каналу входа управляемого блока нулевого состояния, причем управляемый блок нулевого состояния включает в себя суммирующий компаратор, входы которого подключены к каждому каналу входа и входу обратной связи, управляемые ключи, каждый из которых включен параллельно соответствующему каналу входа, вход управления каждого ключа является входом управления блока нулевого состояния, а выход суммирующего компаратора является выходом блока нулевого состояния.

1325631

1325631

Составитель А. Иванов

Техред В.Кадар

Корректор С.Шекмар

Редактор М, Бланар

Заказ 3121/52

Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, )К-35, Раушская наб., д,4/5

Подписное

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