Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения формирования дополнительной информации о координатах управления в системе электропривода. Указанная цель достигается в вентильном электродвигателе переключением напряжения питания емкостного фазовращателя 5 с помощью трехканального переключателя 7 напряжения. На фазовращатель 5 питание поступает или от высокочастотного генератора 9 через делитель частоты 8, либо через формирователь 10 пилообразного напряжения и блок 11 сравнения. Сигналы с выхода фазовращателя 5 через блок 4 выделения фазового сдвига и двухканальный переключатель 3 напряжений подаются либо на вход преобразователя 2 частоты, либо на входы блока 13 вычисления угловых координат и блок 14 определения направления вращения ротора синхронного электродвигателя 1, что в дальнейшем может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя и реверсирования. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Ю

° Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4307531/24-07 (2?) 30.07.87 (46) 07.07,89.Бюл„ - 25 (71 ) Белорусский государственный университет им, В.И.Ленина (72) B.Â.ÊóçüìåíêîB, В.Л.Любецкий, А.С.Михалев и В.П,Сидоренко (53) 621,316,71 8 (088,8) (56) Авторское свидетельство СГСР

Р 481968, кл. Н 02 К 29/06, 1975.

Авторское свидетельство ГССР

У 1221699, кл. Н 02 К 29/00, 1985, (54) ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения формирования дополнительной информации о координатах управления в системе электропривода. Цель достигается в вентильном

„„SU„„1492443 А 1 (504 Н 02 P 6 02 Н 02 К ?o 06 электродвигателе переключением напряжения питания емкостного фазовращателя 5 с помощью трехканального переключателя 7 напряжения. На фазовращатель 5 питание поступает или от высокочастотного генератора 9 через делитель 8 частоты, либо через формирователь 10 пилообразного напряжения и блок 11 сравнения. Сигналы с выхода фазовращателя 5 через блок 4 выделения фазового сдвига и двухканальный переключатель 3 напряжений подаются либо на вход преобразователя 2 частоты, либо на входы блока 13 вычисления угловых координат и блок 14 определения направления вращения ротора синхронного электродвигателя I, что в дальнейшем может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя и реверсирования. 7 ил.

1492443

Изобретение относится к электротехнике, в частности к нентильным электродвигателям, и может быть использовано в системах следящего поэиционного электропривода.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностфй путем обеспечения формирования дополнительной информации о координатах для 10 управления в системе электропривода, На фиг. 1 изображена структурная схема вентильного электродвигателя; на фиг. 2 и 3 — векторные диаграммы питающих напряжений емкостного фазо- 15 вращателя в режиме определения основных координат электродвигателя и в режиме управления частотой вращения соответственно; на фиг. 4 — выходная характеристика емкостного фазовраща- 20 теля, используемого при работе в режиме определения основных координат электродвигателя; на фиг„ 5 — выходная характеристика емкостногo фазовращателя, используемого при управлении вентильным электродвигателем; на фиг, 6 — эпюры напряжений, поясняющие работу вентильного электродвигателя; на фиг, 7 — эпюры напряжений, поясняющие работу формирователя пилообразного напряжения, Вентильнь1й электродвигатель содержит синхронный двухфазный электродвигатель 1 (фиг„1), якорная обмотка ко- g5 торого подключена к выходам полупроводникового преобразователя 2 частоты, входы управления которого подключены к двум основным выходам двухканального переключателя 3 напряже- 40 ний, два основных входа которого подключены к выходам блока 4 выделения фазового сдвига, два основных входа .которого соединены с выходами датчика положения ротора, выполненного в 4 виде емкостного фаэовращателя 5, а опорный вход блока 4 соединен с выходом опорного сигнала блока 6 формирования синусоидальных напряжений, выходы которого подключены к входам емкостного фазовращателя 5. Три ос.новных входа блока 6 подключены к трем выходам трехканального переключателя 7 напряжений, а опорный вход блока 6 nogKmoueH K дополнительному выходу первого делителя 8 частоты, три основных выхода которого подключены к основным входам трехканального переключателя 7 напряжений. Вход делителя 8 частоты полключен к выходу высокочастотного генератора 9 °

Вход формнрователя 10 пилообразного напряжения подключен к дополнительному выходу первого делителя 8 частоты, а выход подключен к одному входу блока 11 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал управления частотой вращения, Два выхода блока сравнения подключены к первым двум дополнительным входам трехканального переключателя 7 напряжений, третий дополнительный вход которого соединен с дополнительным выходом первого делителя частоты и входом второго делителя 12 частоты, выход которого подключен к управляющим входам трехканального 7 и двухканального 3 переключателей напря жений, Вентильный электродвигатель содержит также блок 13 вычисления угловых координат, один вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора 9, а другой подключен к одному из двух дополнительных выходов двухканального переключателя 3 напряжений, который дополнительными выходами подключен к одному блоку 14 определения направления вращения.

Формирователь 10 пилообразного напряжения предназначен для преобразования последовательности однополярньж импульсов с частотой Го в последовательность пилообразных импульсов П у.„ с частотой 2го (фиг.?).

Второй делитель 12 частоты представляет собой делитель на четыре. На его вход поступает последовательность

U » на выходе формируется последовательность U> (фиг,6).

Блок 14 определения направления вращения выполнен в виде триггера с раздельными входами.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом„

Последовательность импульсов высокой частоты г „(фиг.6) с выхода генератора 9 поступает на вход первого делителя, на выходах которого имеют место четыре последовательности импульсов JJ 1О, 11. ц, 11, JJ(jf (фиг.2), причем U, принимается за опорную, — инверсна относительно U,, а последовательности U и 1Jз сдви о зо нуты относительно опорной на. + II/2 и — ft/2 соответственно, Последовательность импульсов поступает на вход

14ч 2443 формирователя 10 пипообраэног. H1»ðëкения, на выходе которого имеет место напряжение 13,„ (фиг.5), поступающее на один из ныходон блока сравнения, на другой нход которoro подается управляющее напряжение

На выходе блока 11 имеют место дне последовательности импульсов

П и U инверсных одна относительно эо но другой и сдвинутых по фазе на угол относительно послеп(n-(l,э1 донательности U« . Векторные диаграммы последовательностей IJ„, IJ „ и

IJ приведены на фиг.3.

3о

На выходе трехканального переключателя 7 напряжений в зависимости от напряжения IJ> име т место последовательности (1„, П,о, И о и U эо или последовательности I! „, И„, и U», Блок 6 формирует синусоидальные напряжения U, П „ П, П, которые э9 используются для питания датчика положения ротора на основе емкостного фазовращателя 5, Выходные сигналы фазонрашателя вы. " IJ 6„„, представляют совых бой два синусоидальньж сигнала сдвинутых по фазе один относительно другого на й/2 (для двухфазной электрической машины).

Блок 4 выделения фазового сдвига позволяет ньщелить в ниде двух последовательностей импульсов,и фазовый сдвиг между U è U е„„ х1 11

U î II U вых — z(фиг.5).

Длительности импульсов, и ". на выходе этого блока равны сдвигу фаз и д выходных сигналов фаэонращателя относительно опорного IJO,.

Прн переключении напряжения блоком 7 будет изменяться питающее напряжение фазовращателя 5 и, следовательно, его выходная характеристика.

Tàê, для питающих напряжений фазовращателя, векторная диаграмма которых приведена на фиг,?, выходная характеристика у (4 ) изображена на фиг.4. Для питающих напряжений, векторная диаграмма которых приведена на фиг.З, выходная характеристика изображена для различных 1, на и фиг.5, Для получения информации об угловом положении ротора электродвигателя предпочтительнее использовать фазовращатель в режиме, обеспечивающем

Ъ нь ходную характеристику с; (,, »эсбраженную на фиг.4. Режим фаэонращателя, o6ectle ÷èâàlnций выходную характеристику /(а(), изображенную на фиг,, предпочтительно использовать для управления частотой вращения электродвигателя, что можно достичь, изменяя у при помощи блока 11.Дпя чередования но времени этих двух режимов работы емкостного фаэонращателя и предназначен трехканальный переключатель 7 напряжений.

Днухканальный переключатель 3 передает сигналы, и либо на преобразователь 2 частоты, либо на блок 14 определения направления вращения и блок 13 вычисления угловых координат. При питании фаэовращателя

20 напряжениями, векторная диаграмма которых изображена Hl AHI .3, последовательности, и поступают на полупроводниковый преобразователь 2 частоты„ При питании фаэовращателя напряжениями, изображенными на фиг.2, последовательности, и Р2 поступают на блок определения направления вращения, а одна из последова-, тельностей, или 7 поступает на блок вычисления угловых координат.

Направление вращения Sign cu определяется в блоке 14 сигналом на ныходе триггера, на вход которого по сигналу одной иэ последовательностей или заносится другая.

Угловые координаты вычисляются в блоке 13 путем заполнения импульсоВ 1, или с р длительность Ко торых пропорциональна фазовому сдви"

3С

35 гу напряжений П вих, или П вюх от носительно опорного сигнала И, высокочастотными импульсами f в„генератора 9.

Таким образом, периодическим иэ45 сигналов о направлении вращения и угловых координатах, тем самым достигается расширение функциональных воэможностей для использования в системах электропривода.

55

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий синхронный двухфазный электменением питающих напряжений емкост, ного фаэовращателя обеспечиваются управление частотой вращения вентильного электродвигателя и определение

1492443 родвигатель, якорная обмотка которого подключена к выходам полупроводникового преобразователя частоты с двумя управляющими входами, двухканальный блок выделения фазового сдвига, два основных входа которого соединены с выходами датчика положения ротора, выполненного в виде емкостного фаэовращателя, установленного на валу электродвигателя, а опорный вход блока выделения фазового сдвига соединен с выходом опорного сигнала блока формирователей синусоидальных напряжений, выходы которого подключены к входам емкостного фаэовращателя, а вход связан с дополнительным выходом первого делителя частоты, подключенного к выходу высокочастотного генератора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расщирения функциональных воэможностей путем обеспечения дополнительной информации о координатах управления, используемых в системе электро- 25 привода, в него введены формирователь пилообразного напряжения, блок сравнения с прямым и инверсным выходами, второй делитель частоты, управляемый трехканальный с четырьмя основными, двумя дополнительными и управляющим входами и двухканальный с двумя основными и двумя дополнительныии выходами переключателя напряжений, блок определения направле" ния вращения и блок вычисления угловых координат, причем два основных входа двухканального переключателя напряжений подключены к выходам блока выделения фазового сдвига, два ос. ионных его выхода подключены к входам управления полупроводникового преобразователя частоты, два дополнительных его выхода соединены с входами блока определения направления вращения, а управляющий вход соединен с выходом второго делителя частоты и с управляющим входом трехканального переключателя напряжений, три выхода которого подключены к трем основным входам блока формирования синусоидальных напряжений, три основных вхо да подключены к трем основным выходам первого делителя частоты, а три дополнительных входа — соответственно к прямому и инверсному выходам блока сравнения и к дополнительному выходу первого делителя частоты,входу второго делителя частоты и опорному входу блока формирования синусоидальных напряжений, при этом блок вычислений угловых координат первым входом подключен к одному из дополнительных выходов двухканального переключателя напряжений, а вторым— к выходу высокочастотного генератора, дополнительный выход первого делителя частоты соединен с входом формирователя пилообразного напряжения, выходом подключенного к одному из входов блока сравнения.

7Г оС.1492443

Составитель M.Ñîí

Редактор А.Козориз Техред П.Сердюкова Корректор Н.Король

Заказ 3891/55 Тирал 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при гм ььы

113035, Москва, М-35, Раувская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уигород, ул. Гагарина, 101