Вентильный электропривод

 

Использование: для приводов коорди-- натных столов станков для сверления и фрезерования печатных плат. Сущность: выполнение якорной обмотки синхронного двигателя 1 с нулевым проводом для подключения к нулевому проводу сети и организации определенной логической функции в формирователе 12 управляющих сигналов позволяет обеспечить последовательное изменение направления тока в фазах якорной обмотки двигателя, регулировать его частоту вращения, осуществлять режимы торможения, реверс при естественной коммутации тиристоров преобразователя 2. 2 ил.

COI03 СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 6 А" к 2001 (21) 4749454/07 (22) 14.08,89 (46) 30,08,92. Бюл. М 32 (75) И.Н.Радимов и С.Н.Радимов (56) Чернов Е.А., Кузьмин В,П. Комплектные электроприводы станков с ЧПУ. Справочное пособие, Горький, 1989.

Информация Информэлектро, Вып.

08.41.13 — 84.

Авторское свидетельство СССР

М 1267578, кл. Н 02 P 6/00, 1986. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Использование: для приводов коорди-. натных столов станков для сверления и фреИзобретение относится к области электротехники и, в частности, к электроприводам с линейными или вращающимися вентильными электродвигателями.

Известен электропривод, который содержит бесколлекторный двигатель с пристроенным тахогенератором и датчиком ротора, полупроводниковый выпрямитель, транзисторный регулятор в цепи постоянного тока тиристорный трехфазный мостовой коммутатор и трехфазный мост обратных диодов. Обмотки электродвигателя соединены по схеме "звезда".

В этом электроприводе происходит двухкратное преобразование энергии, причем с разделением функций преобразования энергии и регулирования ее потока, что усложнило устройство в связи с необходимостью введения в него транзисторного регулятора и снизило надежность электропривода.

Известен тиристорный. Ж 1758822 Al (я)л Н 02 Р 6/02, H 02 К 29/06 зерования печатных плат. Сущность: выполнение якорной обмотки синхронного двигателя 1 с нулевым проводом для подключения к нулевому проводу сети и организации определенной логической функции в формирователе 12 управляющих сигналов позволяет обеспечить последовательное изменение направления тока в фазах якорной обмотки двигателя, регулировать его частоту вращения, осуществлять режимы торможения, реверс при естественной коммутации тиристоров преобразователя 2. 2 ил, Указанный электропривод содержит бесколлекторный двигатель, обмотки которого включены в трехлучевую звезду с нуле- вым выводом, два управляемых тиристорных преобразователя с системами импульсно-фазового управления, три вспомогательных тиристора, усилитель управляющего органа второго тиристорного преобразователя, Этот электродвигатель позволяет работать в двигательном режиме на высокой скорости с естественной коммутацией, а на низкой скорости с искусственной коммутацией и в режиме торможения, для чего в электроприводе имеются три задатчика угла управления с логическим устройством для их переключения и узел управления искусственной коммутацией.

Разделение функций управления режимами работы привело к усложнению схемы за счет введения задатчиков угла управления и дополнительного логического устрой3758822 ства, снижающих надежность электропри- блока управления, образованный первым

Вода. входом формирователя управляющих сигНаиболее близким решением к изобре- налов, подключен к выходу датчика положетению является вентильный двигатель. Ука- ния ротора,: блок идентификации занный электропривод содержит 5 каправления тока в фазе якорной обмотки, синхронную машину, подключенную к сети вход которого соединен с выходом регуляпеременного тока через преобразователь тора частоты вращения, а выход — с третьим частоты, состоящий из тиристорных выпря- выходом блока управления, выполнен нулемителя и инвертора, датчики положения и: вой вывод обмотки для подключения к нейчастоты вращения, связанные с валомдаи- 10 трельному проводу..тиристоры в каждой гателя, датчиктока, регуляторы частоты вра- .. фазе преобразователя включены встречнощения . и тока. блок управления, параллельно Инок идентификации направснабженный СИФУ, формирователь управ- ления токе:- снабжен дополнительным ляющих сигналов с подключением входа вмходац,фщиаироытельуправляющихсигСИФУ к выходу регулятора тока, а ахоДа 3ф малов снижен вторым, третьим и четверформирователя - к выходу датчика положе- -гым входемм, при этом второй вход ния ротора, идентификатор направлейия то-: формирователя подквочен к выходу систека в фазе якорной обмотки, подклгочениый:: мы импульс фазового управления и четко второму входу блока управления. -. - в@рщй вход; соединен с дополнительным

Преобразователь частоты, состоящий 2О ваа43ЬЙ>лоха йдентификации иайравлеиз тиристорных выГцзямителя и инйертб щ ЙФВ:тока в фазИякбрией 069IQT ки. осуществляет двухкрзтное преобразование Формирова Мль управляющих сигналов энергии и имеет низкую надежность из-за:. выйолкен с возможностью. реализации лопотери управляемости выпрямителя при иэ-.. гической функции.менении направления потока энергии..: 25

Блок управления этим двигателем, ао- T = ©j(A 8+ Р Н),: держащий переключатель чередования импульсов СИФУ инвертора, элемент гдеТ =сигнал на включение -готиристора, "неравнозначность" и узел временной за- Ф вЂ”. сигнал с выхода системы импульсдержки, направлен на устранение бросков 36 йо-фазового управления о возможности тока в начальный момент тормозного режи- включения у-го тиристора, ма с рекуперацией энергии в сеть, вызван- Й вЂ” сигнал наj-ом выходе датчика полоных необходимостью согласования работы жения ротора, составных частей преобразователя частоты.

Целью изобретения является упрощ8- 35 П = A, ние конструкции и повышение надежности электропри вода. k=j+гл при) Sm, Эта цель достигается тем, что в электроприводе, содержащем m-.фазный синхрон-, k = J - m npv )>m. ный двигатель, на валу которого установлен 40 датчик частоты вращения и положения ро- .. Суть изобретения состоит в обвединетора, m-фазный тиристорный преобразова- нии функций управления потоком энергии и тель с входом для подключения сети ui . коммутации обмоток в одном управляемом выходом, соединенным с фазными вывода- . тиристориом преобразователе. Возможми-якорной обмотки синхронного двигате- 45 ность объединения указанных функций ля, блок управления, снабженный обусловлена встречно-параллельным соеформирователем управляющих сигналов и динениемтиристоров в каждой фазе преобсистемой импульсно-фазового управления. разователя, выполнением нулевого вывода при этом выход формирователя- управляю- обмотки для. подключения к нейтральному щих сигналов образует выход блока управ- 6О проводу, возможностью реализации формиления, подключенный к управляющему рователем управляющих сигналов логичевходу тиристорного преобразователя, вход ской функции включения тиристоров системы импульсно-фазового управления преобразователя, обеспечивающей работу образует первый вход блока управления, электропривода как в установившемся (двиподключенный к выходу регулятора тока, 55 гательном, тормозном), так и переходных входами соединенный с выходами датчика режимах. тока якорной обмотки синхронного двигате- На фиг.1 изображена функциональная ля и регулятора частоты вращения, входы схема электропривода с вентильным двигакоторого подключены к выходам датчика и телем, при числе фаз е = 3; на фиг.2 — схема задатчика частоты вращения, второй вход формирователя управляющих сигналов. о

QQ

3!

4Г

Электропривод содержит с»нхрон !ь!й электродвигатель 1. обмотки которого с числом фаз m = 3 соединены в трехлучевую звезду с нулевым выводом тиристорнь и преобразователь 2. Пре.?боазователь «олучает питание от трехфазной сети. Тирь!с! оры преобразователя 2 вкл!ачены встречно-vараллельна в каждой фазе. Датчик тока 3 включен в рассечку линейных проводов перед преобразочателем 2, датчики скорости 4 и положения подвижной части

5 механически связаны с подвижной частью двигателя 1.

Выход датчика тока 3 присоединен к первому входу регулятора тока 6, а выход датчика скорости 4 соединен с первым входом регулятора скорости 7. На второй вход регулятора скорости 7 поступает сигнал с задатчика частоты вращения 8.

Выход регулятора скорости 7 соединен со вторым входом регулятора тока 6 и входом блока идентификации направления тока 9. Выход регулятора тока 6 соединен с входом системы импульсно-фазового управления (СИФУ) 10, явля.ощегося составной частью блока управления 11, в который также входит формирователь ...-:p=-.", .я <> öãõ сигналов !, >. ходы формир .,:..т» .: упр.-,— ляющих сигналов соеди;- ны ".; выходами

СИФУ 10, с выходами блока идентификации направления тока 9 и с выхода-,и датчи.а положения:.Одвижнай части 5.

Выхо„ формирователя 12 образует выход блока управления . I, г!одключенный к управляющему входу тиристарнаго преобразователя 2.

Устройство работает следующим образом.

На входы регулятора скорости 7 {фиг.1) подается сигнал задания скооости и сигнал обратной связи от датчика скорости 4. С выхода регулятора скорости 7 сигнал поступает на первый вход регулятора тока 6 и на вход блока 9 индентификации направления тока. На второй вход регулятора тока 6 подается сигнал обратной связи по — îêó от датчика 3.

Блок 9 идентификации тока определяет знак задающего тока, при этом, когда с выхода регулятора скорости 7 на вход блока 9 поступает сигнал с положительным значением напряжения, на выходе "Н" блока 9 формируется сигнал низкого (нулевого) логического уровня, а на В-выходе — сигнал высокого (единичного) уровня. При смене полярности входного напряжения сигналы высокого и низкого уровней на В- и Н-выходах блока 9 меняются местами.

Выходной сигнал регулятора тока 6, поступая на вход СИФУ 10, воздействует на фазу импульсов возможного откоывания тиристорав преобразователя 2. С выхода СИФУ 10 импульсы подаются на вход формирователя управляющих сигналов :2, на другие входь! которого приходят сигналы выхода бла,<а 9 идентификации направления тока и с выхода датчика 5 положения подвижной части двигателя 1.

Схема формирователя управляющих сигналов 12 из двухвхадовых логических элементов И и ИЛИ приведена на фиг.2.

Формирователь сигналов формирует на выходах Т1, Т2, Т3, Т4, 75 и Т6 сигналы, управляющие тиристорным преобразователем 2 в соответствии с логическим ураьнением где Т! — сигнал н» вкг ачение !-го тиристара, Ф! — сигнал с вык да СИФУ 100 возможности включения j-ro иристора;

П! — сигнал на гыходе датчика 5 положения подвижной части, В и Н вЂ” выход;.ые сигналы блока 9 идентификации на !раяления тока, < ==! !-! 3, если) З и k =j -3, если )>3, Таким образом, электоопривод выполняет последовательное применение,аправления 70КВ В фазах обмотки двигателя в соответствии с перемещением подвижной части и обеспечивает однонаправленное действие электромагнитных сил фаэ обмотки двигателя, регулирует скорость, ограничивает ток якорной обмотки двигателя, осуществляет режимы торможения и реверса подвижной части при изменении направления тока в фазах обмотки на противоположное, Все режимы работы сопровождаются естественной коммутации тиристоров преобразователя.

Формула изобретения

Вентильный электропривод, содержащий и;-фазный синхронный двигатель, на валу которого установлен датчик частоты вращения и датчик положения ротора, mфазный тиристорный преобразователь с входам для подключения к сети и выходом, соединенным с фаэными выводами якорной обмотки синхронного двигателя, блок управления, снабженный формирователем управляющих сигналоа, выход которого образует выход блока управления, подключенный к управляющему входу тиристорного преобразователя, системой импульсно-фазового управления, вход которагс образует первый вход блока управле1758822 ния, подключенный к выходу регулятора тока, входами соединенного с выходами датчика тока якорной обмотки синхронного двигателя и регулятора частоты вращения, входы которого подключены к выходам датчика и задатчика частоты вращения, второй вход блока управления, образованный входом упомянутого формирователя управляющих сигналов, подключен к выходу датчика положения ротора, блок идентификации направления тока в фазе якорной обмотки, вход которого соединен с выходом регулятора частоты вращения, а выход — с третьим входом блока управления. о т л и ч а ю щ и,йс я тем, что, с целью упрощения, якорная обмотка снабжена нулевым выводом для подключения к нулевому проводу сети, блок идентификации направления тока s фазе якорной обмотки снабжен дополнительным выходом. а формирователь управляющих сигналов — вторым, третьим и четвертым входами, тиристоры в каждой фазе преобразователя соединены встречно-параллельно, при этом формирователь управляющих сигналов выполнен с возможностью реализации логической функции

Т1 - Ф1(П)В + Пк-Н), второй вход упомянутого формирователя подключен к выходу системы импульсно-фазового управления, третий и четвертый вхо5 ды указанно о формирователя образуют соответственно третий и четвертый входы блока управления, последний иэ которых соединен с дополнительным выходом блока идентификации направления тока в фазе

10 якорной обмотки, где TJ — сигнал на включение J-го тиристора;

Ф1 — сигнал с выхода системы импульсно-фазового управления о возможности

15 включения j-ro тиристора;

П1 — сигнал на J-ом выходе датчика положения ротора;

Ok =П), 20

М=)+З,при1 3:

k=)-3, при J>3.

25 В, Н вЂ” выходные сигналы блока идентификации направления тока.

1758822 от блока IO от блока 9 о

Ю

Составитель И.Радимов

Редактор Ю.Середа Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 3010 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 33035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

lA

46

Вф о н о

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