Способ снижения шума реактивного индукторного двигателя

 

Изобретение относится к способу управления реактивным индукторным двигателем. Технический результат заключается в снижении акустического шума. Способ заключается в формировании дополнительных импульсов управления на открытие одного из ключей преобразователя частоты при формировании импульсов напряжения обратной полярности. Эти импульсы напряжения, подаваемые на обмотку двигателя, формируют определенную траекторию тока двигателя и тем самым активно гасят нежелательные вибрации и шумы. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к способам управления реактивными индукторными двигателями, имеющими зубчатый статор, на котором расположены одна или несколько фазных обмоток, каждая из которых запитывается однополярными импульсами тока от преобразователя частоты, и зубчатый безобмоточный ротор.

Известен способ управления индукторным двигателем (см: решение о выдаче патента на изобретение от 2.02.98, заявка N 95105831/09(010523) от 14.04.95).

В данном источнике заявляется способ управления индукторным двигателем с системой управления, выполненной на базе микропроцессора. Эта система управления реализует способ управления индукторным двигателем, заключающийся в формировании токов в фазных обмотках двигателя путем подачи на фазную обмотку импульсов напряжения нормированной длительности, в течение которых открывают все ключи данной фазы преобразователя частоты, что приводит к нарастанию фазного тока. Во время пауз между импульсами закрывают один ключ данной фазы, что приводит к медленному спаданию фазного тока. В конце зоны закрываются оба ключа, обеспечивая быстрое спадание тока в фазной обмотке.

Недостатком данного способа является повышенный акустический шум двигателя, обусловленный резким изменением производной тока двигателя при переходе из режима одновременно открытых ключей, когда ток нарастает, к режиму одновременно закрытых ключей, когда ток в обмотке резко уменьшается.

Известен также способ управления индукторным двигателем (см. патент International Application Number PCT/SE90/00422 от 15.06.1989 г., International Publication Number WO 90/16111.

В данном источнике заявляется система управления индукторным двигателем, формирующая сигналы управления ключами преобразователя.

Система управления позволяет регулировать интервалы включения и выключения ключей в зависимости от скорости вращения двигателя. Для расширения возможностей управления в системе реализован способ неодновременного выключения ключей: перед началом зоны одновременно выключенных ключей введена зона работы преобразователя частоты с одним включенным ключом. В этой зоне фазный ток двигателя спадает медленно через отрытый ключ и обратный диод. Длительность этой дополнительной зоны может регулироваться. Положительный эффект данного изобретения заключается как в возможности регулирования частоты вращения двигателя, так и в снижении шума за счет плавного перехода от режима нарастания тока сначала к режиму медленного спадания тока, а затем после выключения двух ключей - к режиму быстрого спадания тока до нуля.

Недостатком данного способа является его недостаточная гибкость, так как с увеличением длительности зоны работы с одним включенным ключом значительно уменьшается выходная мощность двигателя.

Предполагаемое изобретение направлено на повышение гибкости управления реактивным индукторным двигателем и для снижения акустического шума.

Способ снижения шума реактивного индукторного двигателя, заключающийся в том, что к обмотке двигателя с помощью преобразователя частоты прикладывают один или несколько импульсов напряжения, включая ключи Т1 и Т2, в конце зоны подачи напряжения выключают ключи Т1 и Т2 и прикладывают с помощью диодов Д1 и Д2 напряжение обратной полярности, в котором, согласно данному заявлению, после выключения ключей Т1 и Т2 замедляют уменьшение тока, включая и выключая один из указанных ключей.

В дальнейшем изобретение поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны: - фиг. 1 - схема силовых цепей одной фазы преобразователя; - фиг. 2а - сигнал управления ключа Т1; - фиг. 2б - сигнал управления ключа Т2; - фиг. 2в - напряжение, приложенное к обмотке двигателя; - фиг. 2г - ток фазы двигателя; Для формирования фазных токов в обмотках индукторного двигателя с помощью преобразователя частоты (см. фиг. 1) в момент времени t₁ подают сигналы управления на включение ключей Т1 (см. фиг. 2а) и Т2 (см. фиг. 2б), к обмотке двигателя ОД прикладывается напряжение источника питания U (см. фиг. 2в) и в ней начинает нарастать ток (см. фиг. 2г). При достижении током определенного уровня ключ Т1 выключается (момент времени t₂), при этом ток обмотки начинает замыкаться через включенный ключ Т2 и диод Д1. Обмотка при этом оказывается закороченной сама на себя, и ток в ней медленно уменьшается. После повторного включения ключа Т1 (момент времени t₃) к обмотке вновь прикладывается напряжение источника питания и в ней начинает нарастать ток. В конце зоны подачи напряжения (момент времени t₄) оба ключа Т1 и Т2 находятся в выключенном состоянии, к фазной обмотке двигателя через обратные диоды Д1 и Д2 прикладывается отрицательное напряжение источника питания и в ней начинает быстро спадать ток. Во время спадания тока система управления формирует импульс управления на дополнительное включение ключа Т2 (момент времени t₅), уменьшение тока замедляется, так как обмотка оказывается закороченной через Т2 и Д1. После выключения Т2 к обмотке двигателя через обратные диоды Д1 и Д2 вновь прикладывается отрицательное напряжение, и ток быстро начинает уменьшаться. В момент времени t формируется импульс на следующее дополнительное включение ключа Т2. Подбором количества дополнительных импульсов управления ключом и соотношений длительности дополнительных импульсов и пауз между ними можно сформировать такую форму фазного тока двигателя, при которой уровни вибраций и акустического шума двигателя будут минимальны. Фазный ток двигателя с дополнительными включениями ключа Т2 показан на фиг. 2г (кривая i₁), а без дополнительных включений - на фиг. 2г (кривая i₂). Как видно из фиг. 2г, дополнительные включения ключа затягивают время спадания фазного тока до нуля, так как в это время к обмотке прикладывается нулевое напряжение. В моменты времени, когда выключены одновременно два ключа, к обмотке прикладывается напряжение обратной полярности.

Технический эффект настоящего изобретения состоит в снижении акустического шума и вибраций двигателя за счет более гибкого управления ключами преобразователя частоты при формировании фазных токов реактивного индукторного двигателя.

Формула изобретения

Способ снижения шума реактивного индукторного двигателя, заключающийся в том, что к обмотке двигателя с помощью преобразователя частоты прикладывают один или несколько импульсов напряжения, включая два ключа, в конце зоны подачи напряжения выключают указанные ключи и с помощью диодов прикладывают к обмотке напряжение обратной полярности, отличающийся тем, что после выключения ключей замедляют уменьшение тока, включая и выключая один из указанных ключей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2