SU1032555A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Description

ел ел

ел

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к регулируемому электроприводу с вентильными элентродвигате  ми.

Известен вентильный электродвигэ тель, в котором дл  расширени  диапазона регулировани  скорости вращени  дополнительно введено устройство регулировани .длительности шунтировани  дроссел , один вход которого подключен к датчику нул  выпр мленного напр жени  1 3Недостатком данного вентильного электродвигател   вл етс  необходимость применени ;в датчике нул  выпр мленн1ого напр жени , подключенного на зажимы силового вьшр мител , гальванической разв зки на магнитных или оптронных элементах) входных и выходных цепей. Кроме того, конденсаторы и сопротивлени  R-C цепочек в вентильном двигателе, должны выбиратьс  из условий наличи  на выходе логических элементов ИЛИ сигнала, длительность которого больше длительности межкоммутационного интервала тиристоров выпр мител  (3-5 мс) и R-C цепочки получаютс  громоздкими. Все это увеличивает массу и габариты вентильного двигател .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату предлагаемому  вл етс  вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину,  корные обмотки которой подключены к источнику переменного напр жени  с помощью зависимого преобразовател  частоты со сглаживающим двухобмоточным дросселем , два вспомогательных тиристора, подсоединенных между выходами выпр  мител  и нулевой точкой синхронной машины, блок регулировани  и блок импульсно-фазового управлени  взыпр мителем , блок управлени  принудительной коммутацией, входы которого подсоединены к датчику положени  ротора и датчику нул  тока, а выходна вход блока импульсно-фазового управлени  выпр мител  и на управл ющие электроды вспомогательных тиристоров 2 .

. Недостатком известного вентильного электродвигател   вл етс  то, что при скорост х ротора, значительно отличных от нул , происходит рос противо-ЭДС двигател  и, следовател но, смещение в сторону опережени 

точки равенства нулю разности мгновенных знамений противо-ЭДС двигател  и выпр мленного напр жени  сети, а значит, и смещение точки начала

спада тока в звене посто нного тока преобразовател  и фазе двигател , выход щей из работы. Это приводит к ненужной задержке начала коммутации тока фаз и потере момента двигатеQ л  из-за увеличени  угла сдвига между первыми гармониками ЭДС и тока фаз двигател . Увеличение тока дл  компенсации снижени  момента двигател  увеличивает потери, что в конечном итоге увеличивает его массу и габариты вентильного электродвигател  в целом.

Цель изобретени  - снижение мапссы и габаритов вентильного электродвигател  путем уменьшени  колебаний угла сдвига между первыми гармониками тока и ЭДС фаз двигател .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в вентильном электродвигателе,

5 содержащем синхронную машину,  корные обмотки которой подключены к источнику переменного напр жени  с , помощью зависимого преобразовател  частоты со сглаживающим дросселем, обмотки которого подключены после-, довательно к цепи выпр мленного тока, два вспомогательных тиристора, подсоединенных между выходами выпр мител  и нулевой точкой синхронной машины, блок регулировани  и блок импульсно ,фазового управлени  выпр мителем, блок управлени  принудительной коммутацией , входы которого подсоединены к датчику положени  ротора и. датчику нул  тока, а выход - на вход блока импульсно-фазового управлени  выпр мител  и на «управл ющие электроды вспомогательных тиристоров, введены нуль-орган и измерительна  обмотка сглаживающего дроссел , подключенна  на вход нуль-органа, блок управлени  принудительной коммутацией снабжен дополнительным входом, соединенным с выходом нульоргана .

На фиг, 1изображена схема вен тильного электродвигател ; на фиг,2временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Вентильный элeкJpoдвигaтeлb содержит синхронную машину 1,  корные обмотки которой подключены к источнику переменного напр жени  с помощью зависимого преобразователи 2 частоты со сглаживающим дросселем 3j два вспомогательных тиристора I и5, подсоединенных между выходами выпр мител  6 и нулевой точкой синхронной машины 1, блок 7 регулировани  и блок 8 импульснофазового управлени  выпр мителем. Блок 9 управлени  принудительной коммутацией, входы которого подсое динены к датчику Ш положени  ротора и датчику 11 нул  тока, а выход на вход блока 8 импульсно-фазового управлени  выпр мител  6 и на управл ющие электроды вспомогательных тиристоров Ц, S нуль-орган 12 и измерительна  обмотка 13 сглаживающего дроссел  3, подключенна  на вход нуль-органа 12, выход которого соединен со входом блока 9 управлени  принудительной коммутацией. Преобразователь 2 мастотыимеет также инвертор It на тиристорах. Блок 9 управлени  принудительной коммутацией содержит управл емый ключ 15| вход которого подклю чен на выход устройства 1б дл  регулировани  длительности шунтирова ни , состо щего из статического триггера 17 и логического элемента 18 И-НЕ, логический элемент 19 И-НЕ, включенный медгду входом устройства 16 дл  регулировани  дл тельности шунтировани  и выходами статических триггеров 20 и 21, пер вые входы которых соединены с датчи ком 10 положени  ротора через устройства 22 и 23 дифференцировани  и логического суммировани  фронтов сигналов с датчика 10 поло ни  ротора,- а вторые входы объединены и соединены с датчиком 11 нул  тока, схемы и. 25 совпадени , включенные между управл ющими элек тродами вспомогательных тиристоров i и 5 и выход устройства 16 дл  ре гулировани  длительности шунтирова ни . Имеетс  также датчик 26 скорости , выход которого подсоединен на вход блока 7 регулировани  выпр мител  6. Устройство работает следующим о разом. В исходном состо нии схемы, ког да напр жение управл ющего источни ка Ug равно нулю, углы управлени  тир исторами выпр мител  6 составл ютл например, 1бО эл.град. Вы5554 пр мленный ток равен нулю, ротор Синхронной машины 1 неподвижен, сигнал на выходе датчика 11 нул  тока равен логическому нулю. В этом случае с выхода датчика 10 положени  ротора снимаютс  два посто нных сигнала , которые подаютс  на управл ющие электроды тиристора. Посто нный сигнал с датчика 1.0 положени  ротора не проходит через устройства дифференцировани  и логического суммировани  22, 23 и на их выходе присутствует логическа  единица, котора  не вли ет на состо ние статических триггеров 20 и 21, выполненных на транзисторах п-р-п проводимости . Нулевым сигналом с датчика 11 нул  тока статические триггеры 20 и 21 перевод тс  в состо ние, когда на их выходах по вл ютс  логические единицы, которые подаютс  на вход логического элемента.; 18 ИНЕ , На выходе логического элемента 19 И-НЕ по вл етс  логический ЧУЛЬ, который переключает статический триггер 17 в состо ние, когда на его выходе сигнал отсутствует « логический нуль. Тиристоры 4 и 5 закрыты, управл емый ключ 15 на транзисторе также закрыт. При подаче управл ющего напр жени  с источника 11, на вход блока 7 регулировани  выпр мител  напр жение на его выходе растет, углы управлени  тиристорами выпр мител . станов тс  меньше 90 эл. град, на его выходе по вл етс  напр жение и по двум секци м  корной обмотки синхронной машины 1, подключенной к выпр мителю 6 двум  открытыми тиристорами инвертора 1, начинает протекать ток, создава  вращающий момент . Ротор синхронной машины поворачиваетс  и при определенном его положении на одном из выходных зажимов датчика 10 положени  ротора iси гнал исчезает,- а на другом по вл етс . При этом по вл ющийс  СИ1 нал с датчика 10 положени  ротора проходит через устройство 22 (или 23j дифференцировани  и логического суммировани  фронтов сигналов с датчика положени  ротора на вход статического триггера 20 (на его входе по вл етс  логический нуль), статический триггер 20 переключаетс , на входе логического элемента 19 И-НЕ по вл етс  логический нуль, а на ее выходе - логическа  единица. В момент по влени  логической единицы с логического элемента 19 И-НЕ в случае наличи  логической единицы на выхо де нуль-органа 12 (по вл етс , когда 5 мгновенное значение противо-ЭДС инвертора становитс  больше мгновенного значени  ЭДС выпр мител  6 и ток в силоаых обмотках сглаживающего дроссел  3 начинает уменьшать с |, на выходе логического элемента 18;И-НЕ по вл етс  логический нуль, который переключает статический триггер 17.

;При переключении статического . 5 триггера 17 сигналом с него упрабл емый ключ 15 на транзисторе открываетс  и вход блока 8 импульсно фазового управлени  выпр мител  6 шунтируетс . Углы управлени  20 тиристорами; выпр млени  устанавливеютс  равными 160 эл.град, и напр жение сети оказываетс  включенным встречно направлению тока выпр мител . Одновременно через ло- 25 ги:ческую схему 2k совпадени  открываетс  тиристор k и ток секции  корной обмотки, выход щей из работы,, начинает резко уменьшатьс . Ток в секции  корной обмотки, остагощей- зо с  в работе, в это врем  протекает через тиристор 4 и полуобмотку дроссел  3, несколько увеличива сь за счет электромагнитной энер гии другой полуобмотки, ток в ко- 35 торой спадает до нул .

После снижени  тока выход щей из работы секции  корной обмотки до нул  и закрыти  тиристора и инвертора 14 статический триггер 20 сиг- до

налом с датчика 11 нул  тока переключаетс  в исходное состо ние, ког да на его выходе логическа  единица , на выходе логического элемента 19 И-НЕ по вл етс  логический нуль и триггер 17 также переключаетс  в исходное состо ние, когда на выходе его сигнал отсутствует, управл емый ключ 15 на транзисторе закрываетс  и сигнал с управл ющего электрода тиристора k снимаетс . При этом вход блока 8 импульсно-фазового управлени  выпр мител  6 расшунтируетс , углы управлени  тиристорами выпр мител  станов тс  меньше 90 эл.град. и на выходе выпр мител  6 по вл етс  положительное напр жение, под действием которого ток вступающей в работу секции  корной обмотки нарастает до номинального значени . После выравнивани  токов в силовых полуобмотках дроссел  3 тиристор k закрываетс .

Таким образом, сигнал на выходе устройства 16 дл  регулировани  длительности шунтировани  на открытие вспомогательного тиристора и на начало коммутации по вл етс  в момент возникновени  условий дл  уменьшени  тока в цепи его протекани  в вентильном электродвигателе, что наступает раньше момента перехода синусоиды выпр мленного напр жени  через нуль. Это позвол ет устранить дополнительные колебани  угла сдвига первых гармоник тока фаз и ЭДС фаз синхронной машины, снизить потери , а значит, уменьшить массу и габариты вентильного электровигател  в целом.

.2

Claims (1)

1. ВЕНТИЛЬНйЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхронную машину, якорные обмотки которой подключены к источнику переменного напряжения с помощью зависимого преобразователя частоты со сглаживающим дросселем, обмотки которого подключены после- довательно к цепи выпрямленного тока, два вспомогательных тиристора, включенных между выходами выпрямителя и нулевой точкой обмотки синхронной машины, блок регулирования и блок импульсно-фазового управления выпрямителем, блок управления принудительной коммутацией, входы которого подсоединены к датчику положения ротора и датчику нуля тока, а выход - на вход блока импульсно-фазового управления выпрямителя и на управляющие электроды вспомогательных тиристоров, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов, введены нуль-орган и измерительная обмотка <g сглаживающего дросселя, подключенная на вход нуль-органа, блок управления принудительной коммутацией снабжен дополнительным входом, соединенным с выходом нуль-органа.

   SU .,„1032555