SU1363390A1 - Способ управлени в зоне искусственной коммутации вентильным электродвигателем и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повьшение надежности и быстродействи  за счет уменьшени  зоны искусственной коммутации. Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе управлени  вентильным электродвигателем СлЭ со со со Фиг. т

Description

в зоне искусственной коммутации периодическое поочередное включение тиристоров 2-7 инвертора 1 осуществл ют с задаиньм углом опережени , контролируют с помощью чувствительных элементов 18-23 коммутационные токи, протекающие через, тиристорь 2- 7, и при очередном повороте ротора синхронной машины 8 на полюсное деление и при наличии коммутационного тока выключают тиристоры выпр мител  9,После окончани  процесса коммутации тирис Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управлени  вентильными двигател ми, имеющими звено посто нного тока.

Цель изобретени  - повьшение надежности и быстродействи  вентильного электродвигател  за счет уменьшени  зоны искусственной коммутации.

lia фиг.1 изображена блок-схема устройства управлени  вентильным электродвигателем в зоне искусственной коммутации; на фиг.2 - функциональные св зи между системой импульсно-фазового управлени  (СИФУ) инвертором и блоком контрол  тока вентилей; на фиг.З - диаграммы сигналов на выходах функциональных: блоков; на фиг.4-7 - токи в функциональных узлах устройства управлени , I.

Устройство дл  управлени  в зоне

искусственной коммутации вентильным электродвигателем, содержит управл - е.мьй инвертор 1, включающий в себ  m тиристоров 2-7, выход управл емого инвертора 1 подключен к  корной обмотке синхронной машины 8, а основной вход - через управл емый выпр митель 9 к источнику питани , регул тор 10 частоты вращени  с трем  входами, два из которых подключены соответственно к задатчику частоты вращени  и датчику 11 частоты вращени , третий вход подключен к первому силовому выводу управл емого ключа 12, а выход - к управл ющему входу вьтр мител  10 через систему 13 имторы выпр мител  9 включают. В результате обеспечиваетс  совмещение естественной и искусственной комнута ции, что улучшает динамические показатели злектропривода в режиме пуска во всем диапазоне частот вращени , так как коэффициенты момента и ЭДС синхронной машины 8 измен ютс  плавно . Обеспечиваетс  автоматический переход на принудительную коммутацию при отсутствии естественной коммутации . 2 с.п.ф-лы. 7 ил.

пульсно-фазового управлени . Устройство также содержит систему 14 им- пульсно-фазового управлени  инвертором 1, датчик 15 положени , выход 5 которого подключен к первому входу системы 14 импульсно-фазового управ- лени  инвертором 1, ко второму входу которой подключен выход блока 16 синхронизации, св занного с  корной

0;обмоткой синхронной машины 8. Кроме того, устройство содержит блок 17 контрол  тока вентилей, датчик тока, выполненньй в виде m чувствительных элементов 18-23, логический элемент

5 ИЛИ 24, логический элемент И 25. Выходы блока 17 контрол  тока вентилей подключены ко входам логического элемента ИЛИ 24, .выход которого подключен к первому входу логического

0 элемента И 25, ко второму, входу которого подключен выход датчика положени  15, и второй силовой вывод управл емого ключа 12. п-й чувствительный элемент датчика тока включен последовательно с п-ым тиристором инвертора 1. Выход логического элемента И 25 подключен к управл ющему входу ключа 12. Причем через п обозначаетс  очередной открывающийс  ти0 ристор инвертора 1. Дополнительно

устройство управлени  может содержать регул тор 26 тока выпр мител  и датчик тока 27 выпр мител .

Блок 17 кон грол  тока вентилей

5 выполнен в виде m логических элементов И 28-30 (фиг.2), причем выход п-го чувствительного элемента, напри5

мер 18, включенного последовательно с п-ым тиристором, например 2, подключен к первому входу п-го логического элемента if, например 30, блока 17.- Ко второму входу п-го логическо- го элемента И, например 30, подключен выход системы 14 импульсно-фазо- вого управлени , св занньш с управл - ющи м входом (п+1)-го тиристора инвертора , например 2.

Блок 17 контрол  тока вентилей контролирует момент времени, когда коммутационный ток тиристора, который должен выйти из работы, станет равным нулю.

Способ управлени  вентильным электродвигателем в зоне искусственной коммутации осуществл етс  следующим образом.

В области низких частот вращени , а также при отработке фиксированных перемещений, когда вьщелить ЭДС вращени  в цепи статора двигател  невозможно или затруднительно, управление двигателем осуществл етс  от датчика положени  15. При этом включение , например, тиристора 2 будет происходить в момент времени t, +utx (фиг.3,4), т.е. в момент по влени  сигнала датчика положени  15. Двигатель (синхронна  машина 8) работает в зоне искусственной коммутации .

С повьппением частоты вращени  блок 11 синхронизации обеспечивает подачу управл ющих импульсов с помощью системы импульсно-фазового управлени  в определенной последовательности . Сдвиг этих импульсов соответствует заданному углу опереже- ни  управлени . С момента подачи управл ющего импульса начинает развиватьс  процесс коммутации вентилей инвертора (фиг.5). Так, например, включен тиристор 2 инвертора и, если подан упом нутый сигнал в момент t, , то ток в тиристоре 2 будет уменьшатьс , а в тиристоре 3 будет возрастать. Выпр мленный ток вентильного двигател  при этом не. измен етс . Если коммутационный ток тиристоров 2 больше тока удержани , то сигнал U на выходе чувствительного элемента 18 датчика тока равен логической единице , если меньше тока удержани , то равен логическому нулю.

В момент времени t сигнал с датчика положени  через логический эле

633904

мент И 24 и ключ 12 начинает закрывать выпр митель, вследствие чего уменьшаютс  токи тиристо ров 2 и 3. При с этом, ввиду разных значений токов в момент Cj ток 1 снижаетс  до нул  несколько раньше, чем в случае, -соответствующем фиг.4. Длительность спадани  тока 1 в режиме искусствен- 10 ной коммутации можно приблеженно определить так

.t;.

15

Можно также видель, что в. усло0

5

0

0

5

ви х разных скоростей спадани  токов в режиме искусственной, коммутации ток If выпр мител  9 будет прерывистым , если Ij 0,5lj, и непрерывным дл  услови  T-i 0,5lj. Принципиально важным  вл етс  то, что врем , в течение которого на вьтр митель необходимо подавать блокирующий импульс на его запирание, по ширине непрерывно уменьшаетс , стрем сь к нулю.

Таким образом, коммутаци  осуществл етс  в два этапа: на первом ток уменьшаетс  за счет ЭДС двигател , на втором - за счет воздействи  на вьтр митель 9. Упом нутый процесс повтор етс  периодически через каждые 60 эл.град. кривой напр жени  инверторов поочередно в анодной и катод5 ной вентильных группах.

На фиг.6 представлен тот же процесс , но при других начальных услови х , например при большой ЭДС двигател . Его особенностью  вл етс  то,

0 что снижение тока I, до нул  не приводит к уменьшению тока 1 до нул , он лишь несколько уменьшаетс  при поступлении сигнала с датчика 15 положени . Выпр мленный ток при этом

5не прерываетс , хот  уменьшаетс  на величину л за врем  лс . Функционирование блоков 17,24,25,12 в этом случае ничем не отличаетс  от процесса , рассмотренного ранее.

С дальнейшим ростом ЭДС двигател  происходит плавный переход к машинной коммутации. Этот процесс представлен на фиг.7. При этом ток 1 становитс  равным нулю ранее, чем поступает сигнал с датчика 15 положени  (он представлен на соответствующей оси штриховой линией). Так как ключ 12 в этом случае оказываетс  закрытым, то блокирующий сигнал на выпр митель не по

ступает вообще Таким образом, осуществл етс  машинна  коммутаци  с углом опережени  управлени  вентил ми инвертора, определ емым угловым положением управл ющих импульсов тиристоров относительно соответствующих кривых ЭДС инвертора.

Совмещение естественной и искусственной коммутации в режиме пуска улучшает динамические показатели системы привода, так как коэффициент момента и ЭДС двигател  измен етс  плавно в процессе разгона системы привода. Улучшение динамических по- казателей характерно во всем диапазоне частот вращени  от нул  до частоты вращени , соответствующей началу машинной коммутации.

Повьппаетс  наде(ность работы вен- тильного электродвигател  за счет автоматического перехода на принудительную коммутацию при отсутствии естественной коммутации.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Способ управлени  в зоне искусственной коммутации вентильным электродвигателем , включающим в себ  ти- ристорный инвертор и управл емый вы- пp митeльJ при котором периодически поочередно включают тиристоры инвертора в последовательности, обеспечивающей поворот магнитодвижущей силы

    кор  в заданном направлении на полюсное деление5 периодически запирают тиристоры управл емого выпр мител  при повороте ротора на полюсное деление , контролируют ток силовой цепи электродвигател  и при равенстве его нулю включают в соответствии с пол рностью напр жени  питани   тиристоры управл емого выпр мител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и быстродействи  за счет уменьшени  зоны искусственной коммутации, указанное поочередное периодическое включение тиристоров инвертора производ т с заданным углом опережени , контролируют коммутационный ток, протекающий через тиристоры iинвертора, при очередном повороте ротора на полюсное деление и при наличии коммутационного тока выключают

   тиристоры выпр мител , после оконча-

   0 5

   0

   5

   g

   5

   0

   5

   c

   0

   ни  коммутационного процесса производ т указанное включение тиристоров выпр мител .
2. 2. Устройство дл  управлени  в зоне искусственной коммутации вентильным электродвигателем, содержащее управл емый инвертор, включающий в себ  тиристоры, выход которого подключен к  корной обмотке синхронной машины, а силовой вход через управл емый выпр митель - к источнику питани , регул тор частоты вращени  с трем  входами, два из которых подключены соответственно к задатчику частоты вращени  и датчику частоты вращени , третий вход подключен к первому силовому выводу управл емого ключа, а выход - к управл ющему входу выпр мител  через систему импульсно-фазо- вого упр лени  выпр мителем, систему . импуЛьсно-фазового управлени  инвертором , датчик положени , выход которого подключен к первому входу системы импульсно-фазового управлени  инвертором , к второму входу которой подключен выход блока синхронизации, св занного с  корной обмоткой синхронной машины, датчик тока, отличающеес  тем, что, с целью повьш1е- ни  надежности и быстродействи , в него дополнительно введены логический элемент И, блок контрол  тока вентилей , включающий в себ  га логических элементов И, га-входовый логический элемент ИЛИ, а датчик тока выполнен в виде га чувствительных элементов, п-й из которых включен последовательно с п-м тиристором инвертора, выход п-го чувчтвительного элемента подключен к первому входу п-го логического элемента И блока контрол  тока вентилей , к второму входу которого подключен выход системы импульсно-фазового управлени  инвертором, св занный с управл ющим входом (п+1)-го тиристора, выходы блока контрол  тока подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу логического элемента И, к второму входу которого подключены выход датчика положени  и второй силовой вывод управл емого ключа, выход логического элемента И подключен к управл ющему входу ключа.

   фи.

   Фив. 5

   Фиг.6

   Редактор И.Сегл ник

   Составитель А.Иванов Техред Л.Сердюкова

   Заказ 6375/50 Тираж 659Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  иаб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

   фие.7

   Корректор В.Бут га