SU1379931A1

SU1379931A1 - Вентильный электродвигатель

Info

Publication number: SU1379931A1
Application number: SU864065930A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Алексеевич Сторожев
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1988-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Целью изобретени вл етс улучшение энергетических характеристик и повышение быстродействи . Указанна цель достигаетс введением многоканального узла 12 дифференцировани , блока 13 суммировани и вы-, делени модул , одновибратора 14 и управл емого ключа 15. Указанные узлы предназначены дл формировани импульсов заданной длительности, определ емой временем, достаточным дл коммутации тиристоров инвертора 5, к-рые подаютс на вход блока 10 управлени тиристором 9. На врем существовани этих импульсов резистор 8 расшунтирован. По достижении частотой вращени синхронной машины 1 величины , при которой ЭДС достаточна дл естественной коммутации тиристоров инвертора 5, ключ 15 по команде узла 11 контрол параметров разгона за пираетс . Прекращаетс поступление импульсов на вход блока 10, который выдает посто нный сигнал на включение тиристора 9. Резистор 8 шунтируетс . 3 ил. § (Л

Description

оо ч|

;о со

Фт

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих электроприводах с широким диапазоном регулировани час тоты вращени .

Цель изобретени улучшение энергетических характеристик и повышение быстродействи .

На фиг.1 изображена блок-схема вентильного электродвигател ; на фиг.2 и 3 - графики токов и напр жений в элементах вентильного электродвигател , по сн ющие его работу.

На фиг.2 и 3 прин ты обозначени :

. ., IIII

и, U-2., и напр жени на выходах

11 з 1Э

датчика положени ротора; U и - напр жени на выходах уэла диф- ференцирова1ги ; U,4 - напр жение на выходе блока суммировани и выделени модул ; и,5 - напр жение на выходе одновибратора; Uj - напр жение на выходе выпр мител ; ij - ток в цепи выпр мленного тока; ig, i, i - ток в фазах вентильного электродвигател , условно.

Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1, датчик 2 положени ротора, вентильный преобразователь 3 частоты со звеном посто н- него тока, состо щий из выпр мител 4, инвертора 5, управл ющие цепи ключей которого соединены с выходом датчика 2 положени ротора через систему 6 импульсного управлени инверто- ра, а выход - с обмоткой кор синхронной машины 1, сглаживающего дроссел 7, резистора 8, включенного последовательно с дросселем 7, тиристора 9, включенного параллельно резис- тору 8 и анодом подключенного к сглаживающему дросселю 7, блока 10 управлени 10 тиристором, и узел 11 контрол параметров разгона. Вентильный электродвигатель дополнительно содер- жит многоканальный узел 12 дифференцировани , блок 13 суммировани и выделени модул , одновибратор 14 и управл емый ключ 15, причем входы узла 12 дифференцировани подключены к соответствующим выходам датчика 2 положени ротора, а его выходы подключены к соответствующим входам блока 13 суммировани и вьщелени модул , выход которого подключен к входу

однонибратора 14, подключенного выходом через управл емый ключ 15 к входу блока 10 управлени тиристором 9, а управл ющий вход ключа 15 подключен

к выходу узла 11 контрол параметров разгона. Выпр митель А преобразовател 3 частоты управл етс от системы 16 импульсно-фазового управлени выпр мителем . Инвертор 5 содержит тиристоры 17-22.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом,

В момент включени t (фиг.2) ротор двигател , создава магнитный поток fg , находитс в одном из положений . Сигналы Uj, Uj, V датчика 2 положени ротора поступают на вход системы 7 импульсного управлени инвертором , котора вырабатывает управл ющие импульсы, поступающие на тиристоры инвертора 5, например на тиристоры 17 и 20. Дл создани тока в цепи и соответственно намагничивающей силы статора системой 16 импульсно- фазового управлени вьтр мителем 4 открываютс тиристоры выпр мител с максимальным углом зажигани , который уменьшаетс по мере разгона,т.е. работа выпр мител протекает аналогично приводу посто нного тока.

При по влении напр жени на выходе выпр мител 4 через открытьй тиристор 9, шунтирующий резистор 8 и открытые тиристоры 17 и 20 инвертора 5 по фазам а, b протекает ток, имеющий непрерывный характер благодар большой индуктивности сглаживающего дроссел 7. Образованный протекающим током магнитный поток статора взаимодействует с магнитным потоком ро- тор а, в результате чего ротор двигател начинает поворачиватьс и вместе с ним поворачиваетс ротор датчика 2 положени .

В момент времени t импульс U датчика 2 положени исчезает и по заднему фронту этого импульса система 7 импульсного управлени инвертором снимает сигнал управлени с тиристора 20 инвертора 5 и подает управл ющий сигнал на тиристор 22. Одновременно соответствующей дифферен- цирующей цепочкой узла 12 дифференцировани дифференцируетс задний

,. W

фронт импульса и и на соответствующем выходе узла 12 по вл етс отрицательный импульс . , поступающий на вход блока 13 суммировани и выделени модул , в котором он преобразуетс в импульс положительной пол рности и. Импульсом и,, запускаетс одновибратор 14, формирующий на своем выходе импульс заданной длительности Uj, поступающий черп откры тый ключ 16 на вход блок-а IО управлени тиристором 9 и дающий команду на запирание тиристора 9. Последний запираетс блоком 10 управлени и в цепь выпр мленного тока вводитс резистор 8, величина которого такова, что вследствие уменьшени электромаг- нитной инерции цепи выпр мленного тока ток в ней становитс прерывистым. Пауза в токе при условии сн ти импульсов управлени с тиристора 20 инвертора 5 и подачи их на тиристор 22 приводит к запиранию тиристора 22 и отпиранию тиристора 20, и ток течет уже по фазам а, с. Врем коммутации тиристоров инвертора определ етс продолжительностью одного пульса пре- рывистого тока (t на графике выпр мленного тока, фиг.З).

При частоте питающей сети f 50 Гц и трехфазной мостовой схеме выпр мител с пульсностью m 6 про- должительность пульсации составл ет

t --I- 0.0033 с. f. m

Дл повышени надежности коммутации целесообразно удвоить это врем (0,0066 с). На такую длительность настраиваетс выходной импульс одно- вибратора 14. По срезу импульса U,e на выходе одновибратора 14 блок 10

управлени тиристором открывает ти-

ристор 9, который шунтирует резистор 8. Ток ij в цепи выпр мленного тока становитс непрерывным (фиг.З). Поток статора, взаимодейству с полем ротора, вызывает дальнейший поворот ротора и через 60 эл.град (момент времени t, фиг.2) на выходе датчика положени ротора 2 по вл етс импульс Uj . По его фронту система 7 импульсного управлени инвертором снимает сигнал управлени с тиристора 1 7 и подает его на тиристор 19. импульса Uj дифференцируетс узлом 12, на выходе которого по вл етс короткий импульс , который,

пройд через блок 13 суммировани и выделени модул (U,,|), запускает од новибратор 14, формирующий импульс и, заданной длительности (0,0066 с) По сигналу и , блок 10 управлени тиристором запирает тиристор 9, шунтирующий резистор 8, выпр мленный ток становитс прерывистым, происходит коммутаци тиристоров 17 и 19, ток

Q 5 0

5

о

5

Q д

течет по фазам Ь, с. По исчезновении импульса блок 10 управлени открывает тиристор 9, резистор 8 шунти - руетс , выпр мленный ток ста говитс непрерывным, ротор двигател поворачиваетс и т.д.

Таким образом происходит пуск двигател из неподвижного состо ни . По мере разгона двигател возрастает ЭДС машины и при частоте вращени 5% номинальной становитс достаточной дл того, чтобы обеспечить устойчивую естественную коммутацию инвертора, т.е. вести инвертор. Необходимость в создании прерывистого тока отпадает и ключ 15 по сигналу, поступающему на его управл ющий вход от узла II контрол параметрюв разгона, например , тахогенератора при определенном значении частоты вращени запираетс , блокиру тем самым поступление на вход блока 10 управлени тиристором импульсов от одновибратора 14. Тиристор 9 удерживаетс после этого блоком 10 в открытом состо нии и шунтирует резистор 8.

Таким образом, в вентильном электродвигателе резистор 9 ввод т в цепь выпр мленного тока дл придани ему прерывистого характера не на все врем начального участка пуска, а периодически , через 60 эл.град, в моменты коммутации тиристоров инвертора в соответствии с пор дком их включени на врем , не превышающее 0,0066 с. Благодар этому значительно снижаютс потери в резисторе, что улучшает его энергетические характеристики, и повышаетс пусковой момент двигател , так как подавл ющую часть времени начального участка пуска ток в двигателе остаетс непрерывным.

Claims

Формула изобретени Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, датчик положени ротора, вентильный преобразователь частоты, составленный из выпр мител , инвертора, управл ющие цепи ключей которого соединены с выходом датчика положени ротора, а вы ход - с обмоткой кор синхронной машины, сглаживающего дроссел , резистора , включенного последовательно со сглаживающим дросселем, тиристора , включенного параллельно резистору и анодом подключенного к сглаживающему дросселю, блока управлени

тиристором, и ров разгона, с тем, что

узел контрол парамет отличающий - , с целью улучшени

энергетических характеристик и повы-- шени быстродействи , дополнительно введены многоканальный узел дифферен цировани , блок суммировани и выде лени модул , одновибратор и управ л емый ключ, причем входы узла диф ференцировани подключены к соответ-

ствующим выходам датчика положени ротора, а его выходы подключены к соответствующим входам блока сумми ровани и выделени модул , выход которого подключен к входу одновибра- тора, подключенного выходом через уп равл емый ключ к входу блока управ лени тиристором, а управл юищй вход ключа подключен к выходу узла контрол параметров разгона.

г

t, tz t.

Фиг. 2