SU1646025A1 - Способ импульсного управлени вентильным электродвигателем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение линейности регулировочных механических характернееитч при сохранении минимальные пульсации электромагнитного момента. Спосо импульсного управлени  вентильным электродвигателем заключаетс  в том, что по командам датчика 3 положени  ротона 14 электромеханического преобразоватеп  1 формируют управл ющее воздействие ,лл  каждого и ключей 4-9 непосредственного преобразовател  частоты 2 на угловом интервале ( 2fr/3 с фазовым сдвигом Q ,, 2U73 ддч каждого после- д гющего ключа в группе и разовым сдаигом Q.. I1. дл  1слючей разных групп, подключенных к одноименным секци м 11-13 обмотки  кор  электромеханического преобртзователч, на к-ом межк ммутацнонном ннгерп ле определ ют группу юточей, в которой произоила очередна  коммутаци  и периодически включают и выключают ключ той группы, в которой произошла очередна  коммутаци  на К-1 межкоммутационном интервале и в противофэзе с этим ключом включают и выключают ключ другой группы, св занный с той же секцией обмотки  кор , что и первый из упом нутых ключей. В результате в паузе импульсов управлени  по вл ютс  до- полнитапьные цепи дл  протекани  тока под действием спадающего участка ЭДС вращени , что снижает пульсации электромагнитного момента и повышает жесткость регулировочных характерно- тик в области ьчзких частот вращени . 5 ил. (f. С

Description

Изобретение относитс  к электро- jехникс и может бмть использовано н регулируемых электр приводлу с Г1е.нтил Н Гм ш.к j 0,1иигателемс

Целью изобретени   вл етс  повышение линейное 1 и регулировочных механических характеристик при сохранении минимальных пульсаций чл ктро- маг ичного момента.

Нч Ъиг. 1 изображена схема ycipf-и- 1Вй управлени  иентт тт, очектродвигателем; на фиг. 2 - диаграммы работы устройства управлени ; на фиг. 3 и фиг о 4 - электрические контуры и контурные токи, образованные соответственно на втором и третьем межкоммутационных МК интервалах во врем  импульсов и паузы команды управлени ; на фиг. 5 - ЭДС вращени , наведенные в секци х электродвигател  и токи, протекающие во врем  импуль

NJ

i и

паузы команды

са управлени  управлени  in.

I

Вентильный электродвигатель, реализующий данный способ управлени , содержит многосекционный электромеханический преобразователь 1, двух- полупериодный преобразователь 2 частоты , датчики положени  ротора 3. Преобразователь 2 частоты включает в себ  анодную группу ключей 4-6, катодную группу ключей 7-9 и диодный мост 10 обратного тока. Электромагнитный преобразователь 1 снабжен секци ми 11-13  корной обмотки и индуктором 14. Устройство управлени  включает в себ  функциональный преобразователь 15 сигналов датчика 3 в сигналы управлени  ключами преобразовател  2, формирователи 16-21 импульсов, сумматор 22, триггер 23, восемь логических элементов 2 ИЛИ 24-31. Мост обратного тока 10 включает в себ  диоды 32-37. Вентильный электродвигатель содержит также логические элементы 2И 38-43 с двум  пр мыми входами и 211 44-49 с одним пр мым и одним инверсным входами.

Импульсы управлени  подаютс  на первый вход каждого элемента 24, 25, на второй вход которых подаетс  сигнал с соответствующего выхода триггера 23. Логическое состо ние сигналов на выход.чх триггера 23 определ ет прохождение импульсов управлени  на анодную или катодную группу ключей преобразовател  2. Функциональный преобразователь 15 формирует по сигналам датчика 3 положени  ротора команды дл  коммутации каждого ключа преобразовател  2 частоты. Эти команды перемножаютс  с импульсами управлени  в элементах 38-43 и подаютс  на управл ющие цепи ключей 4-9 черв  логические элементы 26-31.

Логический блок 15 ев зан с сумматором 22 через формирователи импулсов 16-21, которые формируют импульсы при смене межкоммутационных интервалов . Выход сумматора 28 подключен к счетному выходу триггера 23, вход установки нул  которого подключен к выходу формировател  импульсов 16. Элементы 38-43 обеспечивают выключение соответствующего ключа одной из групп преобразовател  2 во врем  паузы управл ющего сигнала. Элементы 44-49 обеспечивают включение com6460254

ветствующего ключа другой группы ключей преобразовател  2 частоты в это же врем . Сигналы Uae-U подаютс  на цепи управлени  ключей 4-9 5 с элементов 26-31, измен   импульсы управлени  .

Способ импульсного управлени  вентильным электродвигателем осуществл етс  следующим образом.

10

Предположим, что при включении питани  на первом межкоммутационном интервале (фиг. 2), по командам датчика положени  включатс  ключи 4, 8 преобразовател  частоты 2. К источнику питани  подключаютс  секции 11, 12 обмотки  кор  электромагнитного пре образовател  1, выполненного на базе синхронной машины. Двигатель начнет вращатьс  после поворота индуктора

i

(ротора) 14 на угол О -

к j

в анод0

5

Переключение клюной группе ключей по командам датчи- 5 ка 3 произойдет отключение ключа 4 и включение ключа 5. Угловой интервал включенного состо ни  каждого ключа

,, 21Г составл ет 0.

i К. j

чей 7-9 в катодной группе будет происходить по командам датчика 3 со смещением на угол Q г и относительно ключей 4-6 анодной группы, подключенных соответственно к одноименным секци м обмотки  кор  электромеханического преобразовател  1„ Указанные угловые интервалы обеспечивает конструкци  датчика 3 положени  и логика работы логического блока 15.

Q В начале К-го межкоммутационного интервала вы вл ют группу ключей преобразовател  частоты, в которой произошла коммутаци  ключей под действием команд датчика 3 положени 

5 ротора и осуществл ют периодическое включение и выключение ключа в той группе, в которой очередна  коммутаци  под действием команд датчика 3 осуществл лась на (К-1)-м межкоммуQ тационном интервале. Происходит это следующим образом. Например, на первом межкоммутационном -интервале логический сигнал U51 триггера 23 устанавливаетс  в нулевое состо ние

по пр мому выходу 50, за счет подачи импульса с формировател  16. На инверсном выходе 51 установитс  логическа  единица. Это состо ние триггера определ ет прохождение импульса

управлени  на катодную группу ключей (7-9). При переходе на второй межкоммутационный интервал триггер 23 переключаетс  под действием импульса с формировател  21 и импульсы управлени  на втором межкоммутационном интервале поступают на анодную группу ключей 4-6 „

Рассмотрим электрические процессы происход щие при реализации способа управлени  на примере образующихс  структур электрических контуров на втором и третьем межкоммутационных интервалах.

В соответствии с диаграммой работы ключей 4-9 (фиг. 2) на втором межкоммутационном интервале под действием команды датчика 3 положени  ротора будут включены ключи 4 и 9 (фиг. 3).

В момент паузы импульсов управлени  Uunp размыкаетс  ключ 4, т.к. на втором межкоммутационном интервале на втором входе элемента 25 имеет место логический ноль с инверсного выхода триггера 23 и импульс управлени  проходит на анодную группу ключей 4-6 преобразовател  2 частоты. Одновременно с переходом логического элемента 38 в ноль, логический элемент 44 перейдет в состо ние логической единицы и подаст управл ющий сигнал на ключ 7 катодной группы, который как и ключ 4 подключен к секции 11 . Ключ 7 на 2-м межкоммутационноч интервале во врем  паузы импульсов управлени  будет включен.

Во врем  импульса управлени  на втором межкоммутационном интервале ток i будет протекать от источника 52 по секци м 11, 13 через ключи 4, 9 (фиг. 3). В секци х 11, 13 наводитс  ЭДС вращени  (фиг. 5), направленна  встречно по отношению к току ij .В момент паузы импульса управлени  выключаетс  ключ 4 и включаетс  ключ 7. Т.к. секции 11, 13 отключены от источника 52 питани , ток i 1 будет уменьшатьс , замыка сь по цепи: ключ 9 - дчод 35 - секции 11, 13 - кл-оч 9 (участок а-б, фиг. 5). После равенства i 0 образуетс  нова  электрическа  цепь: ключ 7 - диод 37 - секции 13, 11 - ключ 7, по которой под действием ЭДС вращени  е м будет протекать ток i5 на участке б-в (фиг. 5),

Одновременно образуетс  еще орг.& электрическа  цепь; ключ 7 - диод 36 - секции 12, 11 - ключ 7, по которой под действием ЭДС вращени  е 42.-4 будет протекать то i . Эт. электрическа  цепь будет возникать до середины межкоммутанионного интервала , пока ЭДС е12н,.не станет меньше е.. По мере уменьшени  ЭДС е 1г , ток i 3 в паузе импульса управлени  также будет уменьшатьс .

В течение всего межкоммутационного интервала в двигателе протекают непрерывные токи, это повышает линейность регулировочных характеристик . .

Па фиг. 5 при первом импульсе управлени  показан ток i K - это коммутационный ток, вызванный переключением ключей под действием команды датчика 3 положени  ротора при переходе на очередной межкоммутационный интервал .

На 3-м межкоммутационном интервале под действием команды датчика 3 будут включены ключи 5 и 9. Па счетный вход триггера 23 с формировател  17 импульсов в начале птого межкоммутационного интервала поступит импульс через сумматор 22. Па пр мом выходе 50 триггера 23 установитс  логический, ноль и импульс управлени  дл  выключени  ключа будет поступать на катодную группу ключей. Т.е. на этом интер- 5 вале будет периодически выключатьс  ключ 9. Одновременно с переходом элемента 43 в ноль, логический элемент 49 перейдет в логическую единицу. Это

5

0

5

0

приведет к подаче импульса управлени 

U

28

с элемента 28 на ключ 6, который

откроетс .

0

В момент импульса управлени  по 5 секци м 12, 13 будет протекать ток iu от источника 52 питани  через ключи 5, 9 (фиг. 4). При выключении ключа

9 и включении ключа 6 после уменьше . ц ни  тока i до нул  образутес  нова 

электрическа  цепь: ключ 6 - секции 13, 12 - диод 33 - ключ 6, по которой под действием ЭДС протекает ток i .

у

Одновременно с этой целью в паузе импульса управлени  на первой половине межкоммутационного интервала образуетс  дополнительна  цепь: ключ 6 - секции 13, 11 - диод 32 - ключ 6, по которой протекает ток i под действием спадающего участка ЭДС вращени .

5

Таким образом способ управлени  обеспечивает повышенную линейность регулировочных характеристик за счет непрерывности токов во врем  паузы сигнала управлени  благодар  образованию электромагнитных цепей, по которым протекает ток под действием ЭДС вращени . Кроме того, реализуетс  управление, при котором на каждом межкоммутационном интервале электромагнитные процессы повтор ютс , что выравнивает пульсации электромагнитного момента на межкоммутационных интервалах и особенно важно при реализации моментных двигателей или двигателей с повышенной равномерност вращени  „

Применение данного способа управлени  при частоте управл ющего сигнала кратной частоте вращени  вентильного электродвигател  и при по влении импульса управлени  в конце межкоммутационного интервала позволит одновременно с увеличением линейности сохранить жесткостьз регулировочной характеристики двигател  в

ью

1646025У

Области малых частот вращени , что

существенно скажетс  на разрешающей способности при реализации след щих . электроприводов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ импульсного управлени 

   вентильным электродвигателем по авт.св. К 1464262, отличающийс  тем, что, с целью повышени  линейности регулировочных механических характеристик при со5 хранении минимальных пульсаций электромагнитного момента, на каждом межкоммутационном интервале в противофазе с периодически выключаемым и включаемым по командам

   0 управлени  ключом одной группы преобразовател  частоты дополнительно по командам управлени  включают и выключают ключ другой группы, который подключен к той же секции

   5 обмотки  кор  электромагнитного преобразовател , что и первый из указанных ключей.

   Анодна  группа

   катодна  еруппа

   Uunp

   ФорпироСшпель импульсобфц% 7

   Фиг.1

   Фиг.

   I ЫЛ

   1Ц