SU1700703A1 - Реверсивный вентильный электродвигатель с регулируемым торможением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроприводу, и может быть использовано в реверсивных электроприводах , где требуетс  экстренное изменение направлени  вращени  вала вентильного электродвигател , например в приводах робототехники, в позиционных и f след щих электроприводах. Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей и динамических характеристик . Дл  этого в электроприводе переменного тока к выходу 15 гистерезисного реле 16 кроме дополнительного входа 14 блока 12 формировани  сигналов управлени , подключен также вход 31 логической схемы ЗАПРЕТ 19, управл ющий вход 27 которой через схему сравнени  22 подключен к датчику 25 направлени  вращени . Это позвол ет исключить из структуры вентильного электродвигател  датчик частоты вращени , уменьшить потери мощности, момент инерции и таким образом увеличить скорость торможени . 2 ил. сл

Description

Фиг1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроприводу, м может быть использовано в реверсивных электроприводах , где требуетс  экстренное изменение направлени  вращени  вала вентильного электродвигател , например, в приводах робототехники, в позиционных и след щим электроприводах.

Цель изобретени  - улучшение массога- баритных показателей и динамических характеристик .

На фиг.1 представлена блок-схема вентильного электродвигател ; на Фиг.2 - эпюры напр жений в узлах блок-схемы.

Реверсивный вентильный электродвигатель с регулируемым торможением содержит синхронную машину I, вал 2 которой св зан с датчиком 3 положени  ротора, преобразователь 4 частоты, к выходу которого подключена  корна  обмотка 5 синхронной машины 1, входы 6-11 преобразовател  4 частоты подключены к выходам блока 12 формировани  сигналов управлени  преобразователем частоты, основные входы 13 которого подключены к выходам датчика 3 положени  ротора, а дополнительный вход 14 управлени , например, катодной группой ключей преобразовател  частоты подключен к выходу 15 гистерезисного реле 16, в блоке 12 формировани  сигналов дополнительный вход 17 управлени  анодной группой ключей преобразовател  частоты подключен к выходу 18 логической схемы ЗАПРЕТ 1S, а дополнительный вход 20 задани  направлени  вращени  подключен к первому входу 21 логической схемы 22 сравнени , второй вход 23 который подключен к выходу 24 датчика 25 направлени  вращени , а выход 26 - к управл ющему входу 27 Л01ической схемы ЗАПРЕТ 19, вход 28 гистерезисного реле 16 подключен к выходу 29 датчика 30 тока вентильного электродвигател , выход 15 гистерезисного реле 16 подключен к инфомационному входу 31 логической схемы ЗАПРЕТ 19.

Датчик 30 тока вентильного электродвигател  может быть любого типа, например индуктивный, резистивный, в виде датчиков Холла, расположенных в зазоре магнито- провода несущего обмотку  кор , по которой протекает измер емый ток,

Гистерезисное реле 16 выполнено на, аналоговых компараторах с положительной обратной св зью. Уровень срабатывани  гистерезисного реле задаетс . Прм нулевом уровне срабатывани  двигатель отключен от питающей сети и не вращаетс .

Логическа  схема 22 сравнени  реализуетс  на базе различных логических схем.

например ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ или сумматор по модулю 2.

Логическа  схема ЗАПРЕТ 19 реализуетс  на базе различных логических схем,

например 2-Й или 2-ИЛИ.

Датчик 3 положени  ротора может быть любого типа, например индуктивный с под- магничиванием. В его выходных, например, трах каналах формируютс  логические сигналы длительностью, например, тг/р с угловым сдвигом 2 тг/Зр.

Датчик 25 направлений вращени  может быть выполнен в виде, например, реверсивного тахогенератора посто нного тока

или цифрового устройства, контролирующего пор док следовани  сигналов в каналах датчика положени  ротора.

Поеобразователь 4 частоты выполн етс  двухполупериодным на полностью управл емых ключах.

Блок 12 формировани  сигналов управлени  преобразователем частоты может выполн тьс  по различным принципиальным схемам. Блок 12 составлен из последовательно соединенных реверсора, функционального преобразовател  и двух групп схем ЗАПРЕТ, через которые управл ющие сигналы поступают на цепи управлени  ключей анодной и катодной групп. Управл ющий вход реверсора  вл етс  дополнительным входом 20 блока 12. Управл ющие входы групп схем ЗАПРЕТ  вл ютс  входами 14 и 17 блока 12.

Дл  определенности при описании работы устройства примем следующее. При наличии единичного управл ющего сигнала U20 (фиг,2) на дополнительной входе 20 задани  направлени  вращени  в блоке 12 формируютс  управл ющие сигналы на воащение вправо, а нулевого сигнала - влево. При наличии единичных управл ющих сигналов Ui4, Ui7 на дополнительных входах 14 и 17 управлени  соответственно катодной и анодной группами ключей преобразовател 

частоты, ключи указанных групп размыкаютс , а нулевоЕо сигнала замыкаютс  по алгоритму переключени  того или много режима работы,

Реверсируемый вентильный электродвигатель с регулируемым торможением работает следующим образом.

Предположим, что вентильный электродвигатель на интервале времени Q-ti вращаетс  вправо (фмг.2). Это обеспечиваетс 

наличием на управл ющем входе 20 единичного сигнала и установкой порога срабатывани  гистерззмсного реле 16 выше максимальных значений тока двигател  при работе с конкретной нагрузкой, На входах

14 I 17 опила 12 отсутствуют единичные упрапл пш а согнали I а влходо 24 датчика 25 направлени  зр щеии  прмгг-ciaye единичный сигнал. В июмею времени ti на вход 20 5по а 12 iscr, /r.aci курево1 логиче- ский сигнал -а с е iy наг оаалзнм  зра- ,ЙРМЧ Ззнт и/ibii . злэкт родгзмгсПель переводите R ре топ.ожеигч  Г ро-иво- йклю ением, продолжа  вращатьс  вправо. В момент еремени t2 А /.га-рпь достигает нулезсР частоть в зщени«-. На и.ьрва/1: времени ti-t2ioic двигатель спадает до нул , и Нс растаот is противопопожн/чэ сторону под действием согласно ек/ноченных ЭДС вращени  и нлтр же ч источник питани  /I достигает порога ср бс Т ргнир LJc гнете резисно10 релр 16.

После OTi,ro ог.уще гзл е с  импульсное юковое регулировани  в ехиметорг о- женчг гротишвчлючением Тик двигател  поддержир етс  и токовом коридоре, офа- чиченном порога vii/i ср ШЕЭНЧЧ Uc и олу- ci-ани  Uo ryici ерезигного оеле 16 В импульсе -оково о регулировани  ток двигател  нарастает 1эч как ключи обеих групп преобразовател  4 частоты замкнуты В паузе токового регулировани  размыкаютс  ключи обеих i оупп и ток двигател  спадает через мсс г обратного преобоазовчтел  А 1астоты и иотсннике1 питани  Это обеспе- читаетс  тем, что сигналы bis с выхода гис- терезпсного реле 16 поступают чг входы 14 л 17упоавЯ(. ни  группами кл.очей преобразовател  частоты

Поступление сиг - пов Dig -а дополни- тельнь й вход 17 на интерваге чремрни ста i j РОЗ. южным, cv i -i и ч указан sori пн- теьвале соап-лас-i пленное Ua/4 и задач н je награвлен / F ьрандени  двигател  Схема 22 сравнени  зо.л етелмни нь й сиг- нал U26 несовпэцеппч наупраелрюший ьход 27 схемы ЗАПРЕТ 19 Последн   разблокирована и на ее вьиодр 18 по вл ютс  импульсы токового реп гиоовани  Использование торможенч  поотивоькпючением гозволует гормоз иь цвшатель с тормозным момен i э,и, равньл максимзпьному моменту -агруш1 пусковому моменту во 3t с. i диагззонемасто вращени  двигател . Что пивитае ысгрод чгтпие эле тлопри-

ЕЭДи

Нач .5. Of онента ппе.мениt2 э ектро- пвьтагель н мии т грч атьс  слево. Пауза токоаого о гулировани  при пуске обеспечиваетс  пл. ut- hvei 01 очей только ча- ,ог4 Юй -р/r и 1юеобоазовэтел  частоты. Пп -ок дв гате/)Я .тадает до порога отпускачир r|icT ,ргз1 сюю реле 16 через диоди кз иднг и г руо.iы -оста обратно о то- к «реоСразсзател  вгтоты и замкнутые

ji u4f анодпой группы указанною преобра- jjba ол, Это обеспечиваетс  тгем, что на дополни епьчом входе 17 управлени  анодной ,рентой ключей принудительно уста- повлрг нулевой логический уровень, так как ема ЗАПРЕТ 19 заблокирована нулевым игнэ-огч 25 совпадени  с схемы /.2 В зм случае истинное U: и заданное Jan рвени  вращени  совпадают,

,,.-очеиие из структуры вентильного электродвигател  датчика частоты вращение и поро ового элемента позвол ет улуч- iijiiTt5 массогабаритные показатели. пэ..ие изобретени  позвол ет упростить газовый вентильный электродвмга- гепь випогоенный по схеме устройства и состо щий из блока управлени  и коммута- иич КВД-25МВ и синхронней машины ДБ32-75-12 При этом уменьшаетс  число беокоопусных ivihKnocxeri в микросоорке уп- оавтени  МП 003 с 23 до 17, т е на 26%

Применение изобретени  уменьшает интенсивность of a JOB управл ющей части двигател  в срав iei-ли с базовым вариан- гсмсЯ 0,675 10 6 до 1 0,645 -гО6

Крокетого, Р режиме торможени  проти- вовк ючением в navse токового регулировани  устоойство обеспечивге рекуперацию запасен (с и 13 индуктивности  корной обмотки симхипнчой маши, в сеть во всеп диапазоне 12итот вра, ени

Тирмг. ение дчиателч осуществл етс  / о с чсполозсванием тсрмохени  про- товчлюченис л 3io несколько повышает - ciCiOTy ко г ут-ьии силозых ключей преоб- ргзова ел  ч стоть. три значительных часто- Э гзалеч т -з ,зарн°н1, v динамическим ор1 ожен;/ ivo-v с того в гаком дв пателе , юг ло.ери h O .HCCTI в контуре дат- «и,ои Сыстрееюсмозитс .таккак ею ( г эоции hienbuie.

Фо jм у л а изобретени 

Реверсивный вентильный электродвигатель с регулируемым торг ожением, со- дерлащий синхронную машину, свалом котооэй соед 1нен аатчик положени  ротора а  коона  обмотка синхронной машины подключена к преобразователю частоты, блок формиоивани  сигналов управлени  с основным и грем  дсполнитечьчыми входа- ми выходу чотороп. подключены управл - юише входы преобразовател  --астоты, к основному входу - выходы датчика положени  ротора У первому дополнительному в/,оду - выход логического элемента ЗАПРЕТ , снабженного двум  входами, первый т которых соединен с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одним вхоцо( подключенного к выходу датчика направлени  вращени , а другим входом - к

задатчику направлени  вращени  и третьему дополнительному входу блока формировани  сигналов управлени , гистерезисное реле, вход которого соединен с выходом

ным входом блока формировани  сигналов управлени , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей и динамических характеристик, втодатчика тока  корной обмотки синхронной 5 рой вход логического элемента ЗАПРЕТ машины, а выход - с вторым дополнитель- подключен к выходу гистерезисного реле.

ным входом блока формировани  сигналов управлени , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей и динамических характеристик, вто рой вход логического элемента ЗАПРЕТ подключен к выходу гистерезисного реле.

Claims (1)

1. Фо рм у ла изобретения

   Реверсивный вентильный электродвигатель с регулируемым торможением, содержащий синхронную машину, с валом котооой соединен датчик положения ротора, а якорная обмотка синхронной машины подключена к преобразователю частоты, блок формирования сигналов управления с основным и тремя дополнительными входа- ’ ми, к выходу которого подключены управляющие входы преобразователя частоты, к основному входу - выходы датчика положения ротора, к первому дополнительному входу - выход логического элемента ЗАПРЕТ, снабженного двумя входами, первый из которых соединен с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одним входом подключенного к выходу датчика направления вращения, а другим входом - к задатчику направления вращения и третьему дополнительному входу блока формирования сигналов управления, гистерезисное реле, вход которого соединен с выходом датчика тока якорной обмотки синхронной машины, а выход - с вторым дополнительным входом блока формирования сигналов управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и динамических характеристик, вто5 рой вход логического элемента ЗАПРЕТ подключен к выходу гистерезисного реле.

   Составитесь Н.Кольцова