SU1721770A1 - Способ торможени бесконтактного двухфазного вентильного электродвигател - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в позиционном приводе и позвол ет осуществл ть торможение противовключением с углом опережени , динамическое торможение в межкоммутационном интервале, торможение .противовключением после поворота ротора вентильного электродвигател  на угол , где о -межкоммутационный интервал. При этом увеличиваетс  тормозной момент. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах и устройствах, где требуетс  торможение и последующа  фиксаци  вала ротора двигател  после останова, например в позиционном приводе.

Известны такие способы торможени  электродвигателей как торможение проти- вовключением, динамическое и двухтоко- вое, т.е. одновременное применение динамического торможени  и торможени  противовключением. При обычном торможении противовключением вентильных электродвигателей возможно размагничивание полюсов ротора и требуетс  дополни- тельна  аппаратура дл  определени  момента достижени  нул  частоты вращени  ротора.

Недостатком динамического торможени   вл етс  уменьшени  тормозного момента с уменьшением частоты вращени , что зат гивает процесс торможени  ненагруженного двигател . Кроме того, после останова ротора этот способ торможени  не обеспечивает фиксацию ротора вентильного электродвигател , что необходимо иметь в позиционных приводах.

Этих недостатков лишено торможение противовключением вентильного электродвигател , выполненного в виде синхронной машины с многофазной  корной обмоткой, подключенной к преобразователю частоты, управл емому от датчика положени  ротора синхронной машины, при котором, включа  определенную комбинацию ключей преобразовател  частоты, по сигналам датчика положени  ротора осуществл ют поочередное подключение соответствующих фаз  корной обмотки синхронной машины к источнику питани  .с углом опережени , равным одному межкоммутационному интервалу, причем з а межкоммутационный угловой интервал принимают угол поворота ротора синхронной машины , при котором комбинаци  сигналов датчика положени  ротора остаетс  посто нной.

у

е

Недостатком этого способа  вл етс  относительно большой угол торможени , равный нескольким межкоммутационным глам, и большое врем  торможени  из-за небольшого среднего тормозного момента, ак как тормозной момент создаетс  только во второй половине межкоммутационного интервала, а в первой половине межкоммуационного интервала создаетс  двигательный момент.

Цель изобретени  - уменьшение времени торможени  путем увеличени  тормозного момента.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе торможени  бесконтактного двухфазного вентильного электродвигател , при котором коммутацию фаз  корной обмотки осуществл ют в режиме противовключени  с углом опережени , равным одному меж- крммутаЦионному интервалу, с начала и до конца межкоммутационного интервала осу-, ществл ют динамическое торможение и при повороте ротора вентильного электроса , двигател  на угол а - осуществл ют указанный режим противовключени  фаз  корной обмотки, где Ok - межкоммутационный интервал.

На фиг.1 представлена схема взаимного расположени  статора, ротора и датчика положени  ротора синхронной машины; на фиг.2 - блок-схема управлени  вентильным двигателем; на фиг.З -схема блока управлени .

Вентильный двигатель содержит синхронную машину с  корем 1 и ротором 2 и датчик 3 положени  ротора, выполненный на фотодиодах 4-7. Сигнальный элемент 8 датчика 3 положени  ротора выполнен в виде диска с прорезью, равной 90 эл.град.

Блок-схема управлени  вентильным двигателем содержит преобразователь 9-ча- стоты, блок 10 управлени , включенный между выходами датчика 3 положени  ротора и входами преобразовател  9 частоты. Преобразователь 9 частоты выполнен на транзисторах 11-18 по мостовой схеме дл  каждой фазы статора синхронной машины . Входные выводы преобразовател  9 частоты подключены к зажимам источника питани , а выходные - к обмотке 19  кор  1 синхронной машины, имеющей фазы А-а и В-b. Блок 10 управлени  включает в себ  .четыре ждущих мультивибратора 20-23, входы которых соединены с выходами датчика 3 положени  ротора, а выходы ждущих мультивибраторов 20-23 соединены с входами элемента ИЛИ 24. Выход последнего соединен с входом 26 посто нного запоминающего устройства

(ПЗУ) 25, а остальные шесть входов ПЗУ 25 соединены соответственно с шинами Ол. Un и выходами датчика 3 положени  ротора. На блок 10 управлени  поступают сигналы с фотодиодов 4-7 датчика 3 положени  ротора и сигналы Ул. Un, определ ющие соответственно левое и правое направлени  вращени  двигател . Блок 10 управлени  выдает импульсы управлени  транзисторами 11-18 преобразовател  9 частоты в определенной последовательности и сочетании . Если сигнал Ол равен логической 1, сигнал Un - логическому О, то двигатель вращаетс  против часовой стрелки;

при.ил О, Un 1 двигатель вращаетс  по часовой стрелке.

При ил Uri О по переднему фронту сигнала, снимаемого с очередного включаемого фотодиода, двигатель переходит в тормозной режим, т.е. тормозной режим начинаетс  всегда в начале межкоммутаци- рнного интервала.

При вращении двигател  по передним фронтам импульсов датчика 3 положени 

ротора срабатывают ждущие мультивибраторы 20-23, т.е. на их выходах по вл ютс  сигналы, соответствующие логическим 1. Длительность этих сигналов выбираетс  равной времени прохождени  ротором лоловины межкоммутационного интервала при максимальной частоте вращени . Таким образом, на вход 26 ПЗУ 25 через элемент ИЛИ 24 приход т логические единицы в начале каждого межкоммутационного интервала .

Пусть двигатель перед торможением вращалс  против часовой стрелки, а режим торможени  наступил после засветки фотодиода 4. При этом на входах ПЗУ 25

Ufl Un U5 U6 U4 .

При такой комбинации входных сигналов на ПЗУ 25 открыты транзисторы 12 и 14.

Открытыми транзисторами 12 и 14 закорачиваетс  фаза А-а, чем реализуетс  динамическое торможение. Направлени  индуктированного тока и магнитного потока ,, созданного фазой А-а, завис т от направлени  вращени  ротора 2. Если перед началом торможени  ротор 2 вращалс  про- тив часовой стрелки, то направление тока в фазе А-а и магнитного потока Ф1 будут такими , как показано на фиг.1 (поток показан пунктирной линией). Магнитный поток

Фь взаимодейству  .с магнитным потоком

ротора 2, создает тормозной момент. Этот

тормозной момент пропорционален частоте

вращени  ротора 2, Поэтому динамическое

торможение наиболее эффективно на начальном этапе торможени .

После прохождени  -ротором половины межкоммутационного интервала % при максимальной частоте вращени , на выходе ждущего мультивибратора 20 по вл етс  логический О, который через элемент ИЛИ 24 подаетс  на вход 26 ПЗУ 25, т.е. на входах ПЗУ 25 по вл етс  така  комбинаци  сигналов: Кл Un Us U6 1)7 )26 0И; U4 1.При этом на выходах ПЗУ 25, т.е. выходах блока 10 управлени , по вл ютс  сигналы, которые оставл ют включенными транзисторы 12 и 14 и отпирают транзисторы 15 и 18.

Открытыми транзисторами 15 и 18 осуществл етс  торможение противовключе- нием с углом опережени , равным одному межкоммутационному .интервалу. Начало фазы В-Ь подключаетс  к плюсу источника питани , а ее конец - к минусу. Посто нный ток, протека  по фазе В-b, создает магнитный поток Фг (на фиг.1 сплошна  лини ). Магнитный поток ф, взаимодейству  с магнитным потоком полюсов ротора 2, создает тормозной момент, который стремитс  совместить ось полюсов ротора 2 с вертикальной осью и зафиксировать ротор 2 в этом положении.

Если двигатель не затормозилс  при освещении фотодиода 4, то после выхода фотодиода 4 из зоны засветки освещаетс  фотодиод 7. Под действием сигналов блока 10 управлени  в начале следующего межкоммутационного интервала закорачиваетс  фаза В-b, чем реализуетс  режим динамического торможени , а после временной задержки при помощи фазы А-а реализуетс  режим противовключени  и т.д. до полной остановки двигател .

При торможении противовключением с углом опережени , равным одному межкоммутационному интервалу, на первой воловине межкоммутационного интервала

создаетс  двигательный момент, а на вто- рой половине межкоммутационного интервала - тормозной момент.

Поскольку при наиболее неблагопри тных услови х применени  предлагаемого способа торможени  перед началом торможени  противовключением с углом опереже- . ки , равным одному межкоммутационному интервалу, ротор 2 двигател  проходит поло- .

0 вину межкоммутационного интервала, то двигательный момент будет равен нулю, а суммарный тормозной момент возрастает, В других случа х, когда момент сопротив- не равен нулю, а начальна  частота

5 вращени  -меньше максимальной, перед началом торможени  противовключением с углом опережени , равным одному межкоммутационному интервалу, ротор 2 успеCUr

0 вает повернутьс  на угол а ..Но и в этих

случа х происходит увеличение суммарного тормозного момента и уменьшение времени торможени  бесконтактного двухфазного вентильного электродвигател .

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ торможени  бесконтактного двухфазного вентильного электродвигател , при котором коммутацию фаз  корной

   0 обмотки осуществл ют в .режиме противовключени  с углом опережени , равным одному межкоммутационному интервалу, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  времени.тормсжени  путем уве/1иче5 ни  тормозного момента, с начала и до конца межкоммутационнрго интервала осуществл ют динамическое торможение и при повороте ротора вентильного электродвигаОь

   тел  на угол а - осуществл ют указанный режим противовключени  фаз  корной обмотки, где Ok - межкоммутационный интервал ..

   «

   о I-- h

   см -

   94-

   а

   см

   §

   5

   QtK.3,