SU803085A1 - Реверсивный вентильный электро-дВигАТЕль - Google Patents

Description

(54) РЕВЕРСИВНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к регулируемому электроприводу переменного тока и может найти применение в электроприводах металлорежущих станков и других механизмов.

Известен реверсивный вентильный электро двигатель, состо щий из зависимого выпр мительно-инверторного преобразовател  час тоты со звеном посто нного тока и синхронной машины 1.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  реверсивный вентильный электродвигатель , содержащий управл емый выпр митель , который подключен через сглаживающий дроссель и инвертор к секци м обмоток синхронной мащины, регул тор скорости , сумматор и регул тор тока, входы которых подключены к источнику задающего напр жени , источнику задающего тока и датчику тока. Выход регул тора тока подключен к системе фазового управлени  выпр мител . Управление тиристоров выпр мител  и инвертора осуществл етс  от систем импульсного управлени , входы которых через блок сдвоени  импульсов подключены соотвеуственно к системе фазового управлени  выпр мител  и инвертора. Имеетс 

также датчик положени  ротора и тахогенератор . Выход датчика положени  ротора подключен на вход системы фазового управлени  инвертора и вход устройства управлени  искусственной коммутацией, выход которого подключен на вход реегул тора тока. Выход тахогенератора подключен на вход регул тора скорости, на вход индикатора направлени  вращени  и к входам устройств выбора коммутации и задани  в зависимости от вида коммутации (естественна  на высокой частоте вращени  или искусственна  методом прерывани  тока на низкой частоте вращени ) угла в двигательном и тормозном режимах, выходы которых подключены на вход логического устройства управлени  тиристорами инвертора. Вы5 ход логического устройства подключен на вход системы фазового управлени  инвертораС2 .3.

Электродвигатель содержит индикатор режима работы, один вход которого подключен через нуль-орган на выход регул тора Скорости, а второй вход подключен к индикатору направлени  вращени .

Работа регул торов скорости и тока, системы импульсно-фазового управлени  выпр мител  аналогична работе подобных узлов в электроприводах посто нного тока.

При реверсе вентильного двигател  в режиме торможени  с заданной частотой вращени  углы управлени  тири-сторами инвертора задаютс  блоком управлени , один вход которого подключен к тахогенератору, а второй - к внешнему источнику. Подключение задающего устройства осуществл етс  логическим устройством в функции сигнала с индикатора режима работы.

В тормозном режиме тиристоры инвертора работают с углом опережени  открывани  /5 90 эл. град, (выпр мительный режим ), а в двигательном - с /3 90 эл. град (инверторный режим).

Как отмечено выще, подключение устройств задани  углов управлени  тиристорами инвертора в двигательно.м или тормозном режимах осуществл етс  в функции выходного сигнала с индикатора режима работы , который в свою очередь определ етс  в функции сигналов с регул тора скорости и индикатора направлени  вращени . Однако при нулевой частоте вращени  ротора синхронной мащины сигнал с индикатора направлени  вращени  не определен и при первоначальном по влении задающего сигнала индикатор режима работы может выдать неправильную информацию, В этом случае на тиристоры инвертора поступ т управл ющие импульсы, сдвинутые по отношению к заданным- на 180 эл. град., и ротор синхронной машины начнет вращатьс  в противоположном заданному направлении , что может привести к поло.мке инструмента и ухудшению кач.ества обработки детали в металлорежущих станках на малых скорост х резани , что исключает применение известного двигател  в высококачественных станках.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  вентильного двигател .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в схему вентильного двигател  дополнительно введены три нуль-органа и два логических элемента И-НЕ, входы первого и второго нуль-органов подключены к источнику задающего напр жени , а их выходы подключены соответственно к первым входам логических элементов И-НЕ, вход третьего нуль-органа подключен к тахо.генератору , а его выход подключен ко вторым входам логических элементов И-НЕ выходы логических элементов И-НЕ подключены на соответствующие вхо ды индикатора направлени  вращени . В схему дополнительно введен третий логический элемент И-НЕ, входы которого подключены на выходы паровых двух логических элементов И-НЕ, а выход подключен на вход устройства задани  угла управлени  инвертором в двигательном режиме.

Благодар  такому подключению вновь введенных элементов в первый момент подачи задающего напр жени  при нулевой частоте вращени  сигнал Уз проходит через нуль-орган и логический элемент И-НЕ на вход индикатора направлени  вращени  и переводит его в согласованное с задающим напр жением состо ние, исключа  тем самым неправильную работу индикатора режима работы и поворот ротора в противоположном заданному направлении, а также поломку инструмента и детали. Одновременно сигнал проходит через третий элемент И-НЕ на вход устройства задани  угла в двигательном режиме, подтвержда  его состо ние выдачи углов, соответствующих работе тиристоров инвертора на минимальной частоте вращени . При по влении сигнала с тахогенератора нуль-орган, подключенный на выход тахогенератора, переключаетс  и блокирует логические элементы И-НЕ. В дальнейшем сигналы с нуль-органов не вли ют на работу индикатора направлени  вращени .

Сущность изобретени  по сн етс  чертежами , где на фиг. 1 представлена принципиальна  схема реверсивного вентильного электродвигател ; на фиг. 2 - временные диаграммы изменени  выходных сигналов отдельных узлов схемы по сн ющие ее работу .

Электродвигатель содержит управл емый выпр митель 1, сглаживающий дроссель 2, управл емый инвертор 3, синхронную мащину 4, регул тор 5 скорости, сумматор 6, регул тор 7 тока, датчик 8 тока, систему 9 фазового управлени  выпр мител , системы 10 и 11 импульсного управлени  выпр мител  и инвертора, блок 12 сдвоени  импульсов, систему 13 фазового управлени  инвертора, датчик 14 положени  ротора , тахогенератор 15, устройство 16 управлени  искусственной коммутацией методом прерывани  тока, индикатор 17 направлени  вращени , устройства 18 и 19 задани  угла управлени  тиристорами инвертора в двигательном и тормозном режимах, логическое устройство 20 управлени  тиристорами инвертора, индикатор 21 режима работы , нуль-орган 22, дополнительно введенные нуль-органы 23-25, логические элементы И-НЕ 26-28, УЗ , ij - задающие напр жение частоты вращени  и ток, ш - частота вращени  ротора синхронной машины; Ut, u,r, и,,, , UM, , и,,,

U27, Uas - логические сигналы на выходе соответствующих элементов схемы.

Claims (2)

1. Электродвигатель содержит упра л емый выпр митель 1, который подключен через сглаживающий дроссель 2, инвертор 3 к секци м обмоток синхронной машины 4. Входы регул тора 5 скорости, сумматора 6 и регул тора 7 тока подключены к источникам задающего напр жени  и тока (Ui, з) и датчику 8 тока. Выход регул тора 7 подключен к системе 9 фазового управлени  выпр мител . Управление тиристорами выпр мител  и инвертора осуществл етс  от систем 10 и 11 импульсного управлени , входы которых через блок 12 сдвоени  импульсов подключены соответственно к системам 9 и 13 фазового управлени  выпр мител  и инвертора. Выход датчика 14 положени  ротора подключен на вход системы 13 фазового управлени  инвертора и вход устройства 16 управлени  искусственной коммутацией, выход которого подключен на вход регул тора 7 тока. Выход тахогенератора 15 подключен на вход регул тора 5 скорости, на вход индикатора 17 направлени  вращени  и к входам устройств 18 и 19 выбора коммутации и задани  в зависимости от вида коммутации (естественна  на высоких частотах вращени  или искусственна  на низких частотах вращени ) угла в двигательном и тормозном режимах, выходы которых подключены на вход логического устройства 20 управлени . Выход устройства 20 подключен на вход системы 13 фазового управлени  инвертора. Один вход индикатора 21 режима работы подключен через нуль-орган 22 на выход регул тора 5, а второй вход подключен к индикатору 17. Входы нуль-органов 23 и 24, выполненных , например, на интегральных усилител х, работающих соответственно по пр мому и инверсному входам, подключены к выходу источника задающего напр жени . Вход нуль-органа 25, выполненного, например, на двух интегральных усилител х, работающих также по пр мому и инверсному входам, подключен на выход тахогенератора. Первые входы логических элементов 26 и 27 подключены соответственно на входы нульорганов 23 и 24, а вторые входы объединены и подключены к выходу нуль-органа 25. Выходы логических элементов И-НЕ 26 и 27 подключены на входы индикатора 17 и на входы логического элемента И-НЕ 28, выход которого подключен на вход устройства 18 задани  угла направлени  тиристорами инвертора в двигательном режиме. В исходном состо нии Us О, на выходе регул тора 5 скорости и нуль-органа 22 нулевые сигналы, на выходе тахогенератора нулевой сигнал, и по данному каналу состо ние индикатора 17 направлени  вращени  не определено. На выходе нуль-органов 23 и 24 за счет действи  источника напр жени  смещени  ±Ucat отрицательные сигналы , действие которых равноценно нулевым сигналам; на выходе логических элементов единичные сигналы, и они не вли ют на работу индикатора 17. На выходе нуль-органа 25 также за счет источника смещени  ±Uc-u. единичный сигнал,, и 1 уль-орган 25 не вли ет на работу элементов 26 и 27. При подаче задающего напр жени  -bUj на выходе регул тора 5 по вл етс  положительный сигнал, а на выходе нуль-органа 22 и первом входе индижатора режима работы 21 - единичный сигнал. Одновременно на выходе нуль-органа 23 по вл етс  единичный сигнал. Состо ние нуль-органа 25 при нулевой частоте вращени  не измен етс , и на его выходе сохран етс  логическа  единица. Две логических единицы на входе логического элемента 27 дают логический нуль, который переводит индикатор 17 в состо ние , при котором на его выходе по вл етс  единичный сигнал. Наличие двух единичных сигналов на входе индикатора 21 режима работы соответствуют двигательному режиму работы синхронной мащины. На выходе индикатора 21 по вл етс  соответствующий данному режиму сигнал, который поступает на вход логического устройства 20 управлени  тиристорами инвертора. При этом на его выходе по вл етс  сигнал дл  переключени  системы 13 фазового управлени  в состо ние, когда выходные управл ющие им пульсы соответствуют двигательному режиму работы синхронной машины в направлении «вперед. Одновременно через логический элемент И-НЕ 28 на вход устройства 18 поступает единичный сигнал, дополнительно подтверждающий низким частоту вращени  синхронной машины. После трогани  синхронной машины на выходе тахогенератора по витс  сигнал, нуль-орган 25 переключитс  в состо ние, когда на его выходе логический нуль, который переведет логические элементы 26 и 27 в состо ние единичных выходных сигналов. В дальнейшем изменение задающего сигнала из не оказывает вли ни  на работу вновь введенных элементов. При подаче задающего сигнала другого знака работа нуль-органов 23-25 и логических элементов 26-28 аналогична описанной выше с той лишь разницей, что единичный сигнал по вл етс  на выходе нульоргана 24, а нулевой сигнал - на выходе логического элемента 26. Синхронна  машина начинает вращатьс  в другом направлении . Таким образом, введение добавочных трех нуль-органов и трех логических элементов И-НЕ устран ет возможность кратковременного поворота синхронной машины в направлении, противоположном заданному , устран етс  также и возможность поломки механизма, повышаетс  качество обработок детали. Формула изобретени  1. Реверсивный вентильный электродвига тель, содержащий синхронную машину с тахогенератором и датчиком положени  ротора , обмотки фаз которой подключены через инвертор и управл емый выпр митель к сети переменного тока, системы фазового управлени  выпр мител  и jiflBepTopa; источник задающего напр жени , систему регулировани  тока и Скорости синхронной машины , устройства задани  углов управлени  тиристоров инвертора в двигательном и тормозном режимах, логическое устройство управлени  тиристорами инвертора, индикатор режима работы, один из входов которого подключен через нуль-орган на выход регул тора скорости, индикатор направлени  враш,ени , выход которого подключенко второму входу индикатора режима работы , причем входы логического устройства управлени  тиристорами инвертора подключены к выходам устройств задани  углов управлени  и индикатора режима работы , и устройство управлени  искусственной коммутацией, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области его применени , допо 1нительн-:. введены три нуль-органа и два логических элемента И-НЕ, входы первого и второго нуль-органов подключены к источнику задающего напр жени , а их выходы подключены к первым входам логических элементов И-НЕ, вход третьего нуль-органа подключен к тахогенератору, а выход подключен ко вторым входам логических элементов И-НЕ, выходы логических элементов И-НЕ подключены на входы индикатора направлени  вращени . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что дополнительно введен третий логический элемент И-НЕ, входы которого подключены на выход логических элементов И- НЕ, а выход подключен на вход устройства задани  угла управлени  инвертором в двигательном режиме. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Натент США № 3696.278, кл. 318- 138, 1972.
2. 2.Gunter Golz, Peter Grumbrecht und Frank Henstschel «Uber neu Betriebsartch der stromrichtermascbine synchroner Bauart wiss. Ber AEG-TELEFUNKEN, 48 (1975), 4.

   J

   Us

   %

   2

   UiB

   % %

   U;

   n

   НбОпреде/ieH.

   j dBuzame/гьныа режиг

   U21

   Неопреде/ген,

   Фиг. 2

   r

   -