Изобретение относитс к электротехнике , в частности к регулируемому электроприводу переменного тока и мо жет найти применение в электроприводах металлорежущих станков и других механизмов. Известны реверсивные электроприво ды посто нного тока, содержащие реве сивный двухкомплектный управл емый вы пр митель, подключенный к двигателю п сто нного тока 1 , Недостатком данного электропривода вл етс невысока надежность, Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату вл етс реверсивный вентильный двигатель, содержащий выпр митель , подключенный через сглаживающий дроссель и инвертор к секци м обмоток синхронной машины, регул тор скорости, сумматор, регул тор тока, выходы которых подключены к источнику задающего напр жени , задающего тока и датчику тока. Выход регул тора тока подключен к системе фазового управлени выпр мител . Управление тиристоров выпр мител и инвертора осущест вл етс от систем импульсного управлени , входы которых через блок сдво- ени импульсов подключены соотвётственно к системе фазового управлени выпр мител и инвертора. Выход датчика положени ротора пoдк пoчeн на вход системы фазового управлени инвертора и вход устройства управлени искусственнрй коммутацией, вход которого подключен на вход регул тора тока. Выход тг1хогенератора подключен на вход регул тора скорости, на вход индикатора направлени вращени и к входгм 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 иа вход логического устройства управлени тиристорами инвертора. Выход логического устройства подключен на вход системы фазового инвертора. Имеетс индикатор режима работы, один вход которого подключен через нуль-орган на выход регул тора скорости, а второй вход подключен к индикатору направлени вра .щени . При реверсе вентильного двигател в режиме торможени с заданной частотой вращени углы управлени тиристорами инвертора задаютс устройством , один вход которого подключен к Тахогенератору, а второй к внешнему источнику. Подключение задающего уст ройства осуществл етс логическим устройством в функции сигнала с инди катора режима работы. При разгоне ротора двигател в другом направлени УГЛЫ упрвлени тиристорами инвертора задаютс устройством. В тормозном ре жиме тиристоры работают с углом опережени открывани fi 90 эл. град. (;выпр мительный режим) , а в двигател ном - с эл. град, (инверторный режим). Максимальное среднее значение момента синхронной машины в двигательном режиме и ее лучшие динамические характеристики достигаютс при работ тиристоров инвертора с (Ь О, а в тормозном режиме с 1 180 эл.град. (л о). При построении системы управлени вентильным электродвигателем необходимо обеспечить указанные выше значени углов управлени тирис торов инвертора. Такие значени угло можно получить подключением системы импульсного управлени непосредствен но к датчику положени ротора, исключив добавочные устройства задани угла управлени 2. Однако данный двигатель не реализует указанные законы управлени , по этому его недостатком вл етс наличие блока задани угла управлени тиристорами в тормозном режиме, и ег не оптимальные динамические характеристики . Если в инверторном режиме при работе синхронной машины при высоких частотах вращени значение уг па |3 определ етс услови ми коммутации , то в выпр мительном режиме угол fi может быть прин т равным 180 эл.гр ( f 0) . При этом тормозной момент имеет наибольшее значение при заданнОм токе фаз синхронной машины. Быс рее машина будет отрабатывать и заданное Ьистемой автоматического регулировани снижение частоты вращени . Если прин ть в тормозном режиме р 180 эл.град., то при ширине виходного импульса с датчика положе ни ротора 120 эл. град, можно осуществить торможение, а затем разгон ротора вентильного двигател в режи ме коммутации методом прерывани то ка без переключени углов управлени т.е. автоматически после перехода через нулевую частоту вращени fi ctaHOBHTCH равным eL (при fi 180 эл.град. в тормозном режиме. 180 эл. грс1д. в двигательном ре жиме) . Цель изобретени - упрощение реверсивного вентильного электродвига тел и улучшение его дингилических характеристик. Указанна цель достигаетс тем, что вход блока сдвоени импульсов . подключен через первую пару ключей йперед и назад непосредственно к выходу датчика положени ротора, входы первой пары ключей подключены к выходу логического устройства управлени тиристорами инвертора в режиме торможени и на низких частотах вращени ротора, входы логического устройства подключены к выходу индикатора режима работы, индикатору направлени вращени и устройству выбора, коммутации, входы второй пары ключей .-вперед, назад, включенной между входом блока сдвоени и системой фазового управлени тиристорами инвертора в двигательном режиме, подключены непосредственно или через инвертирующие элементы к выходам индикатора направлени вращени , устройства выбора коммутации и индикатора режима работы. Благодар подключению устройств в схеме реверсивного вентильного электродвигател при оптимальной установке датчика положени ротора с шириной выходных импульсов 120 эл.град., исключаетс специальный блок задани углов управлени инвертора в двигательном режиме в обоих направлени х на низкой частоте вращени , при коммутации тиристоров инвертора методом прерывани тока, основанном на поочередном переводе тиристоров выпр мител в инверторный режим, осуществл етс при р О (без учета реакции кор синхронной машины, а в тормозном режиме - на всех частотах вращени при ot- О, что соответствует наибольшему изменению момента при заданном изменении тока и лучшим динамическим характеристикам системы автоматического регулировани частоты вращени . На фиг. 1 представлена принципиальна схема реверсивного вентильного электропривода; на фиг. 2 - временные диаграммы изменений выходных сигналов отдельных узлов схемы. Реверсивный вентильный электродвигат .ель имеет выпр митель 1, который подключен через сглаживающий дроссель 2, инвертор 3 к секци м обмоток синхронной машины 4, регул тор 5 скорости , сумматор б, регул тор 7 тока, входы которых подключены к источникам задающего напр жени и тока (Uj , i) и датчику 8 тока. Выход рег ул тора 7 тока подключен к системе фазового управлени выпр мител 9. Управление тиристорами выпр мител и инвертора осуществл етс от систем 10, 11 импульсного управлени , входы которых через блок 12 сдвоеии импульсов подключены непосредственно к системе фазового управлени выпр мител 9 и .через ключ 25, 26 - к системе 13 фазового управлени инвертором (в двигательном режиме на высоких частотах вращени ). Имеетс также датчик 14 положени ротора и тахогенератор 15, выход датчика положени ротора подключен к системе 13 фазового управлени инвертора, индикатору 17 направ лени вращени , устройству 18 выбор коммутации, и через ключи 23, 24 на выход блока 12 сдвоени импульсов. Выход устройства 16 управлени искусственной коммутацией тиристоров рертора методом прерывани тока на йиэких частотах вращени подключен вход регул тора 7 тока,один выход подключен непосредственно или через ключ 23 блока 19 на выход датчика 14 положени ротора, а второй вход подключен к выходу устройства 18 выбора коммутации 18. Выход тахогенератора по ключен на вход регул тора 5 скорост Имеетс логическое устройство 20 уп равлени тиристорами инвертора в дв гательном режиме на низких частотах вращени и в тормозном режиме на вс частотах вращени , выходы которого подключены на соответствующие входы ключей 23 и 24, один вход логическо устройства подключен к выходу индикатора 21 режима работы, второй вхо на выход устройства 18 выбора коммутации , третий и четвертый входы подключены непосредственно и через инвертирующий логический элемент И-НЕ 29 к выходу индикатора 17 напр лени вращени . Первый вход индикатора 21 режима работы подключен на выход индикатора 17 направлени вра щени 7, а второй вход через нульорган 22 - на выход регул тора скор ти. Первые входы ключей 25, 26 подключени задани углов управлени тиристоров инвертора ,в двигательном режиме на -высоких частотах вращени подключены соответственно непосредственно и через логический элемент И-НЕ 29 на выход индикатора направлени вращени 17, вторые и третьи входы ключей через логические элементы И-НЕ 27, 28 подключены на вых индикатора 21 режима работы и устройства выбора коммутации. и,, i - задающие напр жени час тоты вращени и тока, С«- - частота вращени ротора синхронной машины, Uj, и. U,g, и., , io напр жени на выходе регул тора скорости, индикатора направлени вращени , устройства выбора коммутации, индикато ра режима работы и двух выходах логического устройства, и, . U26- диаграммы состо ни ключей (О - включен, 1 - отключей). Ujj - напр жение на выходных зажимах выпр мител . Работает схема при реверсе следующим образом. Пусть в исходном состо нии на входе имеет +LI.T и ротор вентильного двигател вращаетс в направлении вперед. В этом случае на выходе регул тора 5 скорости положительный сигнал, на выходе нуль-органа 22 и первом входе индикатора 21 режима работы - логическа единица, на вы|ходе индикатора 17 направлени вращени и втором входе 21 тажкже ло-. гическа единица. При этом на .выходе индикатора режима работы - нулевой сигнал, соответствующий двигательному режиму работы синхронной маши1НЫ 4. На выходе устройства 18 выбора коммутации нулевой сигнал, соответствующий высокой частоте вращени и естественной коммутации тиристоров инвертора 3. В этом случае на выходах логических элементов И-НЕ 32-35 - единичный сигнал, а на выходе логических элементов И-НЕ 30, 31 - нулевой сигнал , запрещающий включение ключей 23, 24. На выходе логических элементов И-НЕ 27, 28 единичный сигнал, разрешающий включение одного из ключей 25, 26 сигналом с индикатора 17 направлени вращени . При направлении вперед на выходе индикатора 17 - единичный сигнал, и включен ключ 25, через который сигналы с системы 13 фазового управлени инвертором поступают на блок 12 сдвоени импульсов. В блоке 12 образуетс сумма коротких импульсов (по передним фронтам сигналов с блоков 9, 13), и в соответствии с зоной работы соответствующих тиристоров распредел етс по управл ющим электродам тиристоров выпр мител и инвертора. Угол регулировани тиристоров инвертора определ етс сигналом датчика 8 тока, пропорциональным току нагрузки синхронной машины. При подаче сигнала на реверс мен етс знак Kg с плюса на минус, сигнал на выходе регул тора 5 скорости становитс отрицательньви, а на выходе нульоргана 22 - нулевым. На входы индикатора 21 режима работы в этом случае поступают нулевой и единичный сигналы, что соответствует тормозному режиму работы синхронной машины 4. На выходе индикатора 21 по вл етс единичный сигнал, котор 1й через логический элемент И-НЕ 28 отключает ключ 25, одновременно выдава запрет на включение ключа 26. Единичный сигнал с выхода индикатора 21 подаетс и на входы логических элементов И-НЕ 32, 33. При наличии логической единицы на вторюм входе 32 и выходе индикатора 17 направлени вращени на выходе логического элемента 32 по витс нулевой сигнал, который переключит логический элемент И-НЕ 30, и на его выходе по витс единичный сигнал, который включит ключ 24. На вход блока 12 сдвоени импульсы будут поступать непосредственио с датчика. При положении ротора с фазой ot О инвертор переходит в выпр мительный режим, а выпр митель 1 - в инверторный режим. Двигатель тормозитс , а энерги торможени рекуперируетс в питающую сеть.The invention relates to electrical engineering, in particular to an adjustable AC electric drive, and can be used in electric drives of machine tools and other mechanisms. Known reversible direct current electric drives containing a revolving two-set controlled direct current drive connected to a direct current motor 1. The disadvantage of this electric drive is low reliability. The reversible valve engine is closest to the technical essence and the achieved result. containing a rectifier connected through a smoothing choke and inverter to the winding sections of a synchronous machine, speed controller, adder, current controller, whose outputs are master keys to the source voltage, the driving current and the current sensor. The output of the current regulator is connected to the rectifier phase control system. The control of the rectifier and inverter thyristors is from the pulse control systems, the inputs of which are connected via a pulse shifter unit respectively to the rectifier and inverter phase control system. The output of the rotor position sensor is fed to the input of the phase control system of the inverter and the input of the artificial switching control device, the input of which is connected to the input of the current regulator. The output of the generator is connected to the input of the speed controller, to the input of the direction of rotation indicator and to the input devices of the switch selection and setting depending on the type of switching (natural at high rotation frequency or artificially interrupted by the current at low frequency of rotation) angle in motor and braking modes , the outputs of which are connected to the input of the inverter thyristor logic control unit. The output of the logic device is connected to the input of the phase inverter system. There is an operating mode indicator, one input of which is connected via a null organ to the output of the speed controller, and the second input is connected to the indicator of the direction of rotation. When the valve motor reverses in the deceleration mode at a given rotational speed, the angles of control of the inverter thyristors are set by the device, one input of which is connected to the Tachogenerator and the second to an external source. The connection of the master device is carried out by the logic device as a signal from the operating mode indicator. When the rotor is accelerated in another direction, the inverter thyristor control angles are set by the device. In the brake mode, the thyristors operate with an opening advance angle of fi 90 el. hail. (; rectifying mode), and in the engine - with electric. hail, (inverter mode). The maximum average value of the synchronous machine moment in the motor mode and its best dynamic characteristics are achieved when the inverter thyristors are working with (b o, and in braking mode with 1,180 hail (l o). When building the control system of the valve motor, it is necessary to ensure the above of the control angles of the inverter thyristors. Such values of the angle can be obtained by connecting the pulse control system directly to the rotor position sensor, eliminating the additional control angle setting devices 2. However, this motor does not implement the indicated control laws, therefore its disadvantage is the presence of the thyristor control angle setting unit in the braking mode, and its dynamic characteristics are not optimal. If in inverter mode when the synchronous machine is running at high rotational frequencies 3 is determined by the switching conditions, then in the rectifying mode the angle fi can be taken equal to 180 el.gr (f 0). In this case, the braking torque has the highest value at a given current of the phases of the synchronous machine. A faster machine will also work out the reduction in the rotation frequency specified by the automatic control system. If we accept in brake mode, p 180 electr., Then with the width of the input pulse from the rotor position sensor 120 el. hail, it is possible to perform braking and then acceleration of the rotor of the valve engine in the commutation mode by interrupting the current without switching the control angles i.e. automatically after the transition through zero frequency of rotation fi ctaHOBHTCH equal to eL (at fi 180 electr. hail. in brake mode. 180 el. grs1d. in motor mode). The purpose of the invention is to simplify the reversible valve electric of bodies and improve its dingylic characteristics. This goal is achieved by the fact that the input of the pulse doubling unit. connected via the first pair of keys to the front and back directly to the output of the rotor position sensor, the inputs of the first pair of keys are connected to the output of the inverter thyristor logic control unit in deceleration mode and at low frequencies of rotation of the rotor, the inputs of the logic unit are connected to the output of the operating mode indicator, the direction of rotation indicator and the device for selecting, switching, the inputs of the second pair of keys.-forward, backward, connected between the input of the double unit and the phase-control system of the inverter thyristors in g The switching mode is connected directly or via inverting elements to the outputs of the rotational direction indicator, switching selector device and operating mode indicator. Due to the connection of devices in the reversing valve motor circuit with optimal installation of the rotor position sensor with output pulse width 120 el. Degrees, a special block for setting the inverter control angles in motor mode in both directions at a low rotation frequency is eliminated by switching the inverter thyristors by interrupting current based on the alternate transfer of the thyristors of the rectifier to the inverter mode, is carried out at p O (without taking into account the reaction of the synchronous machine core, and in the braking mode e - at all frequencies of rotation with ot-O, which corresponds to the greatest change in moment for a given change in current and the best dynamic characteristics of the system of automatic control of the frequency of rotation. Fig. 1 is a schematic diagram of the reversing valve electric drive; signals of individual circuit nodes. A reversible valve electric motor has rectifier 1, which is connected via a smoothing choke 2, inverter 3 to sections of the windings of synchronous machine 4, egul 5 Torr speed adder b, a current regulator 7 Torr, the inputs of which are connected to the sources of the driving voltage and current (Uj, i) and the current sensor 8. The output of the current monitor 7 is connected to the phase control system of the rectifier 9. The rectifier and inverter thyristors are controlled from the pulse control systems 10, 11, the inputs of which are connected directly to the rectifier phase control system 12 via the pulse duplicator 12 and through key 25, 26 - to the system 13 of the phase control of the inverter (in the motor mode at high rotational frequencies). There is also a rotor position sensor 14 and a tachogenerator 15, the rotor position sensor output is connected to the inverter phase control system 13, the rotation direction indicator 17, the switching device 18, and through the switches 23, 24 to the output of the pulse shifter 12. The output of the artificial switching thyristor control device 16 by interrupting the current at frequency of rotation is the input of current regulator 7, one output is connected directly or via switch 23 of unit 19 to output of rotor position sensor 14, and the second input is connected to output 18 of switch 18 The output of the tachogenerator is connected to the input of the speed controller 5. There is a logic device 20 for controlling the inverter thyristors in the dual mode at low frequencies of rotation and in the braking mode at all frequencies The outputs of which are connected to the corresponding inputs of the keys 23 and 24, one input of a logical device is connected to the output of the operation mode indicator 21, a second input to the output of the switching selection device 18, the third and fourth inputs are connected directly and through the inverting logical element AND-NOT 29 to the output of the rotation indicator light 17. The first input of the operation mode indicator 21 is connected to the output of the indicator 17 of the direction of rotation 7, and the second input through the nullorgan 22 is connected to the output of the velocity controller. The first inputs of the keys for connecting the reference of the control angles of the inverter thyristors, in motor mode, at high rotational frequencies, respectively, are connected directly and through the NAND gate 29 to the output of the rotation direction indicator 17, the second and third key inputs through the NAND gates 27, 28 are connected to the output of the operation mode indicator 21 and the switching selection device. and ,, i are the voltage and rotational speeds that determine the voltage, C, - is the rotor speed of the synchronous machine, Uj, and. U, g, and.,, Io voltage at the output of the speed controller, rotational direction indicator, switching selection device, operating mode indicator and two outputs of the logic device, and,. U26- key status diagrams (О - enabled, 1 - disable). Ujj is the voltage at the output terminals of the rectifier. The scheme works with reverse as follows. Suppose, in the initial state, the input has + LI.T and the rotor of the valve motor rotates in the forward direction. In this case, the output of the speed controller 5 is a positive signal, the output of the null organ 22 and the first input of the operation mode indicator 21 is a logical one, the output of the rotation direction indicator 17 and the second input 21 are also logical. physical unit. At the same time, the output indicator of the operating mode indicator is a zero signal corresponding to the motor mode of operation of the synchronous machine 4. The output of the switching selection device 18 is a zero signal corresponding to the high rotation frequency and natural switching of the inverter 3 thyristors. In this case, the outputs of the AND-NES logic elements 32-35 - a single signal, and the output of the logical elements AND-NOT 30, 31 - a zero signal that prohibits the inclusion of keys 23, 24. At the output of the logical elements AND-NOT 27, 28 a single signal that allows the inclusion of one of 25, 26 by a signal from the direction indicator 17. In the forward direction, at the output of the indicator 17, a single signal is turned on, and the switch 25 is turned on, through which the signals from the phase control system 13 of the inverter arrive at the pulse shifter 12. In block 12, a sum of short pulses is formed (along the leading edges of the signals from blocks 9, 13), and, in accordance with the area of operation, the corresponding thyristors are distributed along the control electrodes of the rectifier and inverter thyristors. The control angle of the inverter thyristors is determined by the current sensor 8 signal proportional to the load current of the synchronous machine. When a reverse signal is given, the sign of Kg changes from plus to minus, the signal at the output of the speed controller 5 becomes negative, and at the output of the null body 22 becomes zero. The inputs of the operation mode indicator 21 in this case receive a zero and a single signal, which corresponds to the brake mode of operation of the synchronous machine 4. At the output of the indicator 21, a single signal appears that the 1st through the logical element AND-NOT 28 turns off the key 25, simultaneously prohibiting key 26 is turned on. A single signal from the output of the indicator 21 is also applied to the inputs of the AND-NE 32, 33 logic elements. howl signal which switches the logical AND-NO element 30, and its output signal on Vits unit, which will include the key input unit 24. At 12, the two pulses will arrive directly from the sensor. When the rotor is in position with phase ot O, the inverter goes into rectifier mode, and rectifier 1 goes into inverter mode. The engine is braked, and the braking energy is recovered to the mains.
При снижении частоты вращени ниже границы уставки устройства IS выбора коммутации сигнал на его выходе становитс единичным, включаетс устройство 16 управлени искусственной Коммутацией. При этом никаких переключений в логическом устройстве 20 ;Не происходит, так как на вход логи еских элементов И-НЕ 34 и 35 поступает нулевой сигнал с логического Элемента И-НЕ 36, вход которого подключен к индикатору 21 режима работы .As the rotational speed drops below the limit of the setpoint of the switching selection device IS, the signal at its output becomes single, and the artificial switching control device 16 is turned on. In this case, there are no switchings in the logic device 20; It does not occur, since the input of the logic elements AND-NOT 34 and 35 receives a zero signal from the logical Element AND-NOT 36, the input of which is connected to the operation mode indicator 21.
После торможени до нулевой частоты вращени начинаетс процесс разГона в другом направлении без какихлибо ,добавочных переключений в схеме После перехода нулевой частоть враШени фаза ЭДС синхронной машины мем .зетс на 180 эл. град. При этом угол оС О становитс } 0. При данном значении Угла регулировани продолжаетс процесс разгона до момента срабатьюани устройства 18 выбора коммутации. При этом сигнал на его выходе становитс нулевым, запрет на включение ключей 25, 26 снимаетс , устройство 16 отключаетс , сигналы на выходе логического устройства 20 станов тс нулевыми, ключ 24 отключаетс , а включаетс ключ 26 сигнало с индикатора 17 направлени вращени Дальнейший разгон до заданной частоты вращени происходит при естественной коммутации тиристоров, инвертора за счет ЭДС фаз синхронной машины . Угол опережени открывани тиристоров инвертора 3 регулируетс системой 13 фазового управлени .After braking to zero frequency of rotation, the process of razGon in the other direction begins without any additional switching in the circuit. After the transition to zero frequency increases, the EMF phase of the synchronous machine mets to 180 el. hail. In this case, the angle C ° O becomes} 0. With this value of the Adjustment Angle, the acceleration process continues until the switching selection device 18 is activated. The signal at its output becomes zero, the prohibition to turn on the keys 25, 26 is removed, the device 16 is turned off, the signals at the output of the logic device 20 become zero, the key 24 is turned off, and the key 26 is turned on from the indicator of the direction of rotation 17 Further acceleration to the preset rotational frequency occurs during the natural commutation of thyristors, an inverter due to the emf of the phases of a synchronous machine. The opening angle of the opening of the thyristors of the inverter 3 is controlled by the phase control system 13.
В данном устройстве (фиг.1) необ-р ходимость в установке блока задани уГла управлени тиристоров инвертора в тормозном режиме отпадает, что упрощает схему вентильного электродвигател . Анализ осциллограммы реверса синхронной машины вентильного электродвигател показывает, что момент синхронной машины в процессе пуска и торможени не зависит от частоты вращени , и равен заданно 1у (пр молинейный характер изменени частоты вращени . Момент синхронной машины в известном вентильном электродвигателе в процессе пуска и торможейи мен етс (ломанный характер изменени частоты вращени ). Сравнение осциллограмм показывает, что предложенный вентильный электродвига ель обладает лучшими динамическими характеристиками.In this device (Fig. 1), the need to install a task unit for the control of the inverter thyristors in the braking mode is no longer necessary, which simplifies the design of the valve motor. Analysis of the oscillogram of the reverse of the synchronous machine of the valve electric motor shows that the moment of the synchronous machine during starting and braking does not depend on the rotation frequency, and it is equal to 1y (the linear nature of the change in rotation frequency. The moment of the synchronous machine in the known valve electric motor changes during starting and braking (The broken nature of the change in rotational speed.) Comparison of the oscillograms shows that the proposed valve-type spindle motor has better dynamic characteristics.