Вентильный электродвигатель

 

ВЕНТИЛЬНЬЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхронную машину, m секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователей частоты , цепи управления ашовых ключей которого подключены к выходам т-канального формирователя-распределителя импульсов, каждый канал которого выполнен в виде двухвхоДового нелинейного сумматора, выход которого подключен к первому входу порогового элементafi, к двум входам нелинейного сумматора, п-го канала формирователя-распределителя импульсов подключены (п+1) и (п+2) секции якорной обмотки синхронной машины, гл цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных основного ключа и активно-реактивного контура и подключена со стороны .ключа к выходу пго порогового элемента, а со стороны упомянутого активно-реактивного контура к второму входу (n-l)-ro порогового элемента, образуя кольцевое соединение каналов формирователяраспределителя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повьш ения надежности запуска, в каждую с его цепь, состоящую из последователь (О но соединенных ключа и активно-реакел с: тивного контура и подключенную со стороны ключа к выходу п-го порогового элемента, дополнительно введены (га-3) дополнительных: ключа, первый вывод которых соединен с общей точкой соединения основного ключа и ако г тивно-реактивного контура, а второй вывод каддого k-ro дополнительного ключа соответственно подключен к выходу (n+k)-ro порогового элемента. ND Х

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(5D И 02 К 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3534258/24-07 (22) 03. 01. 83 (46) 07.05. 84. Бюп. Р 17 (72) А.А. Иванов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.313.13.014.2:621.382(088.8) (561 1. "Електропромышленност и приборостроене". Журнал НРБ, 1973, У 1, с. 21-24, фиг.1.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3309351/24-07, кл. Н 02 К 29/02, 1982. (54)(57) ВЕ11ТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхронную машину, т секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователей частоты, цепи управления силовых ключей которого подключены к выходам m-канального формирователя-распределителя импульсов, каждьп канал которого выполнен в виде двухвхофового нелинейного сумматора, выход которого подключен к первому входу порогового элементФ, к двум входам нелинейного сумматора, и-го канала формирователя-распределителя импульсов подключены (n+1) и (и+2) секции якорной обмотки синхронной машины, m цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных основного ключа и активно-реактивного контура и подключена со стороны .ключа к выходу и- го порогового элемента, а со стороны упомянутого активно-реактивного контура к второму входу (и-1)-го порогового элемента, образуя кольцевое соединение каналов формирователяраспределителя импульсов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности запуска, в каждую его цепь, состоящую из последователь- Q но соединенных ключа и активно-реактивного контура и подключенную со стороны ключа к выходу и-го порогового элемента, дополнительно введены (m-3) дополнительных ключа, первый вывод которых соединен с общей точкой соединения основного ключа и активно-реактивного контура, а второй вывод каждого k-го дополнительного ключа соответственно подключен к выходу (n+k)-ro порогового элемента.

1Ое1 81 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах, в частности в вентильных электроприводах с вентиляторным моментом нагрузки. 5

Известен вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, ш секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя частоты, цепи управления 1О ключей которого связаны с распределителем импульсов, управляющий вход которого связан с задающим генератором переменной частоты. Пуск этого вентильного электрадвигателяпроисходит от задающего генератора,, импульсы которого, проходя через распределитель импульсов, поочередно принудительно открывают силовые ключи преобразователя частоты, что обеспечивает последовательное подключение секций синхронной машины к источнику питания. Зтот режим рабаты вентильнога электродвигателя продолжается до тех пор, пока ключи преобразователя частоты не начнут самостоятельно открываться пад действием ЗДС, наводимой в секциях синхронной машины 1 3.

Недостатком этого технического 1>ешения является сложность, обусловленная наличием задающего генератора и низкая надежность, вызванная наличием режима работы, когда ключи преобразователя частоты могут аткры35. ваться как от задающего генератора, так и под действием ЗДС, наводимой в секциях синхронной машины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, m секций якорной обмотки которой подключены- к выходу преобразователя частоты, цепи управления силовых ключей кото45 рого подключены к выходам m-каналь-ного формирователя-распределителя импульсов, каждый канал которого выполнен в виде двухвходового,нелинейного сумматора,- выход которого подключен к первому входу порогового элемента, к двум входам нелинейного сумматора и-ro канала формирователя-распределителя импульсов подключены (и+1) и (и+2} секции якорной обмотки синхронной машины, кроме того, m цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных ключа и активно-реактивного контура и включена со старо-1 ны ключа к выходу n-ro порогового элемента, а со сторон активнореактивного контура к второмч входу (и-1) порогового элемента (2).

Недостатком этого вентильного электродвигателя является низкая надежность запуска, Так, например, при использовании синхронной машины, содержащей 4 секции якорной обмотки, з момент включения питания возможна появление управляющих импульсов на выходе пороговых элементов первого и третьего каналов. Зто вызовет блокировку пороговых элементов второго и четвертого каналов. Такое состояние будет устойчивое и на выходе многоканальнага формирователя-распределителя импульсов не будет происходить поочередного появления импульсон управления. Вентильный электродвигатель не будет запускаться.

> ;налагичная ситуация может произойти при любом четном количестве секций синхронной машины.

Цель изобретения — повышение надежности запу-ска вентильнаго электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в каждую цепь вентильного электродвигателя, состоящую из последовательно соединенных ключа H активно-реактивного контура и подключенную са стороны ключа к вьгходу

r!--го порогового элемента, дополнительно введены (m-3) дополнительных, ключа, первый вывод которых соединен с общей точкой соединения основнога ключа и активно-реактивного контура, а второй вывод каждого .к-ro даполнительнага ключа соответственно подключен к выходу (n+k)-ro порогового элемента.

На фиг. 1 изображена функциональ ная схема вентильного электродвигателя с синхронной машиной, содержащей, например, четыре секции якорной обмотки; на фиг. 2 — эпюры напряжений в узлах формирователя-распределителя импульсоц.

Вентильныи электродвигатель содержит синхронную машину 1 с секциями

2 якорной обмотки, преобразователь

3 частоты, формирователь-распределитель 4 иытульсов, состоящий из нелинейных сумматоров 5-8 и двухвходовых пороговых элементов 9-12, ключей 13-16, активно-реактивных контуров 17-20 с регулируемыми пос1091281 тоянныьи времени заряда и разряда, имеющие управляющие входы 21-24, к которым подключен дополнительный регулируемый источник 25 напряжения.

Вентильный электродвигатель подключен к источнику 26 электрической энергии. Кроме того, схема электродвигателя включает дополнительные ключи 27-30,и входы 31-34.

Секция 2 якорной обмотки синх- 1О раиной машины l подключена к выходу преобразователя 3 частоты, цепи управления силовыми ключами которого (не показаны) подключены к выходу ш-канального формирователя-распре15 делителя импульсов 4, каждый канал которого выполнен в виде двухвходоваго нелинейного сумматора 5-8, выход которого подключен к первому входу порогового элемента 9 (10-12).

К двум входам нелинейного сумматора

5 (6-8) n-ro канала формирователяраспределителя импульсов подключены (и+1) и (и+2) секции 2 якорной обмотки cHHxpoHHOH MaEIHHb» 1 ° ВыхоД каждагор и-го порогового элемента 9 (10-12) подключен к второму входу 31 (32-34) (n-1) порогового элемента 12 (9-11) через последовательно соединенные ключ 13 (14-16) и активно-реактивный

30 контур 17 (18-20) с регулируемой постоянной времени заряда и разряда, управляющий вход 21 (22-24) которого подключен к дополнительному регулируемому источнику 25 напряжения.

Дополнительный клнл 27 (28-30) подключен первым выводом к общей точке соединения ключа 13 (14-16) и активно-реактивного контура 17 (18-20), а второй вывод дополнительного ключа

27 (28-30) подключен к выходу порогового элемента 10 (11-13).

Рассмотрим работу устройства на примере вентильного электродвигателя с четырехсекционной обмоткой якоря синхронной машины.

При включении устройства (момент времени t<) на выходе порогового элемента 9 появляется отрицательный сигнал (фиг. 2). Отрицательный сигнал является управляющим для преобразователя 3 частоты. Появление отрицательного сигнала может быть обеспечено, например, за счет внутреннего источника смещающего тока.

Через ключ 13 этот сигнал поступает на активно-реактивнь»й» контур 17, заряд которого происходит с минимальной задержкой, обусловленной наличием реактивных сопротивлений.

Через дополнительный ключ 30 отрицательный сигнал поступает также на активно-реактивный контур 20, который аналогичным образом заряжается.

При этом на вторых входах 31, 34 пороговых элементов 12 и ll появляется отрицательньп» сигна», который приводит к принудительной установке на их выходах напряжения положительной полярности (ани будут блокированы ).

Напряжение на выходе активно-реактивного контура 19 (или на входе

33) будет плавна увеличиваться пад действием его перезаряда. В момент времени эта напряжение достигнет уровня срабатывания порогового элемента 10. На ега выходе установится отрицательньп» сигнал. Кчюч 14 и дополнительный ключ 27 откроются. Эта приведет к перезаряду активно-реактивного контура 18 и, как следствие, блокировке порогового элемента

9. Ключ 13 и дополнительный ключ 30 закроются. Открытый дапалнитсльный ключ 27 исклйчит перезаряд активнореактивного контура 17. Пороговый элемент 12 останется заблокированным.

С момента време»п» t начнется перезаряд активна-реактивного контуðà 20. В момент времени t напряжение на ега выходе достигнет уровня срабатывания порогового элемента 11.

На ега выходе установится отрицательный сигнал. Ключ 15 и дополниTBJIbHbN EUI»0T 28 oTI

10 и останется заблокированным элемент 9. Дополнительный ключ 27 откроется. Блокировка порогового элемента

»2 будет продолжаться до момента времени, пока не перезарядится активна-реактивный контур 17. Пикл повторяется.

В результате этого на выходе многоканальнога формирователя-распределителя 4 импульсов появится последовательность отрицательных импульсов, фазы появления которых неизменны, Реагируя на паслецавательнасть отрицательных импульсов, преобразо" ватель 3 частоты обеспечит паачередь ное подключение секций 2 якорной обмотки синхронной машины 1 в определенной последовательности к источнику электрической энергии 26.

109 ll 281

Это вызовет вращение индуктора сикх" ронной машины (он не показан) .

Реверсивное вращение индуктора исключено эа счет блокировки пороговым элементом очередного по направлению вращения канала формирователя распределителя импульсов порогового элемента предыдущего канала.

При движении индуктора в секциях

2 якорной обмотки наведутся ЭДС, которые, суммируясь в нелинейных сумматорах 5-8, подводятся к первым входам пороговых элементов 9-12.

Как только напряжение на выходе као„ кого-либо нелинейного сумматора достигнет величины, достаточной для срабатывания одного из пороговых элементов 9-l2, на выходе одного из них появится отрицательный сигнал, определяемый пространственным положением индуктора синхронной машины.

С этого момента вентильный электродвигатель работает в режиме самокоммутации& Переключение пороговых элементов 9-12 зависит в первую очередь от сигналов на первых входах, так как они имеют по этим входам меньший порог срабатывания.

Использование изобретения позволит повысить надежность запуска вентильного электродвигателя, исключив возMO3KHOCTb полной BSBHMHOA 6JIOKHpOBKH пороговых элементов и расширить функ циональные возможности путем управления синхронной машиной с любым числом секций.

109 I 281

Составитель В. Комаров

Редактор Е. Папп Техред Л.Мартяшова Корректор А.Цзятко

Заказ 3095/51 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, М(-35, Раушская наб.L д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4