Вентильный электродвигатель

 

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ , содержащий синхронную машину, m секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя частоты, управляющие цепи которого подключены к выходу формирователяраспределителя импульсов, вход KOTO-i рого связан с секциями якорной обмотки синхронной машины, о т л и чающийся тем, что, с целью повьшения надежнос и запуска в заданном направлении, в него дополнительно введены блоки шунтирования сигналов, задержки с временной дли-тельностью i I , где t - время, определяющее интервал между началом движения и началом вращения вентильного электродвигателя в заданном направлении, и памяти, логический сумматрр и m дифференцирующих цепочек, вход каждой , П-оЙ дифференцирующей цепочки подключен к П-МУ выходу, фррмирователя-расоределителя импульсов выходы всех дифференцирующих цепочек подключены к (Л первому входу схемы логического сумс матора, к второму входу которого подключен выход блока задержки, выход логического сумматора через блок памяти подключен к входу блока шунтирования сигналов, выход которого подключен к входу формирователя-распределителя импульсов. Од 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3597377/24-07 (22) 31.05;83 (46) 30.06.85. Бюл. Ф 24 (72) А.А.Иванов и В.К.Лозенко (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.313.13.014..2:621.382(088 ° 8) (56) 1. Патент ФРГ В 2428718, кл. Н 02 P 1/18, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 1007161 кл. Н 02 К 29/02, 1982, 3. "Електропромышленност и приборостроене" Журнал НРБ, 1/1973 ° с. 21-24, фиг.1. (54) (57) 1. BEHTKIbHblA ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхронную машину, и) секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя частоты, управляющие цепи которого подключены к выходу формирователяраспределителя импульсов, вход кото рого связан с секциями якорной

„„Я0„„11 4828 A

4(и) Н 02 К 29/02 Н 02 P 1 18 обмотки синхронной машины, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности запуска в заданном направлении, в него дополнительно введены блоки шунтирования сигналов, задержки с временной дли-тельностью $ 3, где 2 — время, определяющее интервал между началом движения и началом вращения вентильного электродвигателя в заданном направлении, и памяти, логический сумматор и m дифференцйрующих цепочек, вход каждой : й-ой дифференцирующей цепочки подключен к п-му выходу формирователя-распределителя импульсов, выходы всех диф- ференцирующих цепочек подключЕны к первому входу схемы логического сумматора, к второму входу которого подключен выход блока задержки, выход логического сумматора через блок памяти подключен к входу блока шунтирования сигналов, выход которого подключен к входу формирователя-распределителя импульсов.

64828 2

1О теля-распределителя импульсов, каждый канал которого выполнен в виде двухходового нелинейного сумматор ра, выход которого подключен к первому выходу порогового элемента, к двум входам нелинейного сумматора и-oro канала формирователя-распределителя импульсов подключены и -1 и

A-2 секций якорной обмотки синхронной машины (1 j и (2) .

При пуске с задающего генератора поочередно на любые два канала формирователя-распределителя подаются импульсы, вызывая колебательные движения индуктора синхронной машины. В якорной обмотке синхрснной машины наводится ЭДС, при определенной величине которой начинают срабаты- ЗО вать пороговые элементы формирователя-распределителя импульсов. Силовые ключи преобразователя частоты, управляемые импульсами формирователя-распределителя импульсов, пооче- 35 редно подключают секции якорной обмотки синхронной машины и источнику питания. Прекращение подачи импульсов с задающего генератора происходит после срабатывания датчика нали- 4О чия определенной величины ЭДС.

Недостаток этого устройства заключается в низкой надежности пуска, обусловленной отсутствием чувстви-. тельности формирователя-распредели- 4$ теля импульсов к направлению вращения индуктора синхронной машиньг в мо-, мент запуска ВД. Для создания режима опережающей коммутации секций синхронной машины, необходимого для обеспечения оптимальных энергетических показателей, в этой схеме используются нелинейные сумматоры ЭДС, наводимых в секциях якорной обмотки.-.Нелинейные сумматоры имеют неизменяемые коэффициенты суммирования определенной полярности ЭДС секций. по каждому входу. При изменении последователь11

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах, например, с вен- тильными электродвигателями, нагруженными вентиляторным моментом.

Известен вентильный электродвигатель (ВД), содержащий синхронную машину, т секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя частоты, цепи управления силовых ключей которого подключены к выходам Al -канального формирбваности наведения ЭДС в секциях якорной обмотки изменяется полярность подводимых к входам нелинейных сумматоров величин ЭДС, и ВД запускается в противоположную сторону с отстающей коммутацией, исключающей оптимальный режим работы ВД по энергетическим показателям. Возможность вращения электродвигателя в противоположную сторону вызвана тем, что мгновенные значения скорости движения индуктора синхронной машины в противоположных направлениях могут быть различны. Это может быть вызвано случайным начальным положением индуктора, различными значениями тормозных .моментов при движении в различных направлениях и т.д. Момент перехода ВД из режима запуска в режим самокоммутации происходит при достижении ЭДС в какой-либо секции определенной наперед заданной величиной. При этом направление вращения индуктора синхронной машины может быть случайным и .определяться направлением движения индуктора, при котором ЭДС в какой-либо секции синхронной машины достигает определенной наперед заданной величины.

Наиболее близким к предлагаемому является ВД, содержащий синхронную машину, гл секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя частоты, управляющие цепи которого подключены к выходу формирователя-распределителя импульсов,.вход которого связан с секциями обмотки синхронной машины (3) .

Пуск этого ВД происходит 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. Этот режим работы вентильного электродвигателя продолжается до тех пор, пока ключи преобразователя частоты не начинают самостоятельно открываться под действием ЭДС, наводимой в секциях синхронной машины.

Недостатком известного электродвигателя является низкая надежность его запуска в заданном направлении, вызванная тем, что при поступлении первого импульса с формирователяраспределителя импульсов может быть

828

3 1164 подключена к источнику питания такая, комбинация секций синхронной машины, при которой вектор намагничивающей силы (н.с.) статора располагается под углом 180 + 5 к вектору(н.с.) индуктора, где 3 — угол, при котором момент, развиваемый ВД, равен. моменту сухого трения. При таком расположении вектора н.с. статора и индуктора не происходит движения - 10 индуктора. При подаче второго импуль- са результирующий вектор.н .с. статора может занять такое положение в пространстве, при котором, движение. индуктора направлено встречно задан- 15 ному. При использовании современных высокочувствительных пороговых элементов формирователь-распределитель импульсов может перейти в режим самоиндукции при первом движении .индуктора. Это вызывает в этом случае запуск ВД в противоположную сторону.

Цель изобретения — повышение надежности запуска в заданном направлении.

Поставленная цель достигается тем, что в вентильный электродвига-тель, содержащий синхронную машину, В секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя 30 частоты, управляющие цепи которого подключены к выходу формирователя.распределителя импульсов, вход которого связан с секциями якорной обмотки синхронной машины, дополнительно введены блоки шунтирования сигналов, задержки с временной длительностью, где о — время,. определяющее интервал между началом движения и началом вращения 4р вентильного двигателя в .заданном направлении, и памяти, логический сумматор и 1н дифференцирующих це почек, вход каждой и -ой дифференцирующей цепочки подключен к и --му . 45 выходу формирователя-распределителя импульсов, выходы всех дифференцирующих цепочек подключены к первому входу логического сумматора, к. второму входу которого подключен выход 50 блока задержки, выход логического сумматора через блок памяти подключен к входу блока шунтирования сигналов, выход которого подключен к входу формирователя-распределителя импульсов.

На фиг.1 изображена функциональ-, 1 ная схема предлагаемого ВД, на фиг.2зависимость изменения скорости вращения ВД в функции времени на первых тактах коммутации и эпюры напряжений в узлах ВД.

Вентильный.электродвигатель (фиг.1) содержит синхронную машину I п секций.2 якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя

3 частоты, управляющие цепи которого подключены к выходу формирователяраспределителя 4 импульсов, вход которого связан с секциями 2 якорной обмотки синхронной машины 1, блоки 5 шунтирования сигналов, блоки 6 задержки, блоки 7 памяти, логический сумматор 8 умножения и ?и дифференцирующих цепочек 9, вход каждой 11 -ой дифференцирующей цепочки 9 подключен к И "му выходу формирователя-распределителя 4 импульсов, выходы всех, дифференцирующих цепочек 9 подключены к первому входу 10 логического сумматора 8, к второму входу 11 которого подключен выход блока 6 задержки, выход логического сумматора 8 через блок 7 памяти подключен к входу блока 5 шунтирования сигналов, выход которого подключен к входу формирователя-распределителя 4 импульсов.

На чертеже изображен также источник

12 напряжения. Преобразователь 3 частоты и формирователь-распределитель 4 импульсов могут быть выполнены, например, аналогично узлам, описанным в $2). Блок 5 шунтирования сигналов может состоять, например, из из транзистора, база которого свя- . зана с входом этого блока через резистор, и щ диодов, подключенных к коллектору транзистора, вторые выводы диодов составляют выход блока 5 шунтирования сигналов. Блок 6 задержки состоит, например, из RC-цепочки, подключаемой к источнику наяряжения в момент включения ВД..Вывод, объединяющий конденсатор и резистор, является выл одом этого блока. Блок 7 памяти состоит, например, иэ триггера, вход установки нуля которого является входом блока 7 памяти, а вход ус- . тановки единицы подключен к RC-цепочке, обеспечивающей установку единицы на выходе триггера с момент включения ВД. Выход триггера является выходом блока 7 памяти. Логический сумматор 8 выполнен на логическом элементе И. боту от ЭДС при заданном направлении вращения, Для разных конструкций

ВД и для разных внешних факторов таких, как, например, активный момент нагрузки, моменты сухого или г вязкого трения, число секций якорной обмотки и т.д. число сигналов управления может быть различно для перевода индуктора ВД .в согласованное положениЕ. Задержка подачи сигналов

ЭДС на вход формирователя-распределителя 4 импульсов обеспечивается путем блока 5 шунтирования сигналов.

При подключении ВД к источнику 12 напряжения на вход .блока 5 шунтирования сигналов подается положительный сигнал (фиг.2), под действием которого он не дает сигналам ЭДС поступать на вход формирователя-распределителя 4 импульсов. По истечении. заданного времени о с блока 6 задержки на второй вход 11 логического сумматора 8 подается положительный сигнал. С приходом очередного сигнала управления на преобразователь 3 частоты соответствующая дифференцирующая цепочка 9 формирует. импульс U

Этот импульс, поступает на первый вход 10 схемы логического сумматора

8. В момент времени t, когда прихо-. дит очередной сигнал управления и на втором входе 11 есть положительный сигнал U11,. на выходе логического сум1 матора 8 формируется импульс U< который переключает блок 7 памяти (U ).

Блок 5 шунтирования сигналов закрывается, и сигналы ЭДС поступают на вход формирователя-распределителя 4 импульсов. Как видно из фиг.2, вслед4 ствие суммирования продифференциро ванных сигналов управления и сигнала, поступающего с блока 6 задания, происходит дополнительная задержка подачи сигналов ЭДС на время

5 1164828 6

Дифференцирующие цепочки 9 состоят каждая иэ конденсатора, резисто ра и диода. Первые выводы каждого элемента соединены между собой. Второй вывод конденсатора является вхо дом, второй вывод диода является выходом дифференцирующей цепочки 9, а второй вывод резистора подключен к общей шине.

ВД работает следующим образом. 1р

При включении напряжения формирователь-распределитель 4 импульсов начинает вырабатывать импульсы управления, под действием которых преобразователь 3 частоты подключает секции 2 синхронной машины 1 к источнику 12 напряжения..в заданной последовательности. При подаче первого импульса к источнику 12 может, быть подключена секция 2 или комбинация секций 2 синхронной машины, при .которой вектор н.с. статора расположен под углом 180, к вектору н.с. индуктора ВД (не показан). При таком начальном взаимном расположении векторов индуктора ВД не приходит в движение, так как развиваемый магнитный момент не превышает момента сухого трения.

После подачи второго импульса результирующий вектор н.с. может эа- нять такое положение в пространстве, при котором индуктор приходит в дви-. жение, противоположное заданному..

Это движение продолжается до момента С1. В момент времени Г1 вектора н.с. статора и индуктора приходят в согласованное положение. После подачи третьего импульса магнитный момент статора вызывает движение в противоположном направлении, т.е. в заданном.

Для исключения запуска ВД в направление вращения, противоположное заданному, необходимо задержать подачу сигналов ЭДС секций 2 синхронной машины 1 на период, когда вектор н.с индуктора придет в согласованное положение с. вектором н.с. статора. При этом подачу ЭДС на вход формирователя-распределителя 4 надо начинать с момента прихода очередного импульса на преобразователь 3 частоты. Это обеспечивает переход формирователяраспределителя 4 импульсов на ра45

Это исключает возможность запуска ВД в противоположное направление вращения, которое индуктор ВД может иметь, совершая колебания около оси, совпадающей с результирующим векто50 ром н.с. статора.

Использование изобретения позволяет повысить надежность запуска ВД путем задержки подачи сигналов ЭДС на формирователь-распределитель импульсов на период, пока индуктор ВД не пришел в заданное направление вращения. ъ

1i64828!!Ь4828

Редактор С.Лисина 11.

Ц1ОР

Составитель В.Комаров

Техред А.Бабинец Корректор M.Лемчик

Заказ 4195/51 . Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

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

Вентильный электродвигатель Вентильный электродвигатель Вентильный электродвигатель Вентильный электродвигатель Вентильный электродвигатель Вентильный электродвигатель 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и касается особенностей коммутируемых реактивных машин, применяемых в качестве двигателей постоянного тока, имеющих дополнительную функцию генератора

 

Наверх