Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к регулируемому вентильному электроприводу (ВЭ). Цель изобретения - улучшение качества регулирования скорости путем повьш1ения быстродействия и расширение диапазона регулирования за счет сокращения бестоковой паузы при. переключении режимов работы электропривода . ВЭ содержит электродвигатель якорные обмотки которого через выпрямительно-инверторньш преобразователь (ВИП) соединены с питающей сетью, и систему управления (СУ). СУ включает блоки фазового формирования импульсов управления ВИП, блок сдвоения управляющих импульсов, блоки регулирования скорости и бестокового переключения режимов работы электропривода , блок управления прг нудительной коммутацией, блок формирования поворотных импульсов и датчики положения ротора, скорости, входного тока и нуля Тока . Цель достигается путем обеспечения СУ автоматического переключения фаз электродвигателя изменением углов управления тиристорами ВИП при подаче задающего напряжения. Причем при появлении сигнала на переключение фаз напряжение на выходе выпрямителя меняет знак на противоположньй, ток фазы двигателя спадает до нуля и открываются те же тиристоры , что и в установившемся режиме. В результате ток двигателя нарастает до исходного значения, но по другим фазам. 1 ил. с с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЕСПУБЛИК (19) (11) А) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3806965/24-07 (22) 30.10.84 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) В.Ф.Шепелин (53) 62-83:621,313.392 (088,8) (56) Ота Х., Нори И., Узма M. и Ватанабэ И. Тиристорный двигательпостоянного тока. Раск-1У- "Тосиба Рэбю", 1974, т.29, № 4, с.355-358 (Торговопромьппленная палата СССР).

Golz G,, Grumbrecht P., Heutschel F.

Uber neu Betriebsgarten des Stromrichtermaschine sinchrones Bauart.

AEG Telefunken, 48/1915/4. (54) BEHTKIbHbIA ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к регулируемому вентильному электроприводу (ВЭ), Цель изобретения — улучшение качества регулирования скорости путем повышения быстродействия и расширение диапазона регулирования за счет сокращения бестоковой паузы при. переключении режимов работы электропривода. ВЭ содержит электродвигатель, якорные обмотки которого через выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП) соединены с питающей сетью, и систему управления (СУ), СУ включает блоки фазового формирования импульсов управления ВИП, блок сдвоения управляющих импульсов, блоки регулирования скорости и бестокового переключения режимов работы электропривода, блок управления принудительной коммутацией, блок формирования поворотных импульсов и датчики положения ротора, скорости, входного тока и нуля тока. Цель достигается путем обеспечения СУ автоматического переключения фаз электродвигателя изменением углов управления тиристорами

ВИП при подаче задающего напряжения.

Причем при появлении сигнала на переключение фаз напряжение на выходе выпрямителя меняет знак на противоположный, ток фазы двигателя спадает до нуля и открываются те же тиристоры, что и в установившемся режиме °

В результате ток двигателя нарастает до исходного значения, но по другим фазам. 1 ил, 1228

Изобретение относится. к электротехнике, в частности к регулируемым электроприводам с вентильными электродвигателями.

Целью изобретения является улучшение качества регулирования, скорости путем повышения быстродействия и расширение диапазона регулирования за счет сокращения бестоковой паузы при переключении режимов работы электропривода, На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого вентильного электропривода, Вентильный электропривод содержит синхронный электродвигатель 1,якорные обмотки которого подключены к источнику питания с помощью зависимого выпрямительно-инверторного преобразователя 2 частоты, блоки 3 и 4 формирования импульсов управления выпрямителем и инвертором, входы которых соответственно соединены непосредственно и через блок 5 сдвоения управляющих импульсов с выходами блоков 6 и 7 фазового управления выпрямителем и инвертором, блок 8 регулирования скорости электропривода, блок 9 бестокового переключения режимов работы электропривода, блок 10 30 управления принудительной коммутацией, вход которого через блок 7 фазового управления инвертором связан с датчиком 11 положения ротора, блок 12 формирования повторных импуль- сов, выход которого соединен непосредственно или через блок 5 сдвоения управляющих импульсов с входами бло— ков 3 и 4 формирования импульсов управления выпрямителем и инвертором, щ выход блока 10 управления принудительной коммутацией соединен с блокирующим входом блока 3 формирования импульсов управления выпрямителем и первым входом блока 12 формирования повторных импульсов второи вход ко торого связан с выхоцом блока 9 бестокового переключения режимов работы, датчик 13 скорости, выход которого соединен с одним из входов блока 8 регулирования скорости электропривода, I

Зависимый выпрямительно †инверторный преобразователь 2 содержит датчик 14 входного тока, выпрямитель 15, инвертор 16 и датчик 17 нуля тока, Блок 3 формирования импульсов управления выпрямителем 15 содержит логические схемы И-ПЕ 18-23, первые вхо211 2 ды которых связаны с выходом блока 6 фазового управления выпрямителем, а вторые входы объединены и подключены к выходу блока 5 сдвоения управляющих импульсов. Блок 5 сдвоения управляющих импульсов содержит логическую схему И-HE 24 и блоки 25 и 26 формирования длительности управляющих импульсов по фронтам сигналов с выхода олоков 6 и 7 фазового управления вы— прямителем и инвертором, Блок 8 регулирования скорости электропривода содержит регулятор 27 скорости,входы которого связаны с блоком задания скорости и датчиком 13 скорости, регулятор 28 тока, связанный входами с выхоцом регулятора 27 скорости и датчиком 14 тока. Электропривод содержит также нуль-орган 29, вход которого связан с выходом регулятора 27 скорости, а выход — с входом блока 9 бестокового переключения режимов работы электропривода °

Блок 10 управления принудительной коммутацией содержит статический триггер 30 и блок 31 дифференцирования фронтов сигналов, вход которого подключен к выходу блока 7 фазового управления инвертором, а выход — к первому входу статического триггера 30, который является дополнительным входом блока 10 связанного вторым входом с датчиком 17 нуля тока преобразователя частоты.

:блок 12 формирования повторных импульсов представляет собой одновибратор, выполненный на инвертирующих логических схемах 32 и 33, конденсаторе 34 и резисторе 35, один вход которого соединен с выходом блока 9 бестокового переключения режимов работы, а второй через инвертирующую логическую схему 36 соединен с выходом блока 10 управления принудительной коммутацией..

Вентильный электропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии задающее напряжение U равно нулю,, сиг-налы на выходе регуляторов 27 и 28 скорости и тока отсутствуют и блок 9 переключе— ния режимов работы находится в состояник, соответствующем нулевому сигналу с. нуль-органа 29. При этом на два тиристора инвертора 16 в соответствии с зоной разрешения с блока 7 фазового управления инвертором через блок 5 поступают управляющие импульсы с бло— ка 6, совпадающие по времени с управляющими импульсами тиристоров выпрямителя °

Поскольку задающее напряжение

= О, то углы управления тиристоров выпрямителя 15 максимальны, выпрямленное напряжение равно нулю, ток в силовой цепи отсутствует и двигатель находится в неподвижном состоянии.

При этом на выходе статического триг- 1р гера 30 появляется "1", на выходе инвертирующей логической схемы 36

"О", а на выходе схемы 33 — 1, конденсатор 34 заряжен, ток через него не проходит и на резисторе 35 — малое падение напряжения от входных токов логической схемы 32, которое соответствует "О . на ее входе. При этом "1" на выходе логической схемы 32 не влияет на работу блока 5 сдвоения управляющих импульсов.

При подаче задающего напряжения LT>, соответствующего направлению "Вперед", на выходе регулятора 28 тока появляется сигнал, который уменьшает углы управления тиристорами выпрямителя и переводит его в выпрямительный режим. По двум фазам двигателя начинает протекать ток, и ротор поворачивается на определенный угол.

При появлении сигнала с датчика 11 положения ротора на переключение фаз двигателя на выходе блока 31 кратковременно появляется "О", который переключает статический триггер 30 в другое состояние, и на выходе последнего появляется "О", запрещающий прохождение сигналов на тиристоры выпрямителя через блок 3. Очередной тиристор выпрямителя не открывается, а напряжение на выходе выпрямителя по огибающей напряжения сети меняется от положительного до отрицательного. Ток фаз двигателя начинает спадать, Одновременно на выходе логической схемы 36 появляется "1", а на выходе логической схемы 33 — "0" и конденсатор 34 разряжается до нуля через открытый выходной транзистор логической схемы 33.

После спада тока до нуля и закрытия тиристоров выпрямителя и инвертора нулевым сигналом с выхода датчика 17 нуля тока преобразователя статический триггер 30 переключается в состояние, когда íà его выходе есть "1". При этом запрет на прохождение управляющих импульсов с выхода блоков 3 и 4 снимается.

1228211 4

При появлении "1" на выходе статического триггера 30 на выходе логической схемы 36 появляется "О", а на выходе логической схемы 33 — "1" и конденсатор 34 начинает заряжать я через внутреннее сопротивление логической схемы 33 и резистор 35. Ток заряда конденсатора создает на резисторе 35 падение напряжения, по уровню равное "1" на входе логической схемы 32. При этом на ее выходе появляется О", который поступает на вход логической схемы 33, поддерхжвая на ее выходе "1", и на вход логической схемы 24, вызывая появление на ее выходе, входах логических схем 18-23 и входе блока 4 "1", При наличии на другом входе двух из логических схем 18-23 "1" (в соответствии с зоной разрешения выдачи управляющих импульсов с блока 6 фазового управления) их выходные транзисторы открываются и на два тиристора выпрямителя поступают. управляющие импульсы. Аналогичным образом открываются и два тиристора 16 в соответствии с зоной разрешения выдачи управляющих импульсов с блока 7.

Таким образом, практически сразу после снижения тока до нуля открываются те тиристоры, которые должны быть открыты в установившемся режиме в этот момент, и ток двигателя нарастает до прежнего значения, но уже по другим фазам.

Ротор двигателя вновь поворачивается на 60 эл.град. до прихода следующего импульса с датчика положения ротора.

4О При смене полярности сигнала на выходе регулятора 27 скорости меняется состояние нуль-органа 29. Но поскольку есть блокировка на запрещающий вход блока 9, соединенного с

45 выходом датчика 17 нуля тока, то состояние логических сигналов, поступающих с выхода блока 9 на вход блока 7 фазового управления инвертором и вход регулятора 28 тока, не меняется. При этом углы управления тиристорами выпрямителя 15 увеличиваются и напряжение на его выходе принимает отрицательное значение,направленное встречно протеканию тока

55 в силовой цепи преобразователя. Ток в силовой цепи начинает уменьшаться.

При снижении тока до нуля сигнал на выходе датчика 17 нуля. тока, за

122821 6

poBHHHR ToKB электропривода, первый

5 прещающий переключение блока 9, исчезает и на его первом и втором выходах кратковременно появляются "1", а на третьем выходе,, свя:занном с входом блока 12 выдачи повторных импульсов, — "0", На выходе логической схемы 36 появляется "1", а на выходе логической схемы 33 — "0", конденсатор 34 разряжается и блок 12 подготавливается к выдаче повторного импульса.

После завершения переключения блока 9 углы управления тиристорами выпрямителя уменьшаются. Одновременно на выходе блока 9, связанном с входом блока 12 появляется "1", на выходе логической схемы 36 — "0", на выходе логической схемы 33 — "1",на выходе логической схемы 32 — "0", а на выходе логической схемы 24 — "1", вызывающая появление управляющих си -налов на выходе тех логических схем

18-23, на входах которых присутствует "1" с выхода блока 6 фазового управления выпрямителем. вход которого соединен с выходом датчика входного тока, а выход — с вхо— дом блока фазового управления выпря— мителем, причем первый выход блока бестокового переключения режимов работы электропривода соединен с третьим входом блока фазового управления выпрямителем, а второи выход сое1О динен с вторым входом блока фазового управления инвертором, первый вход которого соединен с выходом датчика положения ротора синхронного электродвигателя, а выход соединен с первым входом блока управления принудительной коммутацией, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью улучшения качества регулирования скорости

1 путем повышения быстродействия и расширения диапазона регулирования путем сокращения бестоковой паузы при переключении режимов работы элект— ропривода,в него введен блок формирования повторных импульсов, блок бестоконого переключения режимов работы электФормул а изобретени я

Вентильный электропривод, содержащий синхронный электродвигатель, якорные обмотки которого подключены к источнику питания через зависимый выпрямительно-инверторный преобразователь частоты, снабженный датчиком входного тока, блоки формирования им5 пульсов управления выпрямителем и инвертором, входы которых соединены соответственно с управляющими входами выпрямителя иинвертора зависимого выпрямительно-инверторного преобразователя частоты, а первые входы свяsBHbl через блок сдвоения управляющих импульсов с выходами блоков фазового управления выпрямителем и инвертором, блок регулирования скорости электро-45 привода, первый вход которого соеди— нен с блоком задания скорости, à Bòîрой вход соединен с выходом датчика скорости — ротора синхронного электродвигателя, при этом его выход сое-, :) О динен через ну.пь-орган с первым входом блока бестокового переключения режимов работы эпектропривода, а также с вторым входом бпока регупиропривода снабжен запрещающими входом и выходом, блок сдвоения управляющих импульсов и блок управления принудительной коммутацией снабжены дополнительными входами, а в цепь постоянного тока зависимого выпряв

;мительно-инверторного преобразовате— ля частоты включен датчик нуля тока, выход которого соединен с запрещающим входом блока бестокового переключателя режимов работы электропривода и дополнительным входом блока управления принудительной коммутацией, причем вторые входы блоков формирования импульсов управления выпрямителем и инвертором соединены непосредственно с соответствующими выхоцами блоков фазового управления зыпрямителем и инвертором, а первые входы дополнительно соединены с выходом блока управления принуДительной коммутацией и с первым входом блока формирования повторных импульсов, второй вход которого соединен с запрещающим выходом блока бестоко зого переключения режимов работы электропривода, а выход соединен с дополнительным входом блока сдвоения импульсов управления.

1228211

Составитель М.Сон

Редактор И.Рыбченко Техред Н.Бонкало Корректор И.Муска

Заказ 2294/55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производ< твенно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4