Способ управления вентильным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение надежности и улучшение энергетических характеристик. Способ управления вентильным электродвигателем заключается в том. что на каждом межкоммутационном интервале г|з 2л/т р, где m 3 - число фаз обмотки якоря, р - число пар полюсов электродвигателя, последовательно подключают к источнику питания и отключают от него с помощью ключей т-фазного преобразователя частоты фазы обмотки якоря. Контролируют потребляемый ток и при отсутствии потребления тока формируют сигнал управления, изменяющий последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря к источнику питания. Указанная цель в способе обеспечивается тем, что в каждый коммутационный момент времени при отсутствии потребления тока повторно включают отключаемый г -й ключ на длительность г|5/2, по истечении которого /-и ключ отключают. Включают (г-|-2)-й ключ, принадлежащий той же группе ключей, например анодной, на длительность г|)/2, а затем последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря восстанавливают. 1 ил. (Л го СдЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1277340

gg4 Н02P6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3843394/24-07 (22) 10.01.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции энергетический институт (72) В. К. Лозенко и О. Н. Рублева (53) 62-83:621.313.392 (088.8) (56) Авдолоткин Н. П., Гращенков В. Т., Лебедев Н. И. и др. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока. Л.:

Энергоиздат, 1984, с. 160.

Авторское свидетельство СССР № 1124416, 03.01.84. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности и улучшение энергетических характеристик. Способ управления вентильным электродвигателем заключается в том, что на каждом межкоммутационном интервале g = 2л/т р, где т ) 3 — число фаз обмотки якоря, р — число пар полюсов электродвигателя, последовательно подключают к источнику питания и отключают от него с помощью ключей т-фазного преобразователя частоты фазы обмотки якоря.

Контролируют потребляемый ток и при отсутствии потребления тока формируют сигнал управления, изменяющий последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря к источнику питания. Указанная цель в способе обеспечивается тем, что в каждый коммутационный момент времени при отсутствии потребления тока повторно включают отключаемый i-й ключ на длительность g/2, по истечении которого i-й ключ отключают. Включают (i+2)-й ключ, принадлежащий той же группе ключей, например анодной, на длительность ф/2, а затем последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря восстанавливают. 1 ил.

Изобрстсни(OTHocHTcH K у, I(>K1 I)01 (,)!H! (, в частности к электроприволу с всптилы)ымп электродвигdTñëÿìè лля обеспечен,IH H) рябо ОспособпостH I i pk) I!(HcHp»B H()cTH x 1 HI! <1

Обрыв в цепи обмотки якоря.

I (åcIüþ изобрстепия является повышение

EI3;l(?K)Ioc TH p3á0ты и улучи!снис эпсргетически.; x»p»KTcри I ик Вc íòèëüíîão электродвигателя прп неисправностях гиня Обрыв в цепи обмотки якоря.

На чертеже схемытичпо ))редстявлсHO устройство, реализую(пес способ управления вентильным элсктродвиг;ис,чем с трсхфязной обмоткой якоря.

У с т Р 0 и с т В 0 x 11 P 2 13, I c H H H 13 c H T H, h:1 b! . э л с к тродвигателсм (фиг. 1) содер>к и г э, !ск) родвигатель 1 с (т)3)-фязпыми обмотками 2, 3 и 4 якоря, т-фазпый преобразователь 5 частоты с dHO (ной 6 и катод(кои 7:.ру III»xiii ключей, соответственно 8 10 и 11 1;3 к 1>K@ 353 HB K0TOPblX Bblll0. 1HCП3 II» l P(X ) P» H:3HCторах, и шесть диодов 14- 19 моста Onpi! i ного тока. Выходы 20, 2! и 22 датчика 23 положения ротора соединены с олоком 24 (!) OP M H P 0 I3 3 ) t It 5I С И Г П Я, 10 В У) l P 3 13,1 Е П И Я, П! С СТ Ь выходов которого 25 -30 связыи)1 с упрявляю)цими входами ключей 8 — -13. Устройство для управления содержит датчик 31 ))0(pc(>ляемого тока, блок 32 Быявлс(!ип аварийной ситуации в группе ключей преобрызовытсля 5 частоты, дешифратор 33 двоичного колы в двоично-дес5!тис!ИЪ)Й, блоки 34 и 35 пзм(пспия алгоритма управления, соотвстств Ill)0 ключей анодной и католной груl)II

Датчик 31 потребляемого ток ) со (сржпт (последовательно включснпые измсритсл III!)l резистор 36, нуль-орган 37 и элем HT 38 Вр(менной задержки, Выход которо)0 является выходом 39 латчикы 3! потребляемого тOii

Элемент 38 временной зядсржки х)ожет быть гп>шолпе любым образом. (3,)OK 32 выявления аварий)юй ситуации 13 гру llil( клк)чей прсобразовятсля 5 1<)сто Гь) солсржи.( логический элемент 10 МАЖОРИ ГАРНОСТЬ, входы которого служат ипформ»цион Ными Входами кяз сl ИИОГО блок<1 il I)0, (ключены к выходам 20, 21 и 22 лси )икя 23 положения ротора, три логи гссKHx элс м()1та 41, 42 и 43 ЗА! ! 1 .Т, Ifi!BcpTO",4<(,,)(» ический элемент 45 И и лва RS-три(Г(ря 16 и 47. Выход 48 логичсског0 у.(смсч,ты 40

МАЖОРИТАР!!О(.ТЬ полклю ц и к пер!)Ох(у входу элемента 45 И, заиреll)3K)HIcx Входу элсмсптя 4! ЗАГ)РЕТ, R-Входу RS-l риггсра 47 и к R входу RS òðèпгср() 46 .срез инвертор 44. Выходы й5-триггеров 46 и 7

ПОДКЛЮЧЕ!3Ы K ЗЫП Р(Пl» )ОП(и >1 )iXO, I кат

Выходами 49 H >0 6, 10K» 32 Вь(5!Б,l(>H)i51 ывы рНННоН cHTv3((HH. S-13xo, (bI RS-)риггсpOB 46

H 47 полключеиы соотвстсп)епно к ))((хо,(у логических элемсптов 42 и )3 ЗА(IРI:.Т, 31РЯМЫС БХО. (Ы КО (ОРЫ Х I)0. (К, I K)i(С)! Ы (00 Г)1 I ст(3(.(п)о к выходам логbческих элементов 45

И и 4) 3AI1PF.Т, примой Вход которого

06)ьсдинен с вторым Входом логического э,км(нтя 45 И, является управляю)цим Вхо5 ,(ОМ 51 ()ЛОКя 32 ВЫяВЛ(.ПИ я

I!0 ГР(ОГ) НЕМОГО TOK3. ((<)жды)! блок 34 и 35 изменения алгоритмы у>!равлсния ключей анодной и катодной

Г р у!! и с Од с 0 ж и т T p и л )3 x x B x O,то Бы х . 101 и ч (. ) 0 ских элемента 52, 53. 5! И, три формироватс.)я 55, 56 и 57 их!пульса по заднему фроптм, Tðè RS-òðèããcð» 58, 59 и 60,i три трехвхолоВых логически: у,)смеHE û 61, 62 и 63 ИЛИ, Былхо jl>I 64 — 69 которыx служат вы.(одами !

ОЛОКОВ 34 И 35 t:3 мc)(ei)И Я с).1 ГОрИ 1 (< и p3(3CICHH5I Ki!!0 IIPс .Б 15)IOI((HX! .и 1 1 5) 1 K1)0÷c и 8 ) I)

> K li,> ! 00)ьс;>Ипепы, ЯВ, IHк)г(я у tpdBÄ!5))о) (пм В?п>лом бу!Ока, 34 измеHi.íèH ал) op)tò÷(I управлеппя ключей 8 — 10

3 1 i 0;i, i !0 и Г p v I I I I I > i (и l )0 l K, 1 Io i) с H b! к В ы х 0 л у ) 0

ОЛОКЫ 3 ВЫЯВЛСПИЯ»B»)>ИЙНОЙ CHT>i сIЦИИ.

Втопыс входы логических элементов 52, 53, и,)) И 06l>C»i);è llbl с Р-вхо,(с)м;1 и-)ригlс0013:> .), 60 it >8 СООТВСT(ТВ(!Ii)0, явля(отс51 ип((>ор f

K.1K) 1(I i i>! к В Ы х > 13 3! 70, 7 1 и 72, lс III H ($) p 3TOр» 33. Вь)хо)l I,!(>гичсскнх э,l(г)снзов 52, 53 и 54 И Олключ(ч;ы к Б;с)lям фс>рмировагс,)(. H 55, 56 и 57 им пульc(i(3 H к .)(ервым

13х0 (,)м .)огичсских элсмс)гсов 61, 62 и 63

И, 1 :. ::. Вьl >,0;I bl фор х) it pî >»T(2("H i! 11)V, I BCÎ)3 )2

5, > и,)4 и Олк. I )0÷ñï û K S- ()xO, (2 x) RS-T pHI Веров ()0, )8 и 59, ()ь)хо,ih! кот ipblx подк,)ючспы к 13 . OOI>1 XE 13KÎ 1

K .3 Ы хо, (2)I 2);>, 26 )i 27 ОЛ О К я 24 ())Ор ><1 И р() Вя Ни 5) (И ) l i i I,! 0 В У П Р 1 L . I (H H ß . ("1 ()Olt C1 BO;L i H !)) 3 B, I(.II )f 2 ВС НТИ;П>НЫ Х) -х)с (Г;) 0 I B!i! » (, I (-xl )) 360Т»CT с;I с, ) \ i0!IIH Xi 004(> р ы:> () м . ! )р и Отсх тст, и и 13 Всllтп l h))0xt у, I(ктро(Hli1 »Тс, 1(ОТК;1:3() ТИ и» (>I : p hl!3 13 ц(пи OOZE OTK)t яl Îp H ГИГ ll d, I I I » 13:>) x0,с >() л I (. !3>< (ОТ I! О t), I 0)iы >2 I>l ) I), I() , ацИИ И . Прсlв.lя!ОП(ИХ ВХОЛс)Х О, IОКОВ 34 и 35 измеп !)Ия;ы)гори гмя упр IBlåíèÿ кл)оЧсй. 1)3 y!!p I(3::5!IOH))t(Вхо (Ы к 1)0

ПРС ООРЫЗОВс)ТС, I)E <) )сl(ТОТЫ t)<«3 И.)ХIСЧI(НИ 51 ! l (i 0 х 0 д и т с и и! ы, I ((3 1>! x .) л сl О Гl 0 к 3 24 ф 0 р м и<> О р(>Ба пия сил!я:!(:.Б хи,;)B, с I!H 1. Вс птильныи

Э. )ЕК ГPO:I B И Г»TC, . t> РЯ ООТЯ(Г В:IOP ><) 3Л ЬНОМ

РЕ>К)(МЕ.

В сл !3(. i)0!3пикнОВ H)fH ()си(пря ()ности ГHI I ) Обрь(В Б Il(. !) H 0(>)

I )) >i H 1I I 6 и р с о б р (1 3 О Б ы ((. I H )» с тот!>l, < О Г, 1 2 с н О (I I0C,)(6X llрсlвгl(ll (IH l)!3V (<1l »i с)!», ) 1 Ор ИТ. 1

pi)6i)1 .,I Б(>i)1»t, 1 з НО) 0 :., I К" р<) 1 )и) я I с . I я.!

277340

В момент отключения ключа 9 анодной группы на выходе 66 логического элемента 63 формируется сигнал на вкл!о iei!IIP ключа 10. При открытом ключе !1 катод»ой группы в силу того, что произошел обрыв в силовой цепи ключа 10 анодной группы замкнутого контура в цепи источник питания — обмотка якоря не образуется. „(г!я отключенной комоинации секций 3--2 обмотки якоря за счет возникающей ЭДС самоиндукции организуется замкнутый электрический контур 3 -2 — -11--18- — 3, Б котором протекает коммутационный ток. Обмотка якоря электродвигателя отключена от источника питания, ток через измерительный резистор 36 отсутствует. С небольшой задержкой времени, устраняющей ложное ср«батывание датчика 31 потребляемого тока в нормальном режиме, на выходе 39 указанного датчика 31 формируется сигнал логическая «!». 11ри этоM на Bhixo IP 48 логического элемента 40 МЛЖОРИ 1ЛРНОСТЬ имеется сигнал логический <(1», с!)ндетельствующий о том, что ffo сигналам датчика 23 положения ротора должна»роизойти коммутация клк)ч H в анод»ой группе 6 преобразователя 5 частоты. Сигнал лоп}ческая «!» с выхода 39 датчика 31 потреоi5feмого тока проходит на S-вход RS-триггера 47, на егс) Bl>lxo;K 50 появляется сип(ал логическая «!», который поступает н«управляющий вход блока 34 изменения ылгоритмы управления ключей Bíî l»oH группы. Сип(ы.l логическая «1» с Bf!x<)ды 7! де IH(l)p;iTOp;! 60 без изменения прохо,(ит ны выход,}огичсского эле Yåíòà 53 И, ы затем IIB Bl Ixo; 65 блока 34 изменения и,.!горитма vffp}ILI,IP}II!51.

Сигнал логическая «!» с выхо.(}3 65 ностуl1BPT ll3 уира в;I H loll I H H }3 xoL K. l lo iB 9 3 но.(}(ОЙ группы. Ключ 9 открывается, комби IIL»(ff » секций 3--2 повторно подключается к источнику питания. В контуре 9 -3 2 -11—

36 — — истОч }1 и к нита ни я 110явл51стся ТОК, ы !1<1 выходе 39 датчика 31»отреоляемог0 тока сигнал логический «0» При этом кOix!o;fi iföèH сигналов на выходе блока 32 выявлс ния аварийной ситуации не изменяется.

В начале очередного такта Knxf xi yT;I i(If!I ири смене комбинации сигналов 1(ы выход« датчика 23»оложения ротора на выхо.(с 48 логического элемента 40 МАЖОРИТЛРНОСТЬ появляется сигнал логическая «!», который поступает на R-вход RS-трипсра 47 и обнуляет его. HB управляющем Бхс)дс 50 блока 34 появляется сигнал логи !еский «О».

В этот момент Бремени сигнал ны выходс логического элсмента 53 изменяется с у(и)вня логической «1» до уровня логическог) «О», срабатывает формирователь 56 им»у,}ьсов. сигнал с выхода которого, поступая ilc! Sвход RS-триггера 59, уста навл и Бает его в состояние логическая «!». На выходе 64 блока 34 появляется сигнал логическая «!»,.

Появление сигнала логический «О» на выхО,L( логического элемента 53 И приводит к появлению аналогичного сигнала на выходс 65 блока 34. Таким образом в этот мох!Снт Бремени на выходе блока 34 формирук)тся сигналы, которыми Б анодной груние закрывается ключ 9 и открывается ключ 8. Koìмутация ключей катодной группы при этом происходит по сигналам с выходов 28, 29 и 30 блока формирования сигналов управления, которые без изменения, в силу отсутствия сигнала логическая единица íà унравля}ощем входе 49, поступают на управляющие цепи ключей. В этот же момент времени в катодной группе ключей закрывается ключ 11 и открывается ключ !2.

Направление тока в секциях 2 — 3 изменяется на прот!3})онолож}3ое. При этом в моме!Гг смены направления тока в секциях 2- 3 датчик 3! Иотреолясмого тока не срабатывает B силу наличия элемента 38 временной задержки. Величина временной задержки выбирается иск<)дя из величины электромагнитной постоянной времени вентильного электродвигателя. На рассматриваемом угловом интервале за счет принудительной коммутации ключа 8 осуществляется оиерсжающая на такт коммутация. В начале Oчсредного такта коммх тации восстанавливаетсяя периодическое ио.(ключсние h источнику ниTания и отключение от нег0 комбинаций (екций 00мотки 5(кОря 110 .сиГна. }ам датчикаа 23 IIO, 1 0?K (» li H Ii If;LX KTO pB.

ЗС

При возникновении не!}справности типы

0()pi II! B ilPI1li Обх!О I 1

l3llk! ËÎÃfi I H hl X! Oil II(»3 }3 ff0XiÓ Bhl ill(. .

Д,!я Бснтильных J,I(Kòðî;(Bèã;IT(ëpé (одноиолунериодным ирсобр}!зо!3})те,!(<и частоты ,i.1Я !)(><1 } ИЗБ II II Il P}3(. С 10 ГP(. }I IIOI 0 (I I»(00(3 упр;} Басни я B of) x0:(I! x!0 вы»о 1liH Th датчик иоложс ния роторы (»овышенной разреlil«lloili(. И ilO(0()110("1 1>!0,:1, f 51 1 ОГО I ÃO()L>f 00((II(. f li1 Ь (l) If!<(I! II if К) И,)OXO?i<,((>» И Я и !3 (> K ГОрОм

4((х I, 101301 0 и нтс Р Б;lл;3 (I, f!BBkl010 110, IOBII И(.

М С!Kf(0(I XIX Та »ИОН }}ОГО ll IIT(.pl>;.I, ill >."- = (f

= 2Л )/)1 Р.

Таким образом, реализация дын!10 о 0110Сооа X ÈРЫ БЛЕНИ51 !3(>НТИ.1ЬНЫМ Э, 1(>KTf)0;IB III т(,IP»l с {н})3 k -(t)(3«11013 Обмоткои HI<() f!53 иоз45

B0, 1 Я(т I!01)I>f(I i ò ü If 1, ((. ?K IIОст ь р;3 60 ты Б(. }I ти,}ьного электро (Биг;lгеля зы «чст исклю :.(.lll1H (РИ РЫОО Г(ГЛ ОБОI О ff IITPf)f)II, III <Х : ., Б 1 (> H (1! И (. К 0 Т () Р О 1 О h }1 Е }1 Я - ТО 1 О М () И I I !3 I l l l u

P(II(ll Ii OT И I 0>15О 1! И }1 э,l(K Гj)i! I(! i;! If I!(. рГИИ. )ТО iO(. ГИ I ;1 Т(Я «}3 (. Т II:!X . I I(i! I . 51:1, I i OPliTXi}l Х !}Р;3 БГ!(I! II H

К, f10НОГО Э, IPKT 1)О.I!>i!! II Г(,! 51 !! OP I i! i! if.>, 31,I! И Б)

ii0, I li1f TP,1ü i30Ã0 э, l! кт1) !»(С(l(!".) к()11 Г(f!;! ь, 51

if Î, (К, IIO>!Pill! 51 (Р(П>;1 К )1 () l »! 1»»! PP К;(! I И

Z5 l)f) >10ТК 1 1 Я КО!) 51 ." !!(О>! Н (»>> l ill i ° » f 5! ! j)ii .)ТО)! Х!ОМ (»1 0 j! i (311!! 3 ((3! И,(0iiO, I!i! f! (ГI ЬНОГО

Э, I!. К 1 Г)И >I((. !.OГО КОИ 1 ) !);3 P БЯЗ;11! P 01 P>, Т(ГБИ(М

3! 0 Т р С б, 1 5! с и O 1 0: О к; 3 .

1277340

11 ти10

Составитель М. Сои

Текред И. Верее Корректор М. немчик

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор. 1. 11овкаи

Заказ 6675(54

Формцла изобретения

Способ управления вентильным электродвигателем, при котором на каждом межкоммутационном интервале g = 2тг/m р, где т ) 3 — число фаз обмотки якоря, р — число пар полюсов электродвигателя, последовательно подключают к источнику питания и отключают от него с помощью ключей

m-фазного преобразователя частоты фазы обмотки якоря и контролируют потребляемый ток и при отсутствии потребления тока 10 формируют сигнал управления, изменяющий последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и улучшения энергетических характеристик вентильного электродвигателя при неисправности типа обрыв в цепи обмотки якоря, в каждый коммутационный момент времени при отсутствии потребления тока повторно включают отключаемый 1 -й ключ на длительность g/2, по истечении которого -й ключ отключают и включают (i+2)-й ключ, принадлежащий той же группе ключей, например анодной, на длительность t/2, после чего последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря восстанавливают,