Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является улучшение качества регулирования электропривода и повышение надежности . Указанная цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены датчики 6 разных напряжений цепей статора электродвигателя I двойного питания. Датчик положения ротора составлен из задающего генератора 7, формирователя 8 синхронных импульсов , блоков 9. формирования сигналов управления. Выходы задающего генератора 7 подключены к соответствующим , входам блоков 9. Введение дат- .чиков 6 и указанное выполнение датчика положения позволяет .формировать сигналы управления ключами инвертора с S Vj сл ю 00 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Н 02 P 6/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ "» Д $ 1 .з с =м (21) 3718933/24-07 (22) 03.04.84 (46) 30.12.86. Бюл. ¹ 48 (71) Мордовский ордена Дружбы наро— дов государственный университет им. Н.П. Огарева (72) И.В. Гуляев, 10.П. Сонин а. И.В. Тургенев (53) 62-83:621.313.333.072.9 (088,8) (56) Патент США № 4!32931, кл. Н 02 P .7/46, !975.

Патент США № 4295084, кл. 318-719, 1981. (54) ВЕНТИЛЬНЬЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение качества регулирования электропривода и повьппение надежности. Указанная цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены датчики 6 разных напряжений цепей статора электродвигателя 1 двойного питания. Датчик положения ротора составлен из задающего генератора 7, формирователя 8 синхронных импульсов, блоков 9 формирования сигналов управления. Выходы задающего генератора 7 подключены к соответствующим входам блоков 9. Введение дат,чиков 6 и укаэанное выполнение датчика положения позволяет, формировать сигналы управления ключами инвертора

1280688

3 с заданным углом Р опережения открытия ключей. Регулирование электродвигателя осуществляется по двум каналам: каналу статорного регулирования изменением входного напряжения инвертора 3; каналу регулирования возбуждения путем изменения амплитуды выходного напряжения преобразоватеИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления бесконтактным вентильным двигателем с преобразователем частоты в цепи якоря, 5

Цель изобретения — упрощение системы управления, и повышение точности управления.

На фиг. 1 изображена структурная схема вентильного электроприво- 1О да; на фиг, 2 — графики основных сигналов системы управления.

Вентильный электропривод содержит электродвигатель 1 двойного питания, обмотки фаз ротора которо. го подключены к многофазному преобразователю,2 постоянной низкой .фиксированной частоты, а обмотки фаз статора соединены с инвертором 3 тока, датчик положения, управляющие цепи 4 ключей инвертора тока, входы которых связаны с формирователями

5 импульсов управления каждого ключа, датчики 6 фазных напряжений цепей статора. Датчик положения содержим задающий генератор 7 с двумя выходами высокой и кратной ей низкой частоты, формирователи 8 синхронных импульсов по числу фаз статорной обмот- Зо ки и по числу ключей инвертора тока, блоки 9 формирования сигналов управления ° Каждый блок формирования сигналов управления состоит из реверсивного счетчика 10 с входами прямого и обратного счета и установки в нуль, RS-триггера )1, двухвходового 12 и трехвходового 13 элементов И-НЕ.

При этом выход высокой частоты задающего генератора подключен к первому 4 1 входу трехвходового элемента И-НЕ, а выход низкой частоты — к первому ля 2. Использование для возбуждения преобразователя низкой фиксированной частоты обеспечивает наибольшую перегрузочную способность из-за наличия синхронной и асинхронной составляющих момента, суммирующихся в области средних и больших нагрузок ча валу электродвигателя 1, 2 ил. входу двухвходового элемента И-НЕ, а выходы этих элементов соответственно подключены к входам обратного и прямого счета реверсивного счет— чика, ВхОд устанОВки В нуль KQTopo= го соединен с выходом формирователя импульсов управления и с R-входом

RS-триггера, выход реверсивного счетчика соединен со входом формирователя импульсов управления. Вход формирователя синхронных импульсов каждои фазы соединен с соответствующим датчиком фазного напряжения. Один выход формирователя синхронных импульсов соединен со вторым входом двухвходового элемента И-НЕ и Sвходом RS-триггера, одного блока формирования сигналов управления и со вторым входом трехвходового элемента И-HE смежного блока сигнала управления, а второй выход, соединен со вторым входом трехвходового элемента И-HE смежного блока сигнала управления, Второй выход формирователя синхронных импульсов соединен со вторым входом двухвходового элемента И-НЕ и с S-входом RS-триггера смежного блока формирования сигналов управления. Выход RS-триг— гера в каждом блоке формирования сигналов управления соединен с третьим входом трехвходового элемента И-НЕ.

Вентильный электропривод работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на преобразователь 2 постоянной низкой фиксированной .частоты и все блоки системы управления по обмотке ротора двигателя 1 двойного питания

«ачинает протекать низкочастотный ок, создающий вращающееся магнит!

280688

4 ное поле, наводящее в фазах статора систему ЭДС, даже при неподвижном роторе, Сигнал X) (фиг ° 2) с датчиков 6 фазных напряжений поступает на вход формирователя 8 синхронных импульсов, который формирует два выходных сигнала Х2 и ХЗ, сдвинутых между собой по фазе на

)80 и синхронизированных с напряжением статора.

Задающий генератор 7 формирует сигналы Х4 и Х5 различной частоты, причем от отношения этих частот зависит угол управления силовыми ключами (тиристорами) инвертора 3 то15 ка по следующему закону:

Л

М h f, кл где К=-- — к.

Сигналы Х4 и Х5 задающего генерато — 2р ра 7 поступают через трехвходовой

13 и двухвходовой 12 элементы И-НЕ в реверсивный счетчик 10, причем с двухвходового элемента И†HE 12 сигнал Х6 поступает на прямой вход ре- 25 версивного счетчик 10 в течение первого полупериода частоты напряжения статора электродвигателя 1. С выхода трехвходового элемента И-НЕ 13 сигнал Х7 в течение второго полупе- 3р риода поступает на вход обратного счета реверсивного счетчика 10 В моменты нулевого состояния реверсивного счетчика 10 на его выходе появляется одиночный импульс Х8 „поступаю- 35 щий на формирователь ) импульсов управления. На его выходе формируется импульс управления необходимой дли— тельности Х9, который окончательно формируется в управляющих цепях 4 р ключей инвертора и поступает на соответствующие тиристоры инвертора 3.

Вместе с тем сигнал Х9 поступает и на сброс реверсивного счетчика 10, возвращая его в исходное состояние, а также обеспечивает логику работы

RS-триггера 11, Таким образом, сигналы управления силовыми тиристорами инвертора 3 тока поступают всегда с заданным углом 5р ф опережения их открытия. По обмотке статора электродвигателя 1 начинает протекать ток и создается вращающееся магнитное поле, которое при вращении в одном направлении и с оди- 55 иаковой скоростью с магнитным полем ротора взаимодействует с ним, создавая вращающий момент. Когда последний превысит момент сопротивления нагрузки, ротор двигателя приходит во вращение и от датчиков 6 фазных напряжений сигнал частотой, равной сумме частоте возбуждения и вращения

u1 uJ + u3

1 подается на формирователь 8 синхронных импульсов, причем с изменением частоты работы инвертора 3 тока угол

Р опережения остается всегда фикси— рованным и зависящим только от соотношения частот сигналов Х4 и Х5 задающего генератора 7.

Вентильный электропривод, содержащий двигатель двойного питания, имеет, два канала регулирования скорости вращения аналогично электродви-, гателю постоянного тока. Один канал статорного регулирования — изменением входного напряжения инвертора 3 тока.

Другой канал — регулирование возбуждения путем изменения амплитуды выходного напряжения преобразователя 2 постоянной частоты.

Предлагаемая система управления асинхронизированным вентильным двигателем имеет более простую схему, в результате чего отпадает необходимость установки на валу датчиков "корости и положения ротора, являющих— ся наиболее ненадежными элементами системы. В системе управления используется цифровой принцип обработки сигналов, который значительно точнее, чем аналоговый. Ошибка в отработке угла опережения открытия силовых тиристоров инвертора тока не превышает периода высокой частоты задающего генератора. Эта частота выбирается исходя из необходимой, точности управления. Использование для возбуждения преобразователя низкой фиксированной частоты порядка 3-5 Гц обеспечивает наибольшую перегрузочную способность из-за наличия синхронной и асинхронной составляющих момента, суммирующихся в области средних и больших нагрузок на ва— лу двигателя.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Вентильный злектропривод, содержащий электродвигатель двойного пи— тания, обмотки фаз ротора которого подключены к многофазному преобразователю постоянной частоты, а обмотки фаэ статора соединены с инверто. ром тока, датчик положения ротора

0688

Составитель Тарасов

Редактор А. Ревин Техред В.Кадар Корректор М. Демчик

Заказ 7133/58 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 128 формирователи импульсов управления каждого ключа инвертора тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точ ности регулирования, в него введены датчик фазных напряжений цепей ,статора, датчик положения составлен

:из задающего генератора с двумя вы ходамии высокой и кратной ей низкой частоты, формирователей синхроннйх импульсов по числу фаз статорной обмотки и по числу ключей инвертора тока, блоков формирования сигналов управления каждый иэ которых составлен из реверсивного счетчика с входами прямого, обратного счета и установки в нуль, RS-триггера, двухвходового и трехвходового элементов И-HE при этом выход высокой частоты задающего генератора подклю. чен к первому входу трехвходового элемента И-НЕ, а выход ниэкой частоты к первому входу двухвходового элемента И-НЕ, выходы этих элементов соответственно подключены к входам обратного и прямого счета реверсивного счетчика, вход установки в нуль которого соединен с выходом формирователя импульсов управления и с

R-входом RS-триггера, выход реверсивного счетчика соединен со входом ðzzpoaazevs импульсов управления, вход формирователя синхронных импульсов каждой фазы соединен с соот10 ветствующим датчиком фазового напряжения, один выход соединен со вторым входом двухвходового элемента И-HE u S-входом RS-триггера одно-. го блока формирования сигналов управ15 пения и с вторым входом трехвходового элемента И-НЕ смежного блока сигнала управления, а второй выход соединен со вторым входом трехвходового элемента И-HE и со вторым входом двух20 входового элемента И-НЕ и с S-входом

RS-триггера смежного блока формирования сигналов управления, а выход RSтриггера в каждом блоке, .- формирования сигналов управления соединен с треть25 им входом;трехвдоходового элемента И-НЕ.