Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является човышенне перегрузочной способности. Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель блока 21 выделения модуЛя, включенного в канал регулирования частоты вращения асинхронного двигателя (АД) 1 с фазным ротором, порогового элемента 22, D-триггера 23, датчика 24 нулевого тока якоря АД 1, обеспечивающих формирования сигнала реверса АД 1, двух суммирукщих масштабных усилителей 26, 27 с управляемыми переключателями 28, 29, включенными в соответствующие каналы 9, 10 системы импульснофазового управления выпрямителем 8 в цепи статорной обмотки АД 1. Введение указанных узлов обеспечивает компенсацию реакции якоря как по амплитуде, так и по фазе в обоих направлениях вращения. 1 ил. ARCO. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1267545 (21) 4052942/24-07 (22) 04.03.86 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. M.M. Федорова (72) В.M. Чермалых, В.А. Баринберг и И.Е. Рубцова (53) 621. 313. 13. 014.2. 621: 382 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1267545, кл. Н 02 К 29/00, 1984. (54) ВЕНТИЛЬНЬЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электро— технике. Целью изобретения является (овышение перегрузочной способности.

Указанная цель достигается введением (51) 4 Н 02 К 29/00, Н 02 P 6/00 в вентильный электродвигатель блока

21 выделения модуля, включенного в канал регулирования частоты вращения асинхронного двигателя (АД) 1 с фазным ротором, порогового элемента 22, D-триггера 23, датчика 24 нулевого тока якоря АД 1, обеспечивающих формирования сигнала реверса АД i двух суммирующих масштабных усилителей 26, 27 с управляемыми переключателями

28, 29, включенными в соответствующие каналы 9, 10 системы импульснофазового управления выпрямителем 8 в цепи статорной обмотки АД 1. Введение указанных узлов обеспечивает компенсацию реакции якоря как по амплитуде, так и по фазе в обоих направлениях вращения. 1 ил.

1 13

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в электроприводах с вентильными электродвигателями на основе асинхронных машин с фазным ротором и является усовершенствованием устройства по авт.св. N 1267545.

Цель изобретения — повышение перегрузочной способности за счет компен сации реакции якоря в обоих направлениях вращения.

На чертеже изображена блок-схема вентильного электродвигателя.

Вентильный электродвигатель содержит асинхронную машину 1 с фазным ротором, статорные обмотки 2 — 4 которой соединены в звезду или треугольник. Роторные выводы асинхронной машины подключены к преобразователю

5 частоты, который питается от сети.

Преобразователь 5 частоты может быть выполнен со звеном постоянного тока или с непосредственной связью. На вход преобразователя 5 частоты включен выход системы 6 импульсно-фазового управления, вход которой соединен с выходом датчика 7 положения ротора. . Источник напряжения возбуждения электродвигателя представляет собой управляемый трехфазный мостовой выпря,митель 8, имеющий два раздельных канала 9 и 10 системы импульсно-фазового управления, выходы которых подключены к управляющим электродам, со. ответственно, анодной и катодной груйп вентилей. Выходные зажимы выпрямителя подключены к выводам обмоток 2 и 3 статора, а вывод статорной обмотки 4 подключен к нулевой точке сети или трансформатора, питающего выпрямитель.В состав вентильного электродвигателя входит также система регулирования, состоящая из датчика 11 частоты вращения, регулятора

12 частоты вращения, датчика 13 тока якоря, регулятора 14 тока якоря, за— датчика 15 начальных токов фаз статора, регуляторов 16 и l7 тока фаз статора, датчиков 18 и 19 тока фаз статора и задатчика 20 частоты вра— щения. Дополнительно вентильный электродвигатель содержит блок 21 выделения модуля, пороговый элемент 22, D-триггер 23, датчик 24 нулевого тока якоря, датчик 25 направления вра— щения, два суммирующих масштабных усилителя 26 и 27 и два управляемых кюча 28 и 29 с двумя силовыми входа28891 2 ми каждый. Система 6 импульсно-фазового управления преобразователем 5 частоты дополни;ельно снабжена входом 30 реверса, подключенным к выходу D-триггера 23, к D-входу которого подключен выход порогового элемента

22, а к входу синхронизации подключен выход датчика 24 нулевого тока, вход которого подключен к датчику 13 тока якоря. Вход порогового элемента

22 подключен к выходу регулятора 12 частоты вращения. Первые входы суммирующих масштабных усилителей 26 и 27 соединены с выходом задатчика 15 начальных токов фаз, их вторые входы— с выходом блока 21 выделения модуля, а выход кажцого усилителя 26(27) с соответствующим силовым входом пе== реключателей 28 и 29, выход переключателя 28 соединен с входом регулятора 16 тока, выход переключателя 29— с входом регулятора 17 тока.

Управляющие входы переключателей

28 и 29 объединены и подключены к выходу датчика 25 направления вращения, в ход ко торо ra под ключ ен к выходу датчика 11 частоты вращения; вторые вхо„-, ды суммирующих масштабных усилителей

26 и 27 объединены и подключены к вы" ходу блока 21 выделения модуля, который включен в цепь регулирования частоты вращения последовательно с выходом регулятора 12 частоты вращения.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Сигнал заданной частоты вращения от задатчика 20 подается на вход ре гулятора l2 частоты вращения, на выходе которого формируется сигнал задания тока якоря, поступающий через блок 21 выделения модуля на вход регулятора 14 тока якоря. На входы указанных регуляторов подаются сигналы обратных связей, соответственно с датчика 11 частоты вращения и датчика

13 тока якоря. Выходное напряжение последнего имеет всегда одну полярность. Этим объясняется необходимость установки на входе контура регулирования тока якоря блока 21 выделения модуля.

Таким образом, управление частотой вращения электродвигателя осуществляется в системе подчиненного регулирования по рассогласованию между действительной и заданной частотами вращения. Сигнал с выхода регулятора 13 тока якоря, поступая на один

1328891 из входов системы 6 импульсно-фазового управления, задает угол отпирания вентилей преобразователя 5 частоты относительно напряжения сети . Угол опережения отпирания вентилей преобразователя 5 частоты относительно

ЭДС холостого хода якоря задается также системой 6 импульсно-фазового управления в функции сигнала датчика

7 положения ротора.

Компенсацию реакции якоря в вентильном электродвигателе обеспечива= ют два независимых контура регулирования токов фаз обмоток 2 и 3 статора, при этом ток в третьей фазе формируется как алгебраическая сумма (с обратным знаком) токов в двух дру. гих фазах.

Токи в фазных обмотках 2 — 4 за висят от величины углов управления вентилями анодной и катодной групп выпрямителя 8. Этй углы формируют два канала 9 и 10 системы импульснофазового управления выпрямителя 8 в функции выходных сигналов регуляторов 16 и 17. Последние могут иметь пропорциональную или интегрально-пропорциональную структуру и выполняются на базе операционных усилителей, охваченных обратными связями.

Задающие сигналы для каждого из регуляторов 16 и 17 формируются на выходах суммирующих масштабных усилителей 26 и 27 как алгебраическая сумма сигналов задания тока якоря и задания начального тока фаз статора.

Указанные задающие сигналы поступают на входы регуляторов 16 и 17 через управляемые ключи 28 и 29. Следовательно, ток каждой из фаз статора также содержит две составляющие, одна из которых постоянна, а другая пропорциональна току якоря. Результирующая МДС статора, равная геометрической сумме сдвинутых друг относительно друга на 120 эл.град. МДС трех фаз также содержит две составляющие: постоянную МДС возбуждения, определяемую задат иком 15, и изменяющуюся пропорционально амплитуде тока якоря

МДС компенсации реакции якоря. При этом направления векторов МДС возбуждения и МДС компенсации не совпадают, они сдвинуты в пространстве друг относительно друга на постоянный угол, величина которого определяется соотношением коэффициентов передачи машстабных операционных усилителей статора, а выходной сигнал усилителя

27 — на вход регулятора 17 тока фаз45 ной обмотки 2 статора. При вращении

"назад", наоборот, выходной сигнал

,усилителя 26 подается на вхоп регулятора 17, а усилителя 27, — на вход регулятора 16. Это позволяет обеспе50 чить один и тот же требуемый закон регулирования ИДС индуктора независимо от направления вращения.

Таким образом, в вентильном электродвигателе обеспечивается компенсация реакции якоря и по амплитуде, и по фазе в обоих направлениях вращения. Это приводит к существенному . расширению области применения вен тильного электродвигателя, поскольку

26,и 27. При управлении преобразователем частоты вентильного электродвигателя по закону p = const угол сдвига фазы основной гармоники МДС реакции якоря относительно МДС возбуждения постоянен и равен р (без учета угла коммутации 7 ). Следовательно, подобрав соответствующим образом коэффициенты передачи усилителей 26 и 27, можно добиться того, что

МДС компенсации будетгравна по величине и противоположна по направлению

МДС реакции якоря.

Предлагаемая схема обеспечивает возможность работы вентильного двигателя в реверсивном режиме. При реверсе изменяется полярность выходного сигнала регулятора 12 частоты вращения, при этом происходит изменение логического сигнала на выходе порогового элемента 22. Этот логический сигнал подается на D-вход триггера

23. После снижения тока якоря до нуля и появления логической единицы с выхода датчика 24 нулевого тока на синхронизирующем входе D-триггера 23 последний перебрасывается. Его выходной сигнал поступает в систему 6 импульсно-фазового управления, обеспечивая требуемый порядок подачи управляющих импульсов на тиристоры преобразователя 5 частоты. При этом привод переходит в режим рекуперативного торможения, а затем разгоняется в другую сторону.

Управление ключами 28 и 29 осуществляется от выходного сигнала датчика 25 направления вращения. Например, при вращении "вперед" выходной сигнал усилителя 26 поступает на вход регулятора 16 тока фазной обмотки 3

13288 позволяет использовать его в реверсивных электроприводах.

Составитель А. Иванов

Техред Л.Сердюкова Корректор A. Зимокосов

Редактор Н. Тупица

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3495/55

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

Формул а и з о б р е т е н и я

Вентильный электродвигатель по авт,св. Р 1267545, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения перегрузочной способности за счет компенсации реакции якоря в обоих 10 направлениях вращения, в него дополнительно введены блок выделения модуля, включенный между регулятором частоты вращения и регулятором тока якоря, пороговый элемент, Э-триггер, 15 датчик нулевого тока якоря, датчик направления вращения, два суммирующих масштабных усилителя, два управляемых переключателя с двумя силовыми входами, а система импульсно-фазово-, 20 го управления преобразователем часто91 6 ты снабжена входом реверса, подключенным к выходу D-триггера, к D-входу которого подключен выход порогового элемента, а к входу синхронизации подключен выход датчика нулевого тока, вход которого соединен с датчиком тока якоря, вход порогового элемента подключен к выходу регулятора частоты вращения, первые входы суммирующих масштабных усилителей соединены с выходом задатчика начальных токов фаз статора,их вторые входы — с выходом блока выделения модуля, выход кажкаждого из указанных усилителей соединен с соответствующим входом упомянутых переключателей, а управляющие входы этих переключателей объединены и подключены к выходу датчика направления вращения, вход которого подключен к выходу датчика частоты враще-: ния.