Вентильный электродвигатель
Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение точности стабилизации вращающего момента вентильного электродвигателя . Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель формирователя 14 импульсов, запоминающего элемента 15 и резисторной оптронной пары 16. В результате на выходе сумматора 13 в межкоммутационный интервал формируется дополнительный управляющий сигнал, изменяющийся во времени по экспоненте и вводимый в основной закон управления выпрямителем 3 преобразователя частоты 2 синхронной машины 1. Это обеспечивает расщирение диапазона регулирования частоты вращения в область низких значений и повьш1ение точности ос-, танова электромехнического оборудования . 1 ил. i сл
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1 А1 (191 SU (11) f 1
Всей(ч %
;1 ф) ч
1е
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4 122288/24-07 (22) 22.09.86 (46) 15.02.88. Бюл. Ф 6 (71) Криворожский горно-рудный институт (72) Е.Б. Захарова, В.В. Каневский, В.Ю. Захаров, В.И. Лабяк и В,Н.Десятюк (53) 621.3 13. 13.014.2:621.382(088.8) (56) Патент СНА Ф 4511827,кл.318-138, 1984.
Авторское свидетельство СССР
9 892594, кл. Н 02 К 29/06, 1980. (54) ВЕНТИЛЬНЬ1Й ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение точности стабилизации вра 5р 4 Н 02 Р 6/00, Н 02 К 29/00 щающего момента вентильного электродвигателя. Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель формирователя 14 импульсов, запоминающего элемента 15 и резисторной оптронной пары 16. В результате на выходе сумматора 13 в межкоммутационный интервал формируется дополнительный управляющий сигнал, изменяющийся во времени по экспоненте и вводимый в основной закон управления выпрямителем 3 преобразователя частоты
2 синхронной машины 1. Это обеспечивает расширение диапазона регулирования частоты вращения в область низких значений и повышение точности ос-. c ф танова электромехнического оборудования. 1 ил, 1374391
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано для создания вентильных двигателей с повышенной плавностью вращения.
Целью изобретения является повышение точности стабилизации вращающего момента вентильного электродвигателя.
На чертеже изображена функциональ- 10 ная схема вентильного электродвига25 теля.
Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1, подключенную к источнику питания через тири- 15 сторный преобразователь 2 частоты со звеном постоянного .тока, включающий управляемые выпрямитель 3 и инвертор
4, соединенные через датчик 5 тока, датчик 6 положения ротора, выход 20 которого подключен к входу системы 7 управления инвертором, тахогенератор
8, выход которого подключен к первому входу регулятора 9 частоты вращения.
Второй вход регулятора 9 является входом задания частоты вращения, а выход подключен к первому входу регулятора 10 тока, второй вход которого подключен к выходу датчика 5 тока,а выход соединен с входом системы 11 30 управления выпрямителем. Вентильный электродвигатель содержит также последовательно соединенные интегратор
12 с входом "Сброс" и сумматор 13 и, кроме того, формирователь 14 импульсов, запоминающий элемент 15, реэисторную оптронную пару 16. Вход формирователя 14 импульсов подключен к выходу датчика 6 положения ротора,а выход — к входу Сброс интегратора 40
12 и к первому входу запоминающего элемента 15. Второй вход запоминающего элемента 15 соединен с датчиком
5 тока, а выход — с вторым входом сумматора и первым резисторным входом резисторной оптронной пары 16.Второй резисторный вход оптронной пары 16 подключен к выходу интегратора 12, вход которого подключен к объединенным первому и второму выходам резис-.
-50 торной оптронной пары 16, управляющии вход которой подключен к тахогенератору 8. Выход сумматора 13 подключен к третьему входу регулятора 10 .тока.
Вентильный электродвигатель рабо55 тает следующим образом.
Развиваемый двигателем электромагнитный момент является функцией выпрямленного тока, протекающего в фазах якорной обмотки синхронной машины 1, величина которого определяется выходным напряжением выпрямителя 3, противоЭДС инвертора 4 и угла поворота между коммутируемыми обмотками и обмоткой возбуждения электрической машины 1. Для неявно полюсной синхронной машины выражение электромагнитного момента в межкоммутационный период записывается следующим образом:
М = К I sin(g+ —" — и ) эм м с1 где К„ — коэффициент момента двигателя;
1,1 — выпрямленный ток;
N=j4ldt — угол поворота ротора;
И вЂ” частота вращения ротора двигателя; — время; ц — угол коммутации, Такая зависимость электромагнитного момента приводит к тому, что при числе фаз m 3 в кривой электромагнитного момента. присутствует переменная составляющая, величина которой зависит от угла опережения управления инвертором. Минимальная частота переменной составляющей равна частоте коммутаций тока в обмотках якоря синхронной машины.
Для стабилизации электромагнитного момента необходимо изменение тока в функции угла поворота (или времени при известной частоте вращения):
I) (t) (с" + .у / м ) э
1 где М, — статический момент.
Величина тока в начальный момент межкоммутационного интервала
Мст а =
K sin(3
В конце межкоммутационного интервала
Мст
2 м
Обратная тригонометрическая функ1 ция наиболее точsin(g t + —
3 но описывается спадающей экспонентой, Реализация этой функции достигается с помощью цепи, включающей апериоди1374391 ческое звено с постоянным коэффициентом усиления и зависимой от частоты вращения постоянной времени, выполненной на базе интегратора 12, резис- 5 торной оптронной пары 16 и сумматора
13. В результате на выходе сумматора в межкоммутационный интервал формируется дополнительный управляющий сиг.нал, изменяющийся во времени по экс,поненциальному закону:
"Дре"" — 3 t „) Ю(а)
u (e) — е
KÔ K„1K1 sin(3 Рк)
15 где R — активное суммарное сопротивЕ ление силовой цепи;
К вЂ” коэффициент передачи преобп разователя 2;
К вЂ” коэффициент усиления регуля- 20 рт тора 10 тока;
c(Q)- постоянная времени апериодического звена, зависимая от частоты вращения;
Ui — напряжение не выходе датчика25 бК
5 тока, пропорциональное току в звене постоянного тока в момент коммутации, за-. . поминаемое с помощью элемента 15 на время всего межкоммутационного интервала;
К вЂ” коэффициент передачи датчика т
5 тока. к
При повороте на угол — рад датчик
Ь положения ротора через систему 7 уравнения инвертора переключает обмотки синхронной машины 1, через формирователь 14 импульсов обнуляет ин тегратор 12 и дает разрешение на sanoминание элементу 15. Работа схемы 49 повторяется через каждые — рад пово3 рота ротора. синхронной машины 1.
Таким образом, за счет формирования дополнительного сигнала управления на межкоммутационном интервале стабилизируется вращающий момент вентильного электродвигателя и расширяется диапазон регулирования частоты
50 вращения в область низких значений, что позволяет повысить точность остановки рабочих органов электромеханического оборудования. формула изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, подключенную к источнику питания через тиристорный преобразователь частоты со звеном постоянного тока, включающий управляемые выпрямитель и инвертор, соединенные через датчик тока, датчик положения ротора, выход которого подключен к входу системы управления инвертором, тахогенератор, выход которого подключен к первому входу регулятора частоты вращения, второй вход которого является входом задания частоты вращения, а выход подключен к первому входу регулятора тока, второй вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход соединен с входом системы управления выпрямителем, последовательно соединенные интегратор с входом "Сброс" и сумматор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации вращающего момента, в него дополнительно введены формирователь импульсов, запоминающий элемент и резисторная оптронная пара, причем вход формирователя импульсов подключен к выходу датчика положения ротора, а выход — к входу "Сброс" интегратора и к первому входу sanoминающего элемента, второй вход которого соединен с датчиком тока, а выход — с вторым входом сумматора и первым резисторным входом резисторной оптронной пары, второй резисторный вход которой подключен к выходу; интегратора, вход которого подключен к объединенным первому и второму выходу резисторной оптронной пары, управляющий вход которой подключен к тахогенератору, а выход сумматора подключен к третьему входу регулятора тока.
