Способ управления вентильным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение энергетических показателей вентильного электродвигателя путем уменьшения тепловых потерь в обмотках якоря при работе двигателя на регулировочной характеристике . Для этого в способе управления вентильным электродвигателем коммутируют ключи одной из групп преобразователей 16 и 24 частоты обмоток 2 и 6 якоря вентильного двигателя, контролируют смену межкоммутационных интервалов в обмотках 2 и 6. При смене межкоммутационного интервала в одной из обмоток, например обмотке 6, отключают от источника 17 питания одну из ее секций (например,- секцию 7) ключом 18 анодной группы преобразователя частоты, например преобразователя 24, и коммутируют ключ (например, ключ 23) катодной группы преобразователя 24 частоты . Затем устанавливают факт смены межкоммутационного интервала в другой обмотке 2 и коммутируют ключ 19 анодной группы преобразователя 24 частоты. В результате исключается протекание токов в отключенной секции 7 обмотки 6, возникаюш,их за счет трансформаторной связи секции 7 с секциями обмоток 2 и 6 якоря, в которых регулируется ток. Это снижает потери меди в отключенной секции и потери в силовой части за счет разгрузки ключей и диодов обратного моста. 5 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1415348

А1 с511 4 Н 02 К 29 06, Н 02 P 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4088170/24-07 (22) 11.05.86 (46) 07.08.88. Бюл. № 29 (72) В. И. Катаев, В. К. Лозенко, Н. А. Катаева и В. Ф. Шалагинов (53) 62-83:621.316.718 (088.8) (56) Заявка Японии № 51-42726, кл. Н 02 P 5/16, 1976.

Разработка систем электропривода для органов управления подвижного объекта.

Отчет МЭИ. № ГРФ13966, № 109681, ч. 1, № 197723, ч. I I.— М., 1980 — 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение энергетических показателей вентильного электродвигателя путем уменьшения тепловых потерь в обмотках якоря при работе двигателя на регулировочной характеристике. Для этого в способе управления вентильным электродвигателем коммутируют ключи одной из групп преобразователей 16 и 24 частоты обмоток 2 и 6 якоря вентильного двигателя, контролируют смену межкоммутационных интервалов в обмотках

2 и 6. При смене межкоммутационного интервала в одной из обмоток, например обмотке 6, отключают от источника 17 питания одну из ее секций (например, секцию 7) ключом 18 анодной группы преобразователя частоты, например преобразователя

24, и коммутируют ключ (например, ключ 23) катодной группы преобразователя 24 частоты. Затем устанавливают факт смены межкоммутационного интервала в другой обмотке 2 и коммутируют ключ 19 анодной группы преобразователя 24 частоты. В результате исключается протекание токов в отключенной секции 7 обмотки 6, возникаюших за счет трансформаторной связи секции 7 с секциями обмоток 2 и 6 якоря, в которых регулируется ток. Это снижает потери меди в отключенной секции и потери в силовой части за счет разгрузки ключей и диодов обратного моста. 5 ил.

14

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с многообмоточными вентильными электродвигателями.

Цель изобретения повышение энергетических показателей вентильного электродвигателя путем уменьшения тепловых потерь в обмотках якоря, обусловленных токами, протекающими в отключенных от источника питания секциях обмоток якоря в режиме работы двигателя на регулировочной характеристике.

На фиг. 1 показана блок-схема вентильного электродвигателя с двумя трехсекционными обмотками якоря; на фиг. 2 принципиальная схема источника управляющих сигналов ключами преобразователей частоты вентильного электродвигателя; на фиг. 3 — — эпюры напряжений в узлах блоксхемы на фиг. 1; на фиг. 4 — осциллограмма тока секции обмотки якоря вентильного электродвигателя с т=3 при регулировании тока ключами противоположных, чем в предлагаемом способе, групп; на фиг. 5 осциллограмма тока секций обмотки якоря вентильного электродвигателя (фиг. 1).

Индексы при напряжениях, изображенных на эпюрах на фиг. 3, соответствуют позициям блок-схемы на фиг. 1 и принципиальной схемы на фиг. 2.

Вентильный электродвигатель содержит электрическую машину 1 (фиг. 1) с индуктором, имеюгцим число пар полюсов Р=1, и двумя обмотками якоря (n=2). Первая обмотка 2 содержит три секции (m=3! 3 — 5, а вторая обмотка 6 — три секции 7 9.

Обмотки сдвинуты друг относительно друга на фиксированный угол л/трп=л/6. Первая обмотка 2 якоря связана ключами 10 — 5 анодной и катодной групп первого преобразователя 16 частоты с источником 17 питания, а вторая обмотка 6 якоря — ключами 18--23 анодной и катодной групп второго преобразователя 24 частоты с указанным источником !7 питания. По сигналам источника 25 управляющих сигналов осуществляется управление ключами преобразователей 16 и 24 частоты. Наличие напряжения на управляюгцих входах управляемых ключей 10 — 15 и !8 23, например транзисторов, свидетельствует о том, что они открыты.

Ключи каждого из указанных преобразователей 16 и 24 частоты снабжены диодами мостов обратного тока. Источник 25 управляющих сигналов снабжен управляющим входом 26, на который подаются сигналы на регулирование тока вентильного электродвигателя. Наличие напряжения на входе 26 свидетельствует о том, что обмотки якоря вентильного электродвигателя отключены от источника 17 питания.

Источник 25 управляющих сигналов может быть выполнен как по разомкнутой схеме на базе генератора импульсов и рас15348

2 пределителя, так и по замкнутой, например, с использованием датчика положения ротора.

Регулирование тока в обмотках вентильного электродвигателя по входу 26 также возможно осуществлять как по разомкнутой схеме от внешнего генератора 27 импульсов, так и по замкнутой схеме с применением датчика тока вентильного электродвигателя и порогового элемента.

Источник 25 управляющих сигналов имеет выходы 28 — 39 (фиг. 2), подключенные к управляющим выводам ключей соответственно 10 15 и 18 — 23. Он выполнен на базе датчика 40 положения ротора с двумя комплектами чувствительных элементов. Первый комплект чувствительных элементов имеет выходы 41 — 43, связанные с управляющими выводами ключей 10 — 15 первого преобразователя 16 частоты через функциональный преобразователь 44. Первые три выхода функционального преобразователя 44 связаны с управляющими выводами ключей 10—

12 анодной группы преобразователя 16 частоты через блок 45 схем ЗАПРЕТ. Вторые три вывода функционального преобразователя 44 связаны с управляющими выводами ключей 13 — 15 катодной группы преобразователя 16 частоты через блок 46 схем

ЗАПРЕТ.

Второй комплект чувствительных элементов имеет выходы 47 49, связанные с управляющими выводами ключей 18 — 23 второго преобразователя 24 частоты через функциональный преобразователь 50. Первые три выхода функционального преобразователя 50 связаны с управляющими выводами ключей

18 — 20 анодной группы преобразователя 24 частоты через блок 51 схем ЗАПРЕТ. Вторые три выхода функционального преобразователя 50 связаны с управляющими выводами ключей 21 — 23 катодной группы преобразователя 24 частоты через блок 52 схем

ЗАПРЕТ.

Седьмые выходы функциональных преобразователей 44 и 50 подключены к управляющим входам 53 и 54 соответственно второго 55 и первого 56 распределителей импульсов такового управления, первые выходы 57 и 58 которых подключены соответственно к управляющим входам блоков

51 и 45 схем ЗАПРЕТ, а вторые выходы 59 и 60 — к управляющим входам соответственно блоков 52 и 46 схем ЗАПРЕТ. Информационные входы распределителей 55 и

56 объединены и служат управляющим входом 26 источника 25 управляющих сигналов.

Датчик 40 положения ротора может быть любого типа, например индуктивный с подмагничиванием. На его выходах 41 — 43 и

47 — 49 (фиг. 2) формируются сигналы о положении ротора электрической машины 1, смещенные в комплектах для рассматриваемого случая (фиг. 3) друг относительно

)4!6348 другH на угол 2л,! 3р. I,. IH тельно ! каж,l0ro сitt на,IB соответст)3ует угловол!л IIOf30(r(>tу рогора на уп>л л. (игналы второп комплекта чувствительных v

С И Г Н <3 Л 0 В I I (. P B <) I <) K < ) M I t, I e K Ò B Н а Д. 1 И Т ЕT I >ность, соответствуlollliK) угловому повороту

p0T0pd Hл а <6р.

Способ управления B(нтильным электродвигателем с источником 25 упранля)ощих сигналов осуп((л Вляется сле.(f<)llfим 06р(1)О

I1iñ Гь ротор вентиль))ого элекгродвигателя вращается и на упраилякнций вход 26 источника 25 управляк>(цих сигналов поступают импу.)ьсы токового регулирования. Гlри этом регули()ование тока в 06мотках 2 и 6 )5 якоря электродвигателя <>существляегся посредством коммутации только одной из групп ключей каждOго из прео6разователей 16 и 24 частоты. Например, на интервале врем HH

tl -t. (фиг. 3) регхлирование Ocit)(ecTB.aveTся носредс гвом кол) л) л та пи и клк)чей 1 > и 23 катодных i рупп соот))етственно прео6разователей 16 и 24 ч;)стот!.!. В функциональнык преобра 30))ат(.ляк 44 и 50 осуществляетсН контроль см H межкоммутационных интерВалов и II Ри (M(H<> м(>ж KОм м Ута((иоf)нОГО и ll — 25 терва.)а. например, в момент времени t во

ВТОрОИ 06мотке 6 якоря OTK. fK) IBK)T OT ИсTOчНИка 17 lllfTBIIHH CPK((HIO 7; казанноЙ обмотки якоря клк>чом 18 анодной группы второго прео6разователя 24 частоты.

После указанной смены межкоммута- 30 ционнык интервалов во второй обмотке 6 якоря в момент Bðåмени t > KOMмi Tèði ют ключ 23 катодной группы второго преобразователя 24 частоты. Наря;(у с этим контролируют смены л)ежкоммутационнык интервалов в ()ервой ()6iIOI h() якоря. Посл< 35

0 ч (P (, (I ) О и с >1(> ! ь! B I I (Р В О и 0 О 1 От K t » Я h 0 1) Я и Л(ОЛ(ЕН.) ВРСМ(НИ (< К )л)Л!(ТИР Ет К.(ЮЧ j,) а)<одноИ Гpi !till>I ВТ<)pOI О !Ipt 0<)I>B 30ваТ(>лЯ 24

Ч<3С ГОТЫ.

l 160Та K. I К) Ч 13 I I р(>06р<330 Ва Г(, I Я 6 I ! 1

СДВИ< 0 vl, (001)<ЕТСTII()t>IIII!M УГЛОВОМУ IIOBOPOту ро.<>(>;! на (гол л бр

)KÑ I I(PИЛ! Е Н Г

HB II0c.й щ>.и)вине (фиг. 4) м()KK()MMi Т tl(il<)IIHOI <> If H (рВ<3<1- 1 В 06л!01 Kt 45

Hh<)pH ИО<. t((сl t. t тв< )ilf0 <3 и(р<. кол),1 л Та !(И И на прим p. ключами а щ).(ной I рл п)! ы пре06 разова1еля частоты 0< п(ествлять импу.!ьсН<И T(rh<)BOC РЕI УЛИРОВанv«fit м к<3 <<3)IHOI 0 и р(06р)>зов<31 (ля ч;!СT<>Tt,t, то во:можно oThpl I I lt(анод;l 50

О,IH:>H (TOèêè «r,iHO!fìeííой Гру! Iïf.t 3;IкрыВнел)ол!у клк> ii и пр<>тека ни(ил)ну. 11>cff1>lx 3 0h0 B В 33<3 II (><3 <3. 1(. НИ И, B KO < 0()(r M II pOT(K<3, I

<. (I а, (а К)I I((3 il T Й ОТ ИСTО I H I! h<1

И И i I Н И и <. t ." Ii ii И !1 ) t 1(L (Тt (1 Вс li ll ой I I(. j)(комл)уг;!Иии K,IK)«;It 1;>но. (ной группы укtt3анно(<, пр(>6р<к«>B;.!Сля ч;1 >гы.

l l1> I а it10 и <>6M < )1 hc Я ко()Я < >t > lilt TB 1ять ре! хлиро13;>ни(. ) (>кон. B(>.3 I< иств) я н;3

K. )К)Ч каТОдНОЙ Гj)i f1 f1t>3, TO Воз мож)10 ОТкрьl тие диода, шунтирукнцеп> отклк>ченный клк>ч а l)0. (1! о Й Г Рм ll 1 1 ы, и п Рот(. к<313 и(l)м 1 1 ìë ьс IIO ГО тока в направлении, противопол<>жном Hdправленик), в котором протекал спадак)(ций ток отключенной от источника flit l;чами ан< (ной группы ук;!данного tl()cOf>pd.(0Вателя частоты.

Для сравнения способа управления вентИЛЬНЫМ эЛЕКтрОдВИГатСЛЕМ 0 СПОСО6ОМ, В котором регулированис тока осуществляется клк>чами противоположнык, чел) в описаннол) способе. I рупп, !(риведены осциллограммы

lоков секции вентильного электродвигателя с числом секций <>1=3 (фиг. 4 и 5). На фи!. 4 приве;((на Осциг!лограл(л(а тока в секI(HH вентильного электро;(вигателя, регулируемого ключами противоположных, чем в

Описаннол! способе, групп; на фиг. 5 — осциллограмма тока в секции 7 вентильного электродвигателя, управляемого tlo предлагаемому OHîñîáó, Практически регул))ров;3)33(е токов осу!цеcTBrIHeTcÿ воздействиеM на ключи го lhho 0;I,—

НоН из групп преобразователей частоты. В этом случае импульсы тока появляются либо на интервале времени t --tl (фиг. 5), либо на интервале времени /3-

pd6oTbt также характеризуется повыш HHBIми потерями в меди обмоток якоря.

ПриMåíåíèå cHîñît);I управления вентильным электродвигателем позволяет исключить протекание токов f3 отключе))ныл от источника питания секциях 06моток якоря веlITHльного электродвигателя, возникающее за счет трансформаторны. связей ук(1занных сeêïèé с cек((иями обмоток якоря, в которых осуществляется рс гулиронание токоч. Это снижает потери в ме,(и о6моток

BK0pЯ В ОТк;)К)Ч(Ннь)х ОТ ИСТОЧI(ика IIHT lip(06p<3 (ов;)тел я. (. IIitiK(нне M<) ll()!He TH 1!отер» в эл(к Г р0механическом пр(о6разователе л)()3! И);)ез л! а (с i Т р (О х <, > . 0 (О Т t 11;3 О 0 T в <) (а И < p t ((Т 13 I ктивноп) ох,)ажд(ния. Наряду с этим р;)з! ру 3ка клк>чей и (itOдов моста Ос>ратноп> !<>ка

Ilp(О6ра3оВаГ(леи )а TOTBI от ил)пх,li>t()B наводимого Tohd так кс сп(>(обст))х(1 t fftfihc 3!)к>

ПотсрЬ В э,!ЕКтрОМЕ,ВНИЧ(СКОМ Iljtt 06р;)ЗОВ;3т(Г!с, i ме))ь(п;« T м;lt i тре6х t>л)ОГО г\ II," t;,Вола и t ð» (СTB <)к I 1<ВНО(() О Г!<>ж ((I)п>1 11;I ря ti с этим разгрх (к! K IK> <СH м <к та 06р;)тного ток;) li(>006p;i «>В;)Г(.!Си «; с

T<)Ti 1 О! И»t lti, I f>(0 В IIII)3(>;(lf XIOI > Г(>K3>( (ll0(()О(ТВх <. I (H!fж(Н H К) И О I t (t l> <3, и, I<) f« >it

Э,)ЕК ГPOН НО И l lг I I! Bt il Х -), t t >, I РО (B II I <

Ге.lt H. В: t a <) спо(<н>(I В(t Г It, Нм(II\ < IIK) т;>ки э,l(КГРО (ill!i )т(ЛСИ B t и(Г< м;IX с

< j) Оп р И во, I! t В;I I< I ОII<) %< II Ы < >61,< h!< > Н

1415 348 (С) 3>.1(у.ш ((:<00Р(7(и(77( (.ИО ()6 у правления «)ентильным э.l(. ктр»))IIII и Гег!(и с числ»м I)(if) п»лк)сов Р и )вул)я

)>!-сt кци»ни ь) лlи Обм» Гк() ми як»1)я, (,)вину Гы-! ) t I < > I II0(. lITt> I l>lI» f> > (а II I С I (> I

h:),+ .ii)5(lI КО I Оf) l>l 1 ПО,)К. IN)>) ll (1 lt P<. 1

Z p

lif>t. Обр;11»в;1((,(Ь lilt Гот I>l с ((ИО,(н»й И Кат», 1Ii» )1 I РЛ !1П()М И h. IN) lt !1 К И(T» НИ h>, I) II 1 (I IIIIЯ, нрl! к») Ор»м к»мму ГируN)T клк>чи 0.)ll»é из

I Р > II ll К()ж !ОГО 11 1)(. 0»РГ).<ОН()т(., (и l(it T» 1 I>I I!(i !.;>жд.>м л)с+ к»ммут;)пи»нн»л(пн гери;I,)t 06л! О hll 51k»р>1 li 1)(. I t. I ирл N) I 7 »ки и ОбмО!

h;I >. » К< ) f>51, h»II ГРО, I li f) 5 Н) 1 С 51 t III>) Л(СЖ КО 1»1>

, > и ИО!>!! I>l, и н I t pн;).1»н и Обл(< > I hi), 5(N»f> 5I И (l f) l1 (мене м(жком му) ационно) О ин ерва Id в одной из обмоток якоря отключаю(от источника питания одну из секций эт»й 06м»тки якоря ключ»м, например, анодной группы llptобраз»ват(ля гастоты указанной

Обл10тки, От.(()ч(7/0((3Й)7ГЯ тел1, что, с ц(. лью новы)п<>ния энергетически)(показателей I(y)ел) l м< llhll ения те) 10H) lx потерь в обмотк;!л як»ря при работе двигателя на регулир >в»ч ной лч) ра ктеристике, после указанной

1О (мены 51(rKh»M I)òàöèîííûx интервалов ê»ì Iv(IIf) N)T клк>чи като )))Of< группы преобразователя ч;цтоты упомянутой обмотки, d npu см lit межкоммутационного ин Гервала на другой Обмот ке якоря к»л(л(утирук)т ключи ан()дн»й I ру )ill!, нр(ч)бразователя час "»T) I

I>tр)г0й из ук;))анны(обм»т»к якоря.

1415348

Составитель Л. Головченко

Редактор П. Гереши Техред И. Верес Корректор Л. Латай

Заказ 3880 5I Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д 4 5

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