Способ импульсного управления вентильным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение быстродействия путем обеспечения рекуперагрги энергии. Способ импульсного управления вентильным электродвигателем заключается в том, что на первом межкоммутационном интервале триггер 23 устанавливается в начальное состояние по сигналу формирователя 16 импульсов. При пере

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„Л0.„1464262 А1 (51)4 Н 02 К 29/06, И 02 P 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4101513/24-07 (22) 2,7.05.86 (46) 07.03.89. Бюл. У 9 (71) Московский энергетический институт (72) А.А.Иванов и В.К.Лозенко (53) 62-83: 621. 316 ° 718 (088. 8) (56) Адволоткин Н.П. и др. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока. Л., Энергоатомиздат, 1984, с. 19, Там же, с. 17. (54) СПОСОЬ ИМПУЛЬСНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЬНЬК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (») Изобретение относится к электротехника. Целью изобретения является повышение быстродействия путем обеспечения рекуперации энергии. Способ импульсного управления вентильным электродвигателем заключается в том, что на первом межкоммутационном интервале триггер 23 устанавливается в начальное состояние по сигналу формирователя 16 импульсов. При пере1464 ходе на второй межкоммутационный интервал триггер 23 переключается под действием сигнала формирователя 21 импульсов. На его выходе устанавливается уровень логического "0". Сигнал управления поступает через элемент 24 только на анодную группу ключей,преобразователя частоты 2. Так, например, в соответствии с диаграммой работы ключей 4-9 на втором межкоммутационном интервале под действием сигналов датчика 3 положения ротора синхронной машины 1 во время импульса управления включены ключи

4,9 . Ток от источника питания 38 протекает через ключи 4, 9 по секциям

11, 13, по секциям 11, l2 через ключ

262

4 и диоц 33 протекает спадающий ток под действием ЭДС самоиндукции, возникающей при выключении ключа 8 в момент перехода на второй межкоммутационнйй интервал в результате запасенной энергии в индуктивностях секций 11, 12 на первом межкоммутационном интервале. Т.о. форсируется за счет рекуперации энергии изменения тока в секциях обмотки синхронной машины. Кроме того, при чередовании группы ключей преобразователя частоты удается на каждом меткоммутационном интервале идентифицировать характер энергообмена между источником питания и синхронной машиной. 4 ил, 1

Изобретение относится к электрот ехни ке, в частности к электр оприводу, и может быть использовано для повышения быстродействия, качества ре-.

1гулирования частоты вращения и уменьшения пульсаций момента вентильных электродвигателей.

Целью изобретения является повышение быстродействия путем обеспечения рекуперации энергии.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства управления вентильным

l электродвигателем; на фиг. 2 — диа- ° граммы работы устройства; на фиг. 3 . и 4 — электрические контуры и контурные токи, образованные соответственно на II-м и III-M,межкоммутационных интервалах во время импульса и паузы сигнала управления °

Вентильный электродвигатель содержит электрическую машину 1, двухполупериодный преобразователь 2 частоты, датчик 3 положения ротора. Преобразователь 2 частоты включает в себя анодную группу ключей 4-6, катодную группу ключей 7-9 и диоцный мост 10. обратного тока. Электрическая машина

1 включает в себя секции 11-13 якорной обмотки и индуктор 14. Устройство управления включает в себя функциональный преобразователь 15 сигналов датчика 3 в сигналы управления ключами преобразователя 2, формирователи 16-21,импульсов, сумматор 22, триггер 23, два логических элемента

2ИЛИ 24 и 25 и шесть логических эле ментов 2И 26-31. Иост 10 обратного тока включает в себя диоды 32-37.

Импульсный сигнал управления подается на первый вход каждого элемента

5 24 и 25, на второй вход которых подается сигнал с соответствующего выхода триггера 23, логическое состояние сигналов на выходах триггера 23 определяет прохождение управляющего сигнала на анодную или катодную группу ключей преобразователя 2 частоты.

Функциональный преобразователь 15 формирует по сигналам датчика 3 по15 ложения ротора сигналы управления для каждого ключа преобразователя 2 частоты. Эти сигналы перемножаются с сигналом управления в элементах 2631 и подаются на управляющие цепи ключей 4-9. Логический блок 15 свя20 зан с сумматором 22 через формирователи 16-21 -мпульсов, которые формируют импульсы при смене межкоммутационных интервалов. Выход сумматора 22

25 подключен к счетному выходу триггера

23, вход установки нуля которого подключен к входу формирователя 16 импульсов е

В указанном устройстве способ реа3 лизуется следующим образом.

На первом межкоммутационном.интервале триггер 23 устанавливается в на-. чальное состояние по сигналу формирователя 16. При переходе на второй

1 межкоммутационный интервал триггер, 35 23 переключается под действием сигнала формирователя 21. Переключение

1464? триггера 23 при смене межкоммутационных интервалов обуславливает подачу сигнала управления U через элеменgnp ты ?4 и 25 поочередно на анодную и катодную группы ключей преобразова5 теля 2 частоты. Рассмотрим электрические процессы на примере образующихся структур электромагнитных контуров на

II-м и Ш-м межкоммутационных интер- 1О валах. Допустим, что на первом межкоммутационном интервале на выходе

39 триггера 23 установился уровень логической единицы (фиг. 2). На этом интервале периодическое выключение и 15 включение ключей происходит в катодной группе под действием сигнала управления. При переходе на второй межкоммутационный интервал триггер 23 переключится под действием импульса 2р с формирователем 21, На его выходе

39 установится уровень логического нуля. Сигнал управления будет поступать через элемент 24 только на анодную группу ключей преобразователя 2 25 частоты, В соответствии с диаграммой работы ключей 4-9 (фиг ° 2) íà II-м межкоммутационном интервале под действием сигналов датчика 3 положения 3g ротора во время импульса управления будут включены ключи 4 и 9. Ток от ,и источника 38 питания i будет протекать через ключи 4 и 9 по секциям 11 и 13 (фиг. 3) . По секциям 11 и 12 че рез ключи 4 и диод 33 будет протекать спадающий тюк 1" под действием ЭДС самоиндукции, возникающей при выключении ключа 8 в момент перехода на II-й межкоммутационный интервал (фиг. 2).

Спадающий тон обусловлен энергией,. запасенной в индуктивностях секций

11 и 12,на 1-м иежкоммутационном интервале.

В момент паузы управляющего сиг5 нала размыкается ключ 4, так как на втором входе элемента 24 имеет место логический ноль с выхода 39 триггера 23. Сигнал управления проходит на анодную группу ключей 4-6 преоб50 разователя 2 частоты. Сигнал управления на катодную группу ключей 7-9 преобразователя 2 частоты не пос-. тупает на II-м межкоммутационном интервале, так как на втором входе эле- 55 мента 25 имеет место логическая еди-::. ница с выхода триггера 23. При паузе управляющего сигнала ключ 9 остается замкнутым. Токи iI и i" умень62

4 шаются, замыкаясь соответственно по цепям секции 11 13-9-35 — секции

11 и 13 и секции 11, 12-33-38 35 секции 11 и 12. Ток i протекает чеи рез источник 38 питания, обеспечивая рекуперацию энергии (фиг. 3).

На III-м межкоммутационном интервале под действием сигналов датчика

3 положения ротора при импульсе сигнала управления будут открыты ключи

5 и 9. От источника 38 питания проте° и кает ток i через ключи 5 и 9 по секциям 12 и 13 (фиг. 4). По секциям 11 и 13 -протекает спадающий ток i под о действием ЗДС самоиндукции, возникающей при выключении ключа 4 во время перехода на III-й межкоммутационный интервал .

В начале III-ro межкоммутационного интервала при включении ключа 5 на счетный вход триггера 23 через сумматор 22 поступит импульс с выхода формирователя 17 импульсов, Логическое состояние на выходах триггера 23 изменится, Теперь управляющий сигнал поступает на катодную группу ключей

7-9, а на анодную группу ключей 4-6 поступают сигналы только от датчика

3 положения ротора, преобразованные в логическом блоке 15.

В момент паузы управляющего сигна.П ° П ла токи i и iбудут спадать,,замыкаясь соответственно по цепям: секции 12, 13-34-5-секции 12, и 13 и секции 11, 13-34-38-35 — секции 1 Ги

13. Ток i протекает через. источник 38

° и питания, обеспечивая рекуперациюэ нергии, Таким образом, за счет рекуперации энергии форсируется изменение тока в секциях вентильного электродвигателя, т,е ° реакция его на входное воздействие. Это обеспечивает повышение быстродействия. Кроме того, при чередовании группы ключей преобразователя частоты удается на каждом межкоммутационном интервале идентифицировать характер энергообмена между источником питания и электромеханическим преобразователем и тем самым стабилизировать форму тока в секциях. двигателя, что позволяет выравнить мгновенные значения электромагнитного момента на каждом угловом интервале и повысить качество регулирования вентильного электродвигателя. prime сжлзегм юйкч ои и,, .t

lisp и„ ФФ Вм у ур дщцру щ ) ииз аЬег

%et чо к кам уу

6у

НаЮк w-w ppp

Фус 4

Ф Р-и ик- щю ащ

0М.Л

Составитель А.Головченко

Редактор Л.Гратилло Техред N.Äèäüæ Корректор Э.Лончакова

Заказ 831/57 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 14642

Формула изобретения

Способ импульсного управления вентильным электродвигателем, выпол- ненным на базе злектромеханического преобразователя с трехсекционной обмоткой якоря, датчиком положения ротора на валу, двухполупериодным пре,образователем частоты с ключами анод ной и катпдной групп, подключенных к трехсенционной обмотке якоря, и диодным мостом обратного тока, при котором по командам датчика положения ротора формируют управляющее воздействие для каждого ключа преобразова )теля частоты иа угловом интервале

211" 2и

И = с фазовым сдвигом 8„= ——

-3 для каждого последующего ключа в группе и фазовым сдвигом 6 = и (20 для ключей разных групп, подключенных

62 6 к одной секции обмотки якоря, на каждом межкоммутационном интервале периодически включают и выключают один из ключей, на который на данном межкоммутационном интервале подана команда датчика положения ротора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения быстродействия путем обеспечения рекуперации энергии, в начале К-ro межкоммутационного интер вала выявляют группу ключей преобразователя частоты, в которой произопща очередная коммутация по командам дат» чика положения ротора, и осуществляиж на данном межкрммутационном интервале указанные включения и выключение ключа той группы, в которой очередная коммутация по командам датчика положения ротора осуществлялась на (К-1)-м межкоммутационном интервале,