Способ управления вентильным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повьшение энергетических показателей путем уменьшения потерь в обмотках при работе двигателя на регулировочных характеристиках. Способ управления вентильным электродвигателем с числом пар полюсов Р ит-секционными обмотками заключается в том, что коммутируют ключи одной группы каждого из преобразователей 16 и 24 частоты на каждом межкоммутационном интервале и регулируют токи по методу токовый коридор независимо в каждой из обмоток 2 и 6 якоря электродвигателя 1, контролируют смены межкоммутационных интервалов в обмотках 2 и 6 якоря и при смене межкоммутационного интервала в одной из обмоток якоря, например 6, отключают от источника 17 питания секцию 7 этой обмотки якоря ключом 18 анодной группы преобразователя 24 частоты указанной обмотки . После указанной смены межкоммутационного интервала коммутируют ключ 19 анодной группы преобразователя 24 частоты обмотки 6, а при смене межкоммутационного интервала в первой обмотке 2 якоря коммутируют ключи катодной группы преобразователя 24 частоты обмоток 6 якоря. Способ позволяет уменьшить протекание токов в отключенных от источника питания секциях обмоток якоря вентильного электродвигателя 1, возникающее за счет трансформаторных связей секций обмоток якоря и потерь на перекоммутацию ключей в сил овой части вентильного электродвигателя. 5 ил. а (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1464278 А1 ц1) 4 Н 02 Р 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4147163/24-07 (22) 17.11.86 (46) 07.03.89. Бюл. К 9 (72) В.И.Катаев, Н.А.Катаева и Л.В.Холмов (53) 62-83:621.316.718.5(088.8) (56) Заявка Японии У 51-42726, кл. 55 С 1, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1415348, кл. Н 02 Р 6/02, 1986. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЬК

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение энергетических показателей путем уменьшения потерь в обмотках якоря при работе двигателя на регулировочных характеристиках.

Способ управления вентильным электродвигателем с числом пар полюсов

P и ш-секционными обмотками заключается в том, что коммутируют ключи одной группы каждого из преобразователей 16 и 24 частоты на каждом межкоммутационном интервале и регулируют токи по методу "токовый коридор" независимо в каждой из обмоток 2 и

6 якоря электродвигателя 1, контролируют смены межкоммутационных интервалов в обмотках 2 и 6 якоря и при смене межкоммутационного интервала в одной из обмоток якоря, например 6, отключают от источника 17 питания секцию 7 этой обмотки якоря ключом 18 анодной группы преобразователя 24 частоты указанной обмотки. После указанной смены межкоммутационного интервала коммутируют ключ 19 анодной группы преобразователя 24 частоты обмотки 6, а при смене меяжоммутационного интервала в первой обмотке 2 якоря коммутируют ключи катодной группы преобразователя 24 частоты обмоток 6 якоря. Способ позволяет уменьшить протекание токов в отключенных от источника питания секциях обмоток якоря вентильного электродвигателя 1, возникающее за счет трансформаторных связей секций обмоток якоря и потерь на перекоммутацию ключей в силовой части вентильного электродвигателя.

5 ил.

1464278

1р 2 и второй 6 обмоток якоря вентильствление такого регулирования тре- .

30 бует применения датчиков 28 и 29

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, при работе двигателя на регулировочных характеристиках.

На фиг.1 представлена 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 блок-схемы на фиг.1; на фиг.4 — осциллограмма тока секций обмотки якоря вентильного электродвигателя при регулировании токов ключами противоположных, чем в предлагаемом способе, групп; на фиг.5 — то же, при регулировании токов в соотве"гствии с предлагаемым способом.

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

Вентильный электродвигатель содержит электрическую машину 1 с индуктором, имеющим числом пар полюсов P = I и двумя обмотками якоря.

Первая обмотка 2.якоря содержит три секции (m = 3) 3-5, а вторая обмотка

6 — три секции 7-9. Обмотки сдвинуты друг относительно друга на фиксированный угол 1Г/2mP = Y/6. Первая обмотка 2 якоря связана ключами 10—

15 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 17 питания.

По сигналам источника 25 управляющих сигналов осуществляется управление ключами преобразователей

1Ü и 24 частоты. Наличие напряжения на управляющих входах управляемых ключей 10-15 и 18-23, например транзисторов, свидетельствует о том, что

55 они открыты. Ключи каждого из указанных преобразователей 16 и 24 частоты снабжены диодами мостов обратного тока. Источник 25 управляющих сигналов снабжен управляющими входами 26 и 27, на которые подаются сигналы на регулирование токов соответственно в секциях первой ного электродвигателя. Наличие напряжений, например, на первом уп равляющем входе 26 свидетельствует о том, что секции первой обмотки 2 якоря отключены от источника 17 питания.

Источник 25 управляющих сигналов может быть выполнен как по разомкнутой схеме на базе генератора импульсов и распределителя, так и. по замкнутой, например, с использованием датчика положения ротора.

Двухпозиционное токовое регулирование по методу "токовый коридор" осуществляется в первой 2 и второй

6 обмотках якоря независимо соответственно по входам 26 и 27 источника 25 управляющих сигналов. Осущетока соответственно первой 2 и вто- рой 6 обмоток якоря, а также гистерезисных реле 30 и 31, первое из ко торых включено между входом датчика

28 тока и управляющим входом 26 источника 25 управляющих сигналов.

Гистерезисное реле 31 включено между выходом датчика 29 тока и управляющим входом 27 указанного источника 25.

Подключение датчика тока, например датчика 28, на фиг.1 не показано, так как он может быть включен, например, как между мостом обратного тока и преобразователем 16 частоты, так и в секции первой обмотки 2 якоPH °

Источник 25 управляющих сигналов имеет выходы 32-43 (фиг.2),подключенные к управляющим выводам ключей соответственно 10-15 и 18-23. Он выполнен на базе датчика 44 положения ротора с двумя комплектами чувствительных элементов. Первый комплект чувствительных элементов имеет выходы 45-47, связанные с управляющими выводами ключей 10-15 перво-. го преобразователя 16 частоты через функциональный преобразователь 48.

1464278

Ъ

30

55!!ервые три выхода функционального преобразователя 48 свяэаны с управляющими выводами ключей 10-12 анодной группы преобразователя 16 частоты через блок 49 схемы ЗАПРЕТ. Вторые три выхода функционального преобразователя 48 связаны с управляющими выводами ключей 13-15 катодной группы преобразователя 16 частоты через блок 50 схемы ЗАПРЕТ.

Второй комплект чувствительных элементов имеет выходы 51-53 связанные с управляющими выводами ключей

118-23 второго преобразователя 24 частоты через функциональный преобразователь 54. Первые три выхода функционального преобразователя 54 связаны с управляющими выводами ключей

18-20 анодной группы преобразователя 24 частоты через блок 55 схемы

ЗАПРЕТ. Вторые три выхода функционального преобразователя 54 связаны с управляющими выводами ключей

21-23 катодной группы преобразовате.ля 24 частоты через блок 56 схемы

ЗАПРЕТ.

Седьмые выходы функциональных преобразователей 48 и 54 подключены к управляющим входам 57 и 58 соответственно второго 59 и первого 60 распределителей импульсов токового управления, первые выходы 61 и 62 которых подключены соответственно к управляющим входам блоков 55 и 49 схемы ЗАПРЕТ, а вторые выходы 63 и

64 — к управляющим входам соответственно блоков 56 и 50 схемы ЗАПРЕТ.

Информационные входы распределителей

60 и 59 служат соответственно управляющими входами 26 и 27 источника

25 управляющих сигналов.

Датчик 40 положения ротора может быть любого типа, например индуктивный с подмагничиванием. На его выходах 45-47 и 51-53 (фиг.2) формируются сигналы о положении ротора электрической машины 1, смещенные в комплектах для рассматриваемого случая (фиг.3) друг относительно друга на угол 2x/3. Длительность каждого сигнала соответствует угловому повороту ротора на Т

Сигналы второго комплекта чувствительных элементов отстают от сигналов первого комплекта на длительность, соответствующую угловому повороту ротора на /6.

Способ управления вентильным электродвигателем и источником 25 управляющих сигналов осуществляется следующим образом.

Пусть ротор вентильного электродвигателя вращается и на управляющие входы 26 и 27 источника 25 управляющих сигналов поступают импульсы двухпозиционного токового регулирования. При этом регулирование тока в обмотках 2 и 6 якоря электродвигателя осуществляется посредством коммутации только одной из групп ключей каждого из преобразователей

16 и 24 частоты. Например, на интервале времени (фиг.3) регулирование осуществляется посредством коммутации ключей 11 и 18 анодных групп соответственно преобразователей 16:. и 24 частоты. В функциональных преобразователях 48 и 54 осуществляют контроль смен межкоммутационных интервалов и при смене межкоммутационного интервала, например, в опреде,ленный момент времени во второй об/мотке 6 якоря отключают от источника 17 питания секцию 7 указанной обмотки 6 якоря ключом 18 анодной группы второго преобразователя 24 частоты.

После указанной смены межкоммутапионных интервалов коммутируют ключ 19 анодной группы второго преобразователя 24 частоты. После очередной смены межкоммутационных интервалов в первой обмотке 2 якоря в момент времени t коммутируют ключ катодной группы второго преобразователя 24 частоты.

Работа ключей преобразователя 16 частоты осуществляется аналогично с временным сдвигом, соответствующим угловому повороту ротора на Т /6.

Установлено, что если на первой половине межкоммутационного интервала (фиг.4) в обмотке якоря после естественной перекоммутации, например, ключей анодной группы преобразователя частоты этой обмотки якоря осуществлять импульсное токовое регулирование ключом катодной группы указанного преобразователя частоты, то возможно открытие диода одной стойки и противоположной группы ключу и протекание импульсных токов в направлении, противоположном тому, в котором протекал спадающий ток отключенной от источника пита78

5 14642 ния секции после естественной перекоммутации ключами анодной группы указанного преобразователя.

Напротив, если на второй половине межкоммутационного интервала

5 (фиг.4) импульсно воздействовать на ключ анодной группы, то возможно открытие диода одной стойки и одноименной группы закрываемому ключу и 10 протекание импульсного тока в направлении, в котором протекал спадающий ток отключенной от источника питания секции после естественной перекоммутации ключами анодной группы рассматриваемого преобразователя час(! тоты.

Способ управления вентильным электродвигатепем позволяет уменьшить, а в ряде случаев исключить протекание токов в отключенных от источника питания секциях обмоток якоря вентильного электродвигателя, возникающее за счет трансформаторных связей указанных секций с секциями обмоток. 25 якоря, в которых. осуществляется регулирование токов. Это снижает, а в ряде случаев исключает потери в меди обмоток якоря в отключенных от ис( точника питания секциях обмоток яко- З0 ря, чем повышаются энергетические показатели электромеханического преобразователя.

Снижение мощности потерь в элек( тромеханическом преобразователе ". ( уменьшает массу требуемого теплоотвода и средств активного охлаждения.

Наряду с этим разгрузка ключей и диодов моста обратного тока преобразователей частоты от импульсов на40

®димого тока также способствует снижению потерь в силовой электронн . части вентильных электродвигателей. Все это способствует применению таких электродвигателей в системах электроприводов автономных объектов.

Формула изобретения

Способ управления вентильным электродвигателем с числом пар полюсов P и двумя m-секционными обмотками якоря, сдвинутыми друг относительно друга. на угол Р/2mp, каждая из которых подключена через. преобразователь частоты с анодной и катодной группами ключей к источнику

1 питания, при котором коммутируют ключи одной из групп каждого преобразователя на каждом межкоммутационном интервале и регулируют токи по методу "токовый коридор" независимо в каждой из обмоток якоря, контролируют смены межкоммутационных интервалов в обмотке якоря и при смене межкоммутационного интервала в одной из обмоток якоря отключают от источника питания одну иэ секций этой обмотки якоря ключом, например, анодной группы преобразователя частоты указанной обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей путем уменьшения тепловых потерь в обмотках якоря при работе двигателя на регулировочных характеристиках, после указанной смены межкоммутационных интервалов коммутируют ключи анодной группы преобразователя частоты указанной обмотки, а при смене межкоммутационного интервала в другой обмотке якоря коммутируют ключи катодной группы преобразователя частоты первой из указанных обмоток.

1464278

1464278

Так секции

О 06

<

Составитель А.Головченко

Редактор П.Гереши Техред М.Дидык Корректор N.Ìàêñèìèøèêåö

Заказ 832/57 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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