Вентильный электродвигатель с токовым регулированием

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. В вентильном электродвигателе с токовым регулированием сигналы импульсного токового регулирования поступают поочередно на цепи управления различных групп 6, 7 и ключей 32-37 преобразователя частоты 5 через два логических элемента ЗАПРЕТ 18, 24. Это позволяет в два раза снизить частоту переключения каждого из ключей преобразователя частоты 5 по сравнению с регулированием тока с помощью одной группы ключей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

119) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУ АРСТ ЕННЕ)й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4321469/24-07 (22) 25.09.87 (46) 15.07.89. Бюл. Н - 26 (72) В.В.Захлестин, В.И.Катаев, Н.А.Катаева и А.А.Лаптев (53) 621.316 718 (088.8) (56) Бочкарев О.E. Особенности бесколлекторного двигателя, питаемого от источника тока. М.: Сов. радио, 1977, вып. 8, с. 200-208.

Адволоткин Н.П., Гращенко В.П. и др. Управляемь е бесконтактные двигатели постоянного тока. П.: Энергоатомиздат, 1984, с. 88-89. (51)4 Н 02 P 6/02, Н 02 К 29/06

2 (54) ВЕНТИЛЬНЬ Й ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С

ТОКОВЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике ° Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей. В вентильном электродвигателе с токовым регулированием сигналы импульсного токового регулирования поступают поочередно на цепи управления различных групп 6, 7 и ключей 32-37 преобразователя частоты 5 через два логических элемента ЗАПРЕТ 18, 24.

Это позволяет в два раза снизить частоту переключения калдого из ключей преобраэователя частоты 5 по сравнению с регулированием тока с помощью одной группы ключей. 2 ил.

3 1494188

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управляемым вентильным электродвигателям.

Целью изобретения является улуч5 шение массогабаритных показателей.

На фиг.1 представлена принципиальная схема вентильного электродвигателя; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу его узлов, 10

Вентильный электродвигатель с токовым регулированием (фиг.1) содержит электрическую машину 1, якорная обмотка с фазами 2 — 4 которой подключена к выходам мостового преобразователя 5 частоты на полностью управляемых ключах, образующих анодную 6 и катодную 7 руппы, основные входы 8 — 13 которых подключены к источнику 14 управляющих сигналов, а 20 дополнительные входы объединены и образуют два входа 15, 16 токового регулирования анодной и катодной групп ключей, один из входов токового регулирования, например 15, 25 анодной группы (6) подключен к выходу 17, наиример, первого логического элемента 18 ЗА11РЕТ, управляющий вход

19 -которого подключен к прямому выходу 20 счетного триггера 21, к ин- 30 версному выходу 22 которого подключен управляющий вход 23 второго логического элемента 24 ЗАПРЕТ. Информационный вход 25 элемента 24 ЗАПРЕТ объединен с информационным входом 26 первого логического элемента 18 ЗАПРЕТ и подключен к выходу 27 источника 28 импульсов токового регулирования и счетному входу 29 счетного триггера 21. Информационный 40 вход триггера 21 соединен с инверсным его выходом 22. Выход 30 второго логического элемента 24 ЗАПРЕТ подключен к нходу 16 токового регулирования катодной группы 7 ключей 45 мостового преобразователя 5 частоты, силовые нхо7ы которого подключены к источнику 31 питания.

Электрическая машина 1 в конструктивном отношении может быть выполнена как синхронной, так и асинхроннСй с проиэнольным количеством фаз обмотки якоря. Преобразователь 6 частоты BI,ItfoJI!IpII на полностью управляемых кличах 32-37 (транзисторах, герконах) . В этом c,ló÷àp встречНо-ïàðàëëå IhIIî каждому ключу должен быть включен диод ми.та обратного тока для н< к:ннчення II< ренапряжений на ключе в момент его принудительного запирания.

Управление процессом естественной коммутации секций обмоток якоря может осуществляться как по разомкнутой схеме (например, когда источник 14 управляющих сигналов содержит задающий генератор и распределитель импульсов, на 2 m выходах которого сформированы управляющие сигналы), так и по замкнутой схеме (когда источник 14 управляющих сигналов представляет собой датчик положения ротора, на 2 ш выходах которого также сформированы управляющие сигналы, обеспечивающие последовательное подключение секций обмотки якоря электрической машины к источнику питания для создания однонаправленного электромагнитного момента).

Управление процессом импульсного токового регулирования может осуществляться как по разомкнутой схеме, например, когда источник 28 импульсов токового регулирования представляет собой НИМ-модулятор, так и по замкнутой схеме, когда источник 28 импульсов токового регулирования содержит датчик тока электрической машины и пороговый элемент. В последнем случае возможно регулирование тока по методу "токовый коридор".

Счетный триггер 21 может выполняться на базе Р-триггера, инверсный выход которого подключен на информационный D-вход. Логические схемы 18 и 14 ЗАПРЕТ могут выполняться на базе логических схем 2-И-НЕ.

Вентильный электродвигатель с токовым регулированием работает следующим образом.

Предположим, что осуществляется импульсное токовое регулирование и ротор вентильного электродвигателя движется внутри межкоммутационного интервала, на котором в паузах токового регулирования (интервал времени t,- t 3 t t <-t с на фиг. 2) фазы 2 и 4 обмотки якоря подключены, например, к источнику 31 питания с помощью ключей 32 и 37 преобразователя 5 частоты и ток I в них нарастает. Это обеспечивается тем, что на выходах 8 и 11 источника 14 управляющих сигналов, а также на выходах 17 и 30 логических элементов

188

6 состояние ключа 32 анодной группы 6 обеспечивается тем, что на управляющем входе 19 элемента 18 ЗАПРЕТ присутствует разрешающий единичный сигнал U2, и проинвертированный единичный импульс токового регулирования U2< поступает на цепи управления ключей анодной группы 6, блокируя их включение. Открытое состояние ключа 37 катодной группы 7 обеспечено тем, что на управляющем входе

23 элемента 24 ЗАПРЕТ присутствует запрещающий нулевой сигнал U22 и на выходе 30 элемента 24 принудительно установлен единичный сигнал V не препятствуюший прсхождению сигнала

U«c выхода источника 14 управляющих сигналов на цепь управления ключа 37.

В момент времени t с приходом очередного импульса U24 на вход 29 счетного триггера 21 изменяются уровни логических сигналов U 20 и U 22 на выходах 20 и 22 указанного триггера и процесс поочередного распределения импульсов токового регулирования между ключами различных групп преобразователя частоты повторяется, начиная с момента времени аналогичного описанному на интервале времени t,- . Из анализа диаграмм фиг.2 видно, что частота коммутации каждого из ключеи 32 и 37 преобразователя 5 частоты в режиме импульсного токового регулирования вдвое ниже частоты коммутации тока двигателя ?Ч

Таким образом, за счет органиэации поочередной работы групп ключей мостового преобразователя частоты в режиме токового регулирования вдвое снижается частота переключения каждого иэ ключей без увеличения их числа, тем самым достигается при тех же энергетических показателях поставленная цель — улучшение массогабаритных показателей вентильного электродвигателя с токовым регулированием.

1494

Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я

Вентильный электродвигатель с токовым регулированием, содержащий

55 электрическую машину фазы якорной обмотки которой подключены к выходам мостового преобразователя частоты на полностью управляемых ключах, образующих анодную и катодную группы, ЗАПРЕТ присутствуют единичные управляющие сигналы U 2, U V,, U, °

На интервале времени t -t на

2 3 выходе 27 источника 28 импульсов токового регулирования присутствует

5 единичный сигнал U . В импульсе то2) кового регулирования фазы 2 и 4 обмотки якоря отключены от источника питания посредством закрытия ключа

37 катодной группы 7 преобразователя

5 частоты. На управляющем входе 11 указанного ключа отсутствует единичный открывающий сигнал U . Ha

31 рассматриваемом интервале времени

ЭДС самоиндукции фаз 2 и 4 разряжается через замкнутый ключ 32 анодной группы 16 и диод при ключе 34 той же группы, при этом ток двигателя 1

Ъ спадает в указанном контуре. Закры- 20 тое состояние ключа 37 обеспечивается тем, что на управляющем входе 23 элемента 24 ЗАПРЕТ присутствует разрешающий единичный сигнал U 22, и проинвертированный единичный импульс токового регулирования U2 по6 ступает на цепи управления ключей катодной группы 7, блокируя их включение. Открытое состояние ключа 32 анодной группы 6 обеспечено тем, что на управляющем входе 19 элемента 18

3AIIPET присутствует запрещающий нулевой сигнал U 2 и на выходе 17 элемента 18 принудительно установлен единичный сигнал U не препятствующии прохождению сигнала U g с вы35 хода источника 14 управляющих сигналов на цепь управления ключа 32.

В момент времени t 4 с приходом очередного импульса U << на вход 29 4п счетного триггера 21 изменяются уровни логических сигналов U 2y u U 22 на выходах 20 и 22 указанного триггера, а на интервале времени

4 опять появляется единичный импульс 45 токового регулирования U2, фазы 2 и 4 обмотки якоря вновь отключаются от источника питания, но уже (в отличие от предыдущего импульса токового регулирования) посредством закрытия ключа 32 анодной группы 6 преобразователя 5 частоты. На управляющем входе ключа 32 отсутствует управляющий сигнал . На рассматринаемом интервале времени ЭДС самоиндукции фаз 2 и 4 разряжается через замкнутый ключ 37 катодной группы 7 и диод при ключе 35 той же группы, .ток двигателя 1 спадает ° Закрытое

1494188 и подключены к выходу источника имСоставитель M.Ñîí

Редактор А.Маковская Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 4 127/54 Тираж 550 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 основны ambi B eHH Koòîðüo подключены к выходам источника управляющих сигналов, дополнительные входы анодной группы ключей объедине5 ны и образуют вход токового регулирования анодной группы ключей, который подключен к выходу одного логического элемента ЗАПРЕТ, управляющий вход которого подключен к Прямому выходу счетного триггера, к инверсному выходу которого подключен управляющий вход другого логического элемента ЗАПРЕТ, информационные входы логических элементов объединены пульсно о токового регулирования и счетному входу счетного триггера, информационный вход которого соединен с инверсным его выходом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, катодная группа ключей снабжена дополнительными входами, которые объединены и образуют вход токового регулирования катодной группы ключей, к которому подключен выход второго логического элемента ЗАПРЕТ.