Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с инерционной нагрузкой. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Для достижения указанной цели вентильный электропривод дополнительно содержит блок 22 ограничения напряжения. Электропривод работает в режиме регулирования тока рекуперации. При превышении напряжения питания пороговой величины ток рекуперации уменьшается. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

asSUgp

А1 (59 4 Н 02 Р 6 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиа!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4331197/24-07 (22) 08.10.87 (46) 15.12.89. Бюл. 9 46 (72) В.П.Лянзбург, В.Н.Булдаков и А.К.Зенков (53) 621. 313. 13. 014. 2: 621. 382 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1295485, кл. Н 02 P 6/02, 1985.

Федоров В.В. Бесконтактный двигатель постоянного тока с регулируемым торможением. — ЭТвА, 1978, вып,10, с. 191-197.

2 (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с инерционной нагрузкой. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Для достижения указанной цели вентильныйн электропривод дополнительно содержит блок 22 ограничения напряжения. Электропрнвод работает в режиме регулирования тока рекуперацни. При превышении напряжения питания пороговой величины ток рекуперации уменьшается. 2 ил.

1529393!

Изобретение относится к электротехике и может быть использовано в электt риводах с инерционной нагрузкой,аботающих в тормозных режимах.

Целью изобретения является повы1пение КПД и надежности.

На фиг.1 изображена функциональая схема электропривода; на фиг.2— иаграмма напряжения на выходах функ- 10 ональных узлов электропривода.

Вентильный электропривод содержит электродвигатель 1, ротор которого еханически связан с датчиком 2 полоения ротора, одноименные выводы сек- 15 ций 3,4 и 5 якорной обмотки подключены к соответствующим выходам коммутатора, входы . питания которого подключены к источнику 6 питания че.рез датчик 7 тока. Коммутатор выполнен на ключах 8,9 и 10, каждый из которых состоит из транзистора и параллельно ему включенного диода.

Вторые выводы секций 3,4 и 5 якорной обмотки объединены и через дроссель 25

11 подключены к объединенным силовым выводам первого 12 и второго 13 управляемых ключей. Вторые силовые выводы ключей 12 и 13 подключены соот.ветственно к первому и второму выводам источника 6 питания. Параллельно источнику 6 питания включена дополнительная нагрузка 14, Электропривод

1 содержит также широтно-импульсный ре гулятор тока с входами. управления 15, обратной связи 16 и ограничений напряжения 17. Широтно-импульсный регулятор выполнен в виде последова- тельно включенных алгебраического ! сумматора 18, вход которого образует 40 входы регулятора, усилителя .19 и ши ротно-импульсного модулятора 20. Про- . .тивофазные выходы широтно-импульсно,го модулятора 20 подключены к входам управления первого 12 и второго 13

;ключей. Вход обратной связи широтноимпульсного регулятора подключен к датчику 7 тока. Входы управления коммутатора связаны через блок 21 форми рования сигналов датчика 2 положения ротора с датчиком 2 положения ротора.

Электропривод дополнительно содержит блок 22 ограничения напряжения, .вход которого подключен к первому выводу источника 6 питания, а выход— ,к входу 17 ограничения напряжения

:широтно-импульсного регулятора. Блок

;22 ограничения напряжения включает в себя источник 23 опорного напряжейия, элемент 24 сравнения, корректирующий усилитель 25 и диод 26, выход которого является выходом блока 22 ограничения напряжения, а вход подключен к усилителю 25, вход которого подключен к выходу элемента 24 сравнения.Первый вход элемента сравне- . ния подключен к источнику 23 опорного напряжения, а второй вход образует вход блока 22 ограничения напряжения.

Вентильный электропривод работает следующим образом.

При подаче на вход 15 управления сигнала положительной полярности на выходе широтно-импульсного модулятора 20 вырабатываются импульсы напряжений для управления ключами 12 и

13 (фиг.2) ° Напряжение источника 6 питания, промодулированное в зависимости от величины сигнала управления, подается на коммутатор с ключами

8, 9 и 10, обеспечивающий поочередное подключение секций 3,4 и 5 к источнику, 6 питания по сигналам датГ чика 2. Электродвигатель 1 начинает вращаться. Сигнал обратной связи по току поступает на вход 16 алгебраического сумматора 18. Величина тока в секциях 3,4 и 5 электродвигателя 1 зависит от амплитуды сигнала управления. При широтно-импульсном регулировании тока в секции i кроме оси новной имеет переменную высокочастотную составляющую, близкую к треуголь- ному виду (фиг ° 2). Причем нарастание тока идет по цепи: первый вывод 27 источника 6 питания, ключ 12, дроссель 11, секция 3(4,5) двигателя, ключ 8 (9,10), датчик 7 тока, второй вывод 28 источника 6 питания. Уменьшение тока идет по цепи: секция 3, ключ 8, датчик 7, ключ 13, дроссель

11, секция 3.

Электромагнитный момент, создавае-. мый вентильным двигателем, пропорцио - нален току секций якорной обмотки, а значит, пропорционален входному сигналу, Блок 22 ограничения напряжения на работу широтно-импульсного регулятора тока в режиме разгона влияния не оказывает, так как источник 23 опорного напряжения U „ выбран так, что при данной схеме (фиг. 1) Un где U „ — напряжение питания, элемент 24 сравнения выдает отрицательный сигнал и на выходе усилителя 25

5 15293 также появляется отрицательное напряжение, которое закрывает диод 26.

Для торможения разогнанного вентильного двигателя меняют полярность входного сигнала (С фиг.2). Ток в секциях также меняет свою полярность, что соответствует тормозному моменту, развиваемому двигателем. Причем нарастание тока отрицательной полярности (t + t<, фиг.2) под действием ЭДС двигателя идет по цепи: секция 3, ключ 8, датчик 7, ключ 13, дроссель 11, секция 3. При переключении ключей 12 и 13 ключ 12 открыт, ток в фазе вентильного двигателя начинает уменьшаться. При этом ток в подключенной секции 3 уменьшается по цепи: секция 3, ключ 8, датчик 7, источник 6, ключ 12, дроссель 20

11, секция 3. Причем ЭДС источника 6 питания и ЭДС подключенной секции включены встречно.В режиме торможения ток через ключ 12, соединенный с первым выводом 27 источника б питания, меняет направление, т.е. электродвигатель является генератором тока.

Этот ток идет на заряд источника 6 питания и на потребление дополнительными устройствами 14.

Если в тормозном режиме выполняется условие Uö > Уо„, то все процессы протекают, как описано выше. Если выполняется условие U„ ñ U „,то есть напряжение на источнике превышает допустимые значения, на выходе элемента 24 сравнения появляется напряжение положительной. полярности, которое после усиления усилителем 25 открывает диод 26. При этом к входу

17 ограничения напряжения приложено

40 напряжение положительной полярности, в результате чего сигнал управления с выхода алгебраического сумматора 18 ,уменьшается по амплитуде, значит уме. :ьшается момент торможения вентильного двигателя и ток рекуперации, а напряжение на шинах питания ограничивается на уровне порогового значения U,определяемого величиной опорного напряжения У „ (фиг.2).

Таким образом, за счет введения обратной связи по напряжению на выводах источника питания обеспечивает ся автоматическая регулировка тока рекуперации, что позволяет увеличить ток рекуперации до максимально возможного и тем самым повысить энергети1

93 ческие показатели электропривода и

КПД, а также повысить надежность, защитив источник питания от перенапряжения.

Формула и з о б р е т е н и я

Вентильный электропривод, содержащий электродвигатель, ротор которого механически связан с датчиком положения ротора, а одноименные выводы секций якорной обмотки подключены к соответствующим выводам коммутатора, входы питания которого подключе- ны к источнику питания через датчик тока, вторые выводы секций якорной обмотки объединены и через дроссель подключены к объединенным силовым выводам первого и второго управляемых ключей, вторые выводы которых подключены соответственно к первому и второму выводам источника питания, широтно-импульсный регулятор тока с входами управления, обратной связи и ограничения напряжения, выполненный в виде последовательно включенных алгебраического сумматора, входы которого образуют входы регулятора, усилителя и широтно-импульсного модулятора, противофазные выходы широтно-импульсного модулятора подключены к входам управления первого и второго управляемых ключей соответственно, вход обратной связи широтно-импульсного регулятора подключен к выходу датчика тока, а входы управления коммутатора связаны через блок формирования сигналов датчика положения ротора с датчиком положения ротора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, он дополнительно снабжен блоком ограничения напряжения, входы которого подключены к выводам источника питания, а выход — к входу ограничения напряжения широтноимпульсного регулятора тока, причем блок ограничения напряжения составлен из источника тока опорного напряжения, элемента сравнения, корректирующего усилителя и диода, выход которого образует выход блока ограничения напряжения, а вход подключен к корректирующему усилителю, вход которого подключен к выходу элемента сравнения, первый вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а второй вход образует вход блока ограничения напряжения.

1529393

Составитель А.-Иванов

Редактор И.Рыбченко Техред Л.Олийнык Корректор О, КРавцова

Заказ 7757/53 Тираж 551 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