Устройство для управления вентильным эл ектрод ви гател ем

 

О П И С А Н И Е 307476

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.Х11.1969 (№ 1388998!24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 21Х1.1971. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания ЗОХП.1971

МПК H 02р 7 62

Н 021 29 04

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.313.292 (088.8) ВСЕСО"; = - - :" п ттвгя-. :;.:.. -::":., БИБЛИО < ы

Авторы изобретения

Ю. С. Страмнов, H. Н. Горин и В. Е. Новиков

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ

ЭЛ ЕКТРОДВИ ГАТЕЛ EM

Известны устройства для управления вентильным электродвигателем с автоматическим регулированием угла опережения угла открытия вентилей, содержащие задающий генератор, датчики положения ротора, подключенные к управляющим электродам через входные реле и формирователи импульсов, и датчики угла коммутации.

Предлагаемое устройство отличается от из- 1о вестных тем, что выходы входных реле подключены ко входам суммирующих преобразователей, выполненных, например, на магнитнонакопительных элементах и связанных с пусковыми и рабочими логическими элементами, 15 подключенными через выходные усилители к формирователям управляющих импульсов, а к магнитно-накопительным элементам подключены датчики э.д.с. и датчики угла коммутации, причем к фазам двигателя через по- 2р нижающий трансформатор и выпрямитель подключены два реле ступенчатого пуска, из которых реле пускового режима подключено ко входам разрешающих логических элементов, а реле рабочего режима — к датчикам 25 угла коммутации.

Датчики угла коммутации могут быть выполнены в виде трансформаторов тока, подключенных через мос оные выпрямители ко входам триодов, с выходов которых снимают сигналы, соответствующие по длительности углу коммутации.

Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность и улучшить энергетические показатели.

Иа фиг. 1 представлена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — принцишиальная схема магнитно-накопительного элемента; на фиг. 3 — схема датчика угла коммутации и его включения в силовую схему вентильного двигателя.

Устройство включает дифференциальные трансформаторные датчики 1 — 8 угла положения ротора, входные реле 4 — б, магнитнонакопительные элементы 7 — 9, диодные логические схемы 10 — 12 и 18 — 15, выходные усилители 16 — 18 и формирователи импульсов

19 — 21. Кроме того, устройство содержит д«ччик 22 угла коммутации, реле 28 и 24 ступенчатого пуска, выпрямитель 25 питания м«гнитно-накопительных элементов и генератор 26 переменного тока. Ввиду идентичности и« фиг. 1 показана лишь одна часть устройства.

Другая симметричная часть выполняется аи«логично.

Схема устройства состоит из шести идентичных каналов, каждый из которых, например первый, содержит датчик 1, входное реле

4, элемент 7, логические элементы 10 и 18, 307476

65 выходной усилитель 16 и формирователь импульсов 19.

Для трехфазного двигателя датчики устанавливаются на корпусе статора с интервалом в 60 эл. град. На окружности ротора крепятся ферромагнитные сегменты размером 120 эл. град. Количество таких сегментов определяется числом пар полюсов машины. При вращении ротора сегменты поочередно перекрывают магнитопроводы датчиков. Обмотки возбуждения всех датчиков соединены последовательно и питаются от задающего генератора, представляющего собой двухкаскадный преобразователь напряжения на полупроводниках. Выходная обмотка каждого датчика подключается ко входу соответствующего релейного устройства типа триггера Шмидта на полупроводниках. Плавное изменение сигнала от датчиков положения превращается при помощи этого устройства в прямоугольные импульсы длительностью 120 эл. град.

Магнитно-накопительные элементы (см. фиг. 2) являются узлами, выполняющими функции суммирующего преобразователя.

В качестве суммирующего элемента служит магнитный сердечник с прямоугольной петлсй гистерезиса, Управление состоянием сердечника осуществляется триодами 27 и 28. Измерение накопленной информации обеспечивается при помощи триода 29. Триод 27, управляемый от реле 4 и датчика 22 угла коммутации, подключен коллектором к обмотке 80 записи, триод 28 — к обмотке 81 считывания, а база триода 29 — к выходной обмотке 82. Триоды

28 и 27 при помощи входного реле 4 поочередно открываются, причем триод 27 открыт в течение 240 эл. град. за вычетом четырех интервалов коммутации, а триод 28 — в течение

120 эл. град.

За время записи ток протекает по обмотке записи, и сердечник намагничивается до определенного уровня. 3 а время считывания происходит размагничивание сердечника ..lo нулевого уровня. Соотношение токов записи и считывания выбрано таким, что размагничивание сердечника происходит раньше, чем за

120 эл. град. Время, за которое осуществляется размагничивание, определяет уровень приобретенной намагниченности. Триод 29 открывается на время размагничивания сердечника.

Накопленная в магнитном сердечнике информация в виде длительности сигнала прямоугольной формы снимается с коллектора трио<а 28 и используется в логических схемах выходных усилителей 16 — 18.

Выходные усилители служат для инвертирования и усиления сигналов, поступающих па вход от двух диодпых логических схем. Одна из этих схем 10 — 12 — пусковая, другая схема 18 — 15 — рабочая. Элементы 10 — 12 работают всегда, а элементы 18 — 15 получают разрешение на работу от реле 23 при определенной скорости вращения двигателя. Выходной сигнал от усилителя подается на формирователь импульсов 19, который ограничивает

60 длительность подаваемого на него импульса.

С выхода формирователя короткие импульсы поступают на управление тиристорами преобразовательной установки 88.

Датчик угла коммутации состоит из трех трансформаторов тока 84 — 86, включенных в фазы двигателя. Вторичные обмотки трансформаторов подключены к выпрямительным мостам 87 — 89. Выходы этих мостов соединены параллельно и нагружены на базу триода

40, с коллектора которого снимаются прямоугольные импульсы длительностью углов коммутации. Эти импульсы подаются на один из входов триода 41 (диод 42). Триод 41 при получении сигнала разрешения от реле 24, поступающего на второй его вход (диод 48) усиливает импульсы триода 40. От коллектора триода 41 осуществляется управление записью в магнитно-накопительных элементах.

Реле 28 и 24 ступенчатого пуска аналогичны входным реле и служат для последовательного включения режимов работы: пускового— угол опережения ро — — О, промежуточного— (реле 28) и рабочего — Po= Pycr+ у cp (реле 24). Сигнал для срабатывания этих реле получается от выпрямителя 25 питания, включенного через понижающий нзолировочный трансформатор к фазам якорной обмотки. Одновременно этот же выпрямитель позволяет удерживать сердечники элементов 7 — 9 па линейной части изменения индукции. С увеличением напряжения на выходе выпрямителя 25 по мере разгона при скорости, равной 0,1 и, (где и, — синхронная скорость двигателя), срабатывает реле 28. По достижении скоростью значения 0,15 и, срабатывает реле 24.

Ввод устройства в работу осуществляется при подаче высокочастотного сигнала от задающего генератора на обмотки возбуждения датчиков положения ротора. При вращении машины ферромагнитные сегменты по очереди замыкают магнитные системы датчиков. В зависимости от положения сегментов в момент трогания возбуждаются два датчика разных троек. Работа всех каналов возбужденных датчиков идентична.

Если в момент трогания оказался возбужденным датчик 1 рассматриваемой тройки, то сигнал от правого по схеме выхода реле 4 является разрешающим для работы элемента

10. Сигнал от левого выхода реле 5 для элемента 10 также является разрешающим. В результате происходит срабатывание усилителя

16, и на выходе элемента 10 появляется сигнал для управления преобразовательной установкой. Аналогичная картина имеет место и во всех других каналах. Так как место расположения ферромагнитных накладок строго согласовано с точками перехода через нуль кривых линейных э.д.с. холостого хода машины, то эти сигналы обеспечивают пуск машины с углом опережения, равным нулю независимо от направления вращения. Управление усилителем 16 по его входу элемента 18 запрещено до момента срабатывания реле 28, 3074?6 поступающего по достижении двигателем скорости примсрно 0,1 и,.

При трогании с места возможно положение, когда возбужденными оказываются одновременно два датчика в одной тройке, например датчики 1 и 2. В этом случае срабатывают реле 4 и 5. Однако сигнал на выходе формирователя 19 первого канала сформирован не будет, так как реле 5, сработав, накладывает запрет через элемент 10 на работу усилителя 1б. 1п в момент достижения скорости вращения примерно 0,1 и, срабатывает реле 28, снимая запрет с логических схем усилителей. С этого момента срабатывание усилителей происходит тогда, когда на выходе соответствующего эле- 1> мента 8, 7 и 9 появляется разрешающий сигнал. При этом вводится некоторый постоянный угол опережения. Этим достигается промежуточный режим, который исключает резкий переход от пускового режима к рабочему. Ра- 2о бочий режим включается с момента срабатывания реле 24, которое разрешает работу датчика 22, прерывающего запись на маьчштнонакопительных элементах. B результате уменьшения на них накопленной энергии и умень- 2S щения цикла записи увеличивается угол опережения открытия вентилей преобразователя.

Предмет изобретения

1. Устройство для управления вентильным чо электродвигателем с изменением узла опережения угла открытия вентилей, содержащее задающий генератор, датчики положения ротора, подключенные к управляющим электродам через входные реле и формирователи импульсов, и датчики угла коммутации, от.гачаюи1ееся тем, что с целью повышения надежности и улучшения энергетических показателей, выходы реле годключены ко входам суммирующих преобразователей, выполненных, например, на магнитно-накопительных элементах и связанных с пусковыми рабочими логическими элементами, подключенными через выходные усилители к формирователям импульсов, а к магнитно-накопительным элементам подключены датчики э.д.с. и датчики угла коммутации, причем к фазам двигателя через понижающий трансформатор и выпрямитель подключены два реле ступенчатого пуска, из которых реле пускового режима подключено ко входам разрешающих логических элементов, а реле рабочего режима к датчикам угла коммутации.

2. Устройство по п. 1, отличаюцееся тем, что датчики угла коммутации выполнены в виде трансформаторов тока, подключенных через мостовые выпрямители ко входам триодов, с выходов которых снимают сигналы, соответствующие по длительности углу коммутации.

307476

Составитель В. Ратайко

Редактор А. Ю. Пейсоченко Техред А. А. Камышникова Корректор Т. А. Джаманкулова

Заказ 2171/8 Изд. № 904 Тираж 473 Подписнос

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, %-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2