Способ управления вентильным двигателем циклоконверторного типа и устройство для его осуществления

 

«ii 866661

Союз Советских

Социалистические

Респубики

ОП ИСАНИЕ изоваитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 17.09.79 (21) 2819086/24-07 с присоединением заявки М— (51)М. Кл, Н 02 К 29/04 твеуАарстеееяый комитет

СССР ав делан азебретеккй и етерыткй (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень М 35 (53) УДК 62 — 83:

:621,313.292 (088.8) Дата опубликования описания 23.09.81 (72) Авторы изобретения

П. А. Ровинский и А. С. Сазонов (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕИТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

ЦИКЛОКОНВЕРТОРНОГО ТИПА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

- Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к регулируемым электрическим ! машинам переменного тока различного назначе ния при работе их от преобразователя частоты, управляемого от датчика частоты и фазы (ДЧФ).

Известен способ управления вентильным двигателем (ВД) цнклоконверторного типа, используемый в электронрнводах транспортных средств. Согласно этому способу управляющие импульсы вентилей циклоконвертора формиругв ют путем логического умножения импульсов чл

ДЧФ двигателя, длительностью эл.град., 1ч и импульсов ДЧФ питающей сети длительностью — эл. град (1). тт

Недостатком известного способа является l5 взаимное влияние сетевой и машинной коммутаций при их совпадении по времени, что вызывает увеличение угла сетевой или машинной коммутаций. Это приводит к необходимости увеличения угла опережения включения цикло20 конвертора и к ухудшению энергетических показателей ВД, а также при определенных частотах вращения и соответствующих соотношениях параметров машины и питающей сети к воэможности срыва машинной илн сетевой коммутаций.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ управления вентильным двигателем циклоконверторного типа, при котором длительность импульсов ДЧФ двигателя и питающей сети увеличивают на угол, соответствующий максимальной длитель. ности коммутации, начавшейся первой. При этом включением дополнительного вентиля создают независимые контуры сетевой и машинной коммутаций нри их одновременном протекании, что обеспечивает коммутацию тока в фазах питающей сети под действием лишь напряжения питающей сети, а коммутацию тока в фазах машины — только под действием ЭДС вращения машины (2).

Однако увеличение длительности импульсов

ДЧФ двигателя и питающей сети на заданную максимальную длительность коммутации ограничивает возможность применения известного способа при широком диапазоне изменения частоты вращения, а также цри переменной чаь тоте шпающей сети, например в автономных

866661

30 установках, При этом максимально возможное время увеличения длительности импульсов ДЧФ двигателя и питающей сети из условия обеспечения нормальной работы циклоконвертора меняется в широких пределах, а заданное максимальное время увеличения длительности импульсов остается неизменным.

Известно устройство управления ВД циклоконверторного типа, содержащее циклоконвертор, к выходу которого подключена синхронная ip машина с датчиком частоты и фазы, а также блок логического умножения, соединенный с датчиком частоты и фазы двигателя и датчиком частоты и фазы питающей сети. После логического умножения данных последовательностей импульсов ДЧФ двигателя и питающей сети получают управляющие импульсы вентилей, поступающие на управляемые входы циклоконвертора (1).

Такое построение устройства управления ограничивает диапазон регулирования частоты вращения, так как заданное время увеличения длительности импульса, соответствующее углу, остается неизменным, а максимально о ах возможное увеличение длительности импульсов

ДЧФ двигателя и питающей сети из условия обеспечения нормальной работы циклоконвертора может меняться в широких пределах, благодаря изменению частоты вращения и частоты китающВй сети.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования частоты вращения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, при котором импульсы датчика частоты и фазы двигателя длительностью 2я/m2 эл. град, а также импульсы датчика частоты и фазы питающей сети длительностью 2я/mt эл.град., увеличивают на заданную длительность и формируют управляющие импульсы вентилей циклоконвертора логическим умножением полученных последовательностей импульсов учазанных дат- 4О чиков, контролируют проводящее состояние групп вентилей фаз двигателя и питающей сети, а увеличение длительности импульсов произ водят на время проводящего состояния групп вентилей, отсчитываемое с момента начала ком- 45 мутации указанных групп вентилей, где m, число фаз элементарной схемы преобразования со стороны питающей сети, внутри которой . происходит сетевая коммутация тока; mq число фаз элементарной схемы преобразования 50 со стороны вентильного двигателя, внутри которой происходит машинная коммутация тока.

Кроме того, в устройство управления вентиль ным двигателем циклоконверторного типа, содержащее блок машинной коммутации, на один вход которого подключен выход датчика нагруз ки, на другой вход подключен выход датчика истоты и фазы синхронной машины, подключенного к циклоконвертору, распределительный блок, на первый вход которого подключен Bhtход блока сетевой коммутации, введены два элемента ИЛИ и элемент И, блок наличия коммутации, датчик проводимости, при этом первый выход датчика проводимости подключен на один вход первого элемента ИЛИ, друтой вход которого подключен к выходу блока машинной коммутации, а выход подключен на второй вход распределительного блока, вход блока наличия коммутации и первый вход элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика проводимости, третий вход соединен с выходом блока наличия коммутации, а выход подключен на первый вход второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом распределительного блока, а выход подключен к управляющему входу циклоконвертора.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

К циклоконвертору 1 подсоединена синхронная машина 2 с датчиком 3 частоты и фазы на валу. Датчик 4 нагрузки соединен с блоком 5 машинной коммутации, Распределительное устройство 6 подключено входом и блоку

7 сетевой коммутации, а выходом через лоо гический элемент 8 ИЛИ с входом циклоконвертора 1. Логический элемент 9 ИЛИ через блок 10 наличия коммутации и элемент 11 И соединен с элементом 8, при этом второй вход блока 9 соединен с датчиком 12 проводимости.

Устройство работает следующим образом.

На входы распред лительного устройства 6 поступают сигналы с выходов блока 7 сетевой коммутации и блока 5 машинной коммутации через первый элемент ИЛИ. Выходной сигнал блока 7 сетевой коммутации определяет последовательность включения вентилей в группах фаэ двигателя, а выходной сигнал блока машинной коммутации — последовательность работы групп вентилей фаз двигателя. Распределительное устройство разрешает прохождение управляющих импульсов на вентили циклоконвертора через второй логический элемент 8

ИЛИ в соответствии с сигналами блоков сетевой и машинной коммутации.

В момент начала коммутации тока в фазах двигателя разрешающий сигнал блока машинной коммутации прекращается для канала группы вентилей отключаемой фазы и подается на канал группы вентилей включаемой фазы. Однако разрешающий сигнал для прохождения управляющих импульсов в группу вентилей отключаемой фазы в выпрямительиом режиме при проводящих вентилях в этой группе поддерживается благодаря сигналу, поступающему с выхода датчика проводимости, который

6661 Ь тора.

5 86 контролирует проводящее состояние вентилей группы отключаемой фазы через элемент 9 ИЛИ.

В этом случае при совпадении сетевой и машинной коммутаций сетевая коммутация происхс дит и в группе вентилей отключаемой фазы двигателя, что не приводит к введению в контур машинной коммутации напряжения питающей сети.

При совпадении сетевой и машинной коммутаций в контур сетевой коммутации возможно введение ЭДС вращения машины. Для исключения этого явления применяется узел, состоящий иэ блока наличия коммутации, фиксирующего момент процесса коммутации, выходной сигнал которого подается на вход элемента И, на два других входа которого подаются выходные сигналы элемента 9 ИЛИ и датчика проводимости, контролирующего проводящее состояние вентилей групп фаз питающей сети. Таким образом, во время коммутации с выхода элемента И подается разрешающий сигнал на прохождение управляющих импульсов на вентили, одноименные ло фазе питающей сети проводящим вентилям группы отключаемой фазы. Следовательно, если во время сетевой коммутации, когда проводят ток несколько вентилей, начинается машинная коммутация, в группе вентилей включаемой фазы двигателя управляющие импульсы нодаются на вентили, одноименные по фазе питающей сети проводящим вентилям группы отключаемой фазы. При этом создаются независимые контуры сетевой и машинной коммутаций.

Изобретение позволяет улучшить использование двигателя поиблизительно на 10 — 20% за счет уменьшения угла опережения н увеличить дйапазои регулирования частот вращения вверх, обеспечив процесс коммутации только за счет

MC вращения СМ.

Изобретение дает возможность применить для высокочастотного вентильного двигателя тиристориый преобразователь частоты с непосредственной связью вместо преобразователя частоты со звеном постоянного тока, что примерно в два раза уменьшает массу и габариты преобразователя и существенно уменьшает его стоимость.

Формула изобретения

1. Способ управления вентильным двигателем циклоконверторного типа, при котором

1О

2S

i5

40 импульсы датчика частоты и фазы двигателя, длительностью 2к/m эл. )рад., а также импульсы датчика частоты и фазы питающей сети, длительностью 2я/m эл. град., увеличивают на заданную длительность н формируют управляющие импульсы вентилей циклоконвертора логическим умножением полученных последовательностей импульсов указанных датчиков, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью рас; ширения диапазона регулирования частоты вращения, контролируют проводящее состояние групп вентилей фаз двигателя и питающей сети, а увеличение длительности импульсов производят на время проводящего состояния групп вентилей, отсчитываемое с момента начала коммутации указанных групп вентилей, где m, п — числа фаз элементарных схем.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее блок машинной коммутации, на один вход которого подключен выход датчика нагрузки, на другой вход подключен выход датчика частоты и фазы синхронной машины, подключенного к циклоконвертору, распределительный блок. ла первый вход которого подключен выход блока сетевой коммутации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что введены два элемента ИЛИ и элемент И, блок наличия коммутации и датчик проводимости, первый выход которого подключен на один вход первого элемента ИЛИ, другой вход которого

J подключен. к .выходу блока машинной коммутации, а выход подключен на второй вход распределительного блока, вход блока наличия коммутации и первый вход элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика проводимости, третий вход соединен с выходом блока наличия коммутации, авыходподключен на первый вход второго элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом распределительного блока, а выход подключен к управляющему входу циклоконверИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тихменеев Б. Н. и др. Вентильные двигатели и их применение на электроподвижном составе. M., "Транспорт", 1976, с. 105.

2. Авторское свидетельство СССР Р 514397, кл. Н 02 К 29/04, 1974.

866661

Составитель В. Тарасов

Техред С.Мигунова

Корректор В. Синицкая

Редактор H. Данкулич

Тираж 733

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8093/76

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, уд. Проектная, 4