Устройство управления коммутацией трехфазного вентильного электродвигателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 210280 (21) 2886152/24-07

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11>877727 (я)м. к,.з

Н 02 К 29/02 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет(5З) ЧЖ 621.313.13:

:014.2.621.382 (088.8) Опубликовано 30.1081, бюллетень N9 40

Дата опубликования описания 3010/1 (72) Авторы изобретения

С.Г.Воронин, Н.И.Дубских и А.М.Рафиков:, (71) Заявитель

/ (54 ) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАЦИЕЙ ТРЕХФА3 НОГО

BEHTHJIbHOI 0 ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к двигателям постоянного тока и предназначено для использования в вентильных электродвигателях (ВД) различного назначения, в частности в бесконтактных моментных ВД.

Известно устройство управления коммутацией ВД (11.

Недостатком этого устройства является сложность функциональной схемы, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, в схеме которого с помощью шести транзисторно-логических элементов и трех триггеров формиру- !5 ются сигналы, управляющие включением соответствующих транзисторов мостового.инвертора двигателя. В этом

Устройстве в любой момент времени во включенном состоянии находятся два 20 из шести транзисторно-логических элемента, а в двигателе под напряжением оказывается две из трех секций.

В момент переключения одного из триггеров происходит отключение одного и включение другого логического элемента. В соответствии с этим в двигателе одна из секций отключается, а другая включается. В отключаемой секции двигателя ток спадает от его ЗО уст ановившегося зн ачения до нуля по экспоненциальному закону с постоянной времени Т9, а во включаемой секции ток нарастает от нулевого значения до установившегося по экспоненциальному закону с той же постоянной времени. При этом результирующий вектор тока двигателя при коммутации на время Т = (2-5) Т9 уменьшается, что приводит к уменьшению пускового момента на. это время с амплитудой провала в 20% от установившегося f2 1.

В случае применения известного устройства в моментном двигателе низкооборотной системы слежения при коммутации из-за провала пускового момента могут возникнуть колебательные процессы или нарушение постоянства скорости вращения.

Цель изобретения — устранение провала пускового момента ВД при коммутации.его секций.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее шесть логических схем совпадения И и три статических триггера, у которых каж дый первый выход первого, второго и третьего триггеров подключен к двум первым входам первой и шестой, второй и третьей, четвертой и пятой логичес877727 ких схем совпадения соответственно, а каждый второй выход первого второI го и третьего триггера подключен к двум вторым входам второй и пятой, первой и четвертой, третьей и шестой логических схем совпадения соответ ртвенно, введено шесть формирователей ймпульсов и шесть логических элементов ИЛИ, с помощью которых в момент йереключения осуществляется задержка отключения отключаемой секции на время t 0,7 Т, где Т вЂ” электро магнитная постоянная времени обмотки двигателя, причем первый вход 1-ro логического элемента ИЛИ подключен

:к выходу i-го логического элемента

И, где 1=1...6, второй вход. нечет- 15 ного i-ro элемента ИЛИ подключен к первому входу i+1-ro логического в элемента И через 1+1 формирователь импульсов, а второй вход четного iro элемента ИЛИ подключен ко второму 2О входу i--1-го логического элемента И через 1-1 формирователь импульсов.

На фиг.1 изображена электрическая схема устройства управления ком-. мутацией; на фиг.2 - временные диаграмма состояния элементов схемы при работе устройтсва; на фиг.3 - зависимость результирующего тока и момента двигателя от времени при коммутации. одной из,секций двигателя.

Устройтсво управления коммутацией (фиг.1) содержит, три статических триггера 1.-3, шесть логических элементов И 4-9, шесть Фоомиравателей 10-15 импульсов и шесть логических элементов ИЛИ 16-21, выходы ко- торых являются выходами устройства.

На фиг.2 первая цифра при И обозначает номер элемента, а вторая, если она есть — номер выхода элемента.

Включенному состоянию логического 4Q элемента кроме 1-3) соответствует положительное напряжение 0 íà его выходе, а отключенному состоянию элемента соответствует нулевое напряжение на его выходе. Включенному сос- 4 таянию элементов ИЛИ 16-21 соатветствует включенное состояние соответствующего транзистора мостового трехФазного инвертора ВД. Формирователь импульсов может быть выполнен в виде заторможенного мулвтивибратора формирующего импульс длительностй, нужной по переднему фронту управляющего сигнала. На вход устройства поступает информация о взаимном положении ротора и стато- З ра. С выхода триггеров управляющие сигналы поступают на входы элементов

И 4-9, с помощью которых происходит формирование сигналов, управляющих включением элементов ЙЛИ 16-21. д

В момент переключения, например, когда напряжение на первом выходе триггера 1 падает до нуля, отключается элемент И 9 и включается логичес-. кий элемент И 5, а элемент И 6 остается во включенном состоянии. Ilo переднему фронту сигнала со второго выхода триггера 1 на время с1, во включенное состояние переводится элемент 15. В результате этого включение элемента ИЛИ 21 задерживается на время t, а включение элемента

ИЛИ 17 и включенное состояние элемента ИЛИ 18 приводят к тому, что в двигателе под напряжением оказываетсй не две, а три секции. Результирующий ток двигателя и его момент за время g возрастают от его установившегося .значения у(фиг.3) по экспоненциальному закону до J oy.

Через время ti„элемент 15,отключаясь, отключает элемент ИЛИ 21, в результате чего в двигателе под напряжением оказывается две секции. Результирующий ток двигателя начинает уменьшать ся по экспоненциальному закону до некоторого значения З д з4у, а затем нарастает по тому.:.же закону до 3у, .т.е. через время tn после переключения имеем обычный процесс коммутации с провалом пускового момента.

Как показывают расчеты, при

tl1=0,7 Т площадь заштрихованных участков 1 и 2 на фиг.З,ограниченных кривой момента за время коммутации оказывается равной, т.е. среднее значение тока за это время остается рав- ным установившемуся,а.амплитуда провала пускового момейта уменьшается с 20 до 10В от номинального.

Формула изобретения

1 ° Устройство управления коммутацией трехфазного вентильного электродвигателя, содержащее шесть логических схем совпадения И и три статических триггера, у которых каждый первый выход первого, второго и третьего триггера подключен к двум первым входам первой и шестой, второй и третьей, четвертой и пятой логических схем совпадения соответственно,а каждый второй выход первого, второго и третьего триггеров подключен к двум вторым входам второй и пятой, первой и четвертой, третьей и шестой логических схем совпадения соответсТвенно, о т л и ч а ю щ е— е с я тем; что, с целью уменьшения пульсаций пускового момента двигателя от коммутационных процессов, в него введено шесть формирователей импульсов и шесть логических элементов ИЛИ, причем первый вход I-го логического элемента ИЛИ подключен к выходу l-го логического элемента

И, второй вход нечетного 1-го элемента ИЛИ подключен к первому входу

i+1-ro логического элемента И через

1+1 формирователь импульсов, а второй вход четного l-ro элемента ИЛИ подключен ко второму входу i-1- ro логического элемента И через i 1 формирователь импульсов, где i=1,2,...6.

877727 э

2. Устройство по п.1, о т л и ч ю щ е е с я тем, что формирователи выполнены с воэможностью создания .импульса длительностью, равной 0,7 где Т вЂ” электромагнитная посто ятнная времени обмотки двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CltlA 9 4047081, кл. 318-138, 1977.

2. Овчинников И.E., Лебедев Н.И.

Бесконтактные двигатели постоянного тока. JI., "Наука", 1979, с. 113-114.

877727

«1 р

Составитель.A.Ñàíòàëîâ

Р «Р Л. Филь Техред Т.Маточка корректор В. Бутяга

Заказ 9636/82 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4