Вентильный электродвигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<в995215 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 291280 (21) 3226660/24-07 с присоединением заявки Йо (?3) Приоритет (11М К 3

Н 02 К 29/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.0233. Бюллетень ¹ 5, t$3) УДК 621. 313. 13

014.2:621.382 (088.8) Дата опубликования описания 07,0283 (72) Авторы изобретения

М.И. Альтшуллер, В.Л. Саевич и A.Á. Бороди

g 6, 1

Всесоюзный научно-исследовательский прое тноконструкторский и технологический институт релестроений (71) Заявитель (84) ВЕНТИЛЬНЫЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например в электроприводах подачи тяжелых металлорежущих станков .

Известно устройство управления вентиль ным элек тродв ига телем, содержащее управляемый выпрямитель, инвертор, полууправляемый обратный мост и синхронный двигатель (1) .

К недостаткам данного устройства следует отнести трудности быстрого перехода из двигательного в тормозной режим, если сигнал на торможение пришел в процессе коммутации, так как в процессе коммутации выпрямитель переводится в инверторный режим, а ток в фазах двигателя замыкается через одно из плеч обратного моста, тиристор, подключающий этот мост к выпрямителю, и оставшийся в работе тиристор инвертора, т.е. две обмотки двигателя закорачиваются, а ток в них медленно спадает и в схеме ничего не предусмотрено для ускорения этого режима. Возможная пауза при переходе из двигательного в тормозной режим не позволяет применять это устройство в быстроде йс тв ующих электроприво30 дах.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности вентильный электродвигатель, который содержит m-фазный управляемый выпрямитель, m-фазный инвертор с искусственной коммутацией, обратный мост на диодах, включенный через управляемые ключи на выход выпрямителя, коммутирующий 1С-контур, подключаемый с помощью управляемых ключей к плюсу или минусу управляемого выпрямителя и общей точке анодов. и катодов обратного моста на диодах, выводы переменного тока которого подключены к инвертору и обмоткам переменного тока двигателя, устройство подзаряда конденсатора, состоящее йз источника питания, фильтра и управляемых ключей, а также датчик положения ро ораС27.

Однако известное устройство достаточно сложно. Включение инвертора, ведомого сетью, приводит к установке реакторов для ограничения уравнительного тока между управляемым выпрямителем и инвертором. Для поддержания момента машины неизменным в процессе коммутации фаз необходимо, чтобы око" рость спадания тока выходящей из работы фазы и скорость нарастания тока во включаемой фазе были одинаковы.

99521 5,Цля этого надо управлять выпрямителем и инвертором, ведомым сетью, по закону согласованного управления, что приводит к увеличению габаритов уравнительных реакторов.

Таким образом, установка специаль- 5 ного инвертора для отвода энергии фаэ

B процессе коммутации у ложняет устрсйтво и значительно увеличивает его габариты.

Цель изобретения — упрощение схемы tQ вентильного электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содержащем m-фазный управляемый выпрямитель, m-фазный инвертор с искусственной коммутацией, обратный мост на диодах, подключенный через управляемые ключи на выход выпрямителя, коглмутирующий г.С-контур, соединенный с помощью управляемых ключей с полол<и- ",що тельной или отрицательной шиной управляемого выпрямителя и общей точкой анодов и катодов обратного моста на диодах, выходы переменного тока которого подключены к инвертору и обмоткам переменного тока двигателя, устройство подзаряда конденсатора, содержащее источник питания, фильтр тт управляемые ключи, а также датчик постоянного тока, общая точка катодов ..® обратного моста соединена через управляемый ключ с плюсом тгсточника подзаряда коммутирующего конденсатора, а минус этого источника соединен с общей точкой анодов обратного моста.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит синхронный двигатель 1 с датчиком 2 положения, инвертор на тиристорах 3 — 8, подключенный к обмоткам двигателя 35 — 37 О и обратного моста на диодах ll — 16, которые через управляемые ключи 9 и

10 подключены к выходу постоянного тока инвертора и управляемого выпрямителя на тиристорах 23 — 28, комму- 45 гирующий 1 C I

30 — 33 подключен к коммутирующему

LC-контуру, причем общая точка катодов диодов 12, 14 и 16 обратного мос— та через управляемый ключ 34 соединена с плюсом источника 38 подзаряда, а минус этого источника — с общей точкой анодов обратного моста. ф Ъ („iQ

Формула изобретения

Ьентильный электродвигатель, содержащий m фазный уттравпяемый выпрямиКоммутацию инвертора осуществляют с помощью 1С-контура и обратного моста. При необходимости (например< при переходе в тормозной режим) можно быстро сбрасывать электромагнитную энергию, запасенную в фазах двигателя в источник подзаряда коммутирующего конденсатора.

Пусть в исходном состоянии схемы до коммутации открыты тиристоры 3 и

8, конденсатор 21 заряжен минусом на обкладке, соединенной с ключагги 17 и

18, тиристоры 23 — 28 поочередно открыты с определенным углом управления все остальные тиристоры закрыты, двигатель вращается. По сигналу датчика

2 положения ротора необходимо провести коммутацию тиристоров, например, 3 и 5 и соответственно обмоток 35 и

36. Управляемые ключи 18 и 19 включа:ются и по цепи 21 — 22 — 19 — 11 — 3

18 к тиристору 3 прикладывается обратное напряжение и он закрывается, а то:< нагрузки течет по цепи: плюс.вы прямителя-18 — 21 — 22 — 19 — 11

35 — 37 — 8 — минус вытрямителя, одно временно открывается управляемый ключ

9 и после разряда конденса".îðà 21 ток в фазах двигателя замыкается по цепи

8 — 9 — 11 — 35 — 37, а конденсатор переэаряжается. Затем открывается ти ристор 5, под действием напряжения сети ТоК нарастает в фазе 36 и спадает в фазе 35. Если в этот момент приходит сигнал на торможение, то выпрямитель на тиристорах 23 — ?8 переходит в инверторный режим и ток в фазе 36 спадает до нуля, после этого открываются управляемые ключи 17, 20 и 34. По цепям 17 — 8 — 16 — 20 и 179 — 11 — 20 ком-тутирующий конденсатор

21 выключает тиристор 8 Ток, оставшийся в фазах 37 и 35, тече" по цеци

37 — 1 6 — 34 — плюс конденсатора ? 9 фильтра и элементам 11, 35, т.е. элек тромаг -IHTHBII энергия, сохранившаяся в фазах двигателя, быстро отдается в источник 38. Когда ток в обмотках двигателя прекратится, включаются тирис" тор 7 и управляемый ключ 9 и начинается -Ipc Uecñ торможения с рекуперацией энергии асеть,,Учитывая, что частота, с которой приходят команды на:"орможение привода, значительно ниже чаcòîòû коммутации, габариты источ ника под заряда не возрастают.

Предлагаемое устройсrBO позволяет упростить схему привода, снизить его габарить по сравнению с прототипом и дает возможность исполь зовать бесконтактный двигатель переменного тока в регулируемом электроприводе вместо двигателя постоянного тека. Это позволяет получить экономический эффект за счет экономии меди на 20-30% и путем снижения затрат на обслуживание электропривода.

995215 тель, m-фазный инвертор с искусственной коммутацией, обратный мост на диодах, подключенный через управляемые ключи на выход выпрямителя, коммутирующий ЪС-контур, соединенный с помощью управляемых ключей с положитель. ной или отрицательной шинами управляемого выпрямителя и общей точкой анодов и катодов обратного моста на диодах, входы переменного тока которого подключены к инвертору и обмоткам пе- 10 ременного тока двигателя, устройство подзаряда конденсатора, состоящее из источника питания, фильтра и управляемых ключей, а также датчик положения ротора, р т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения .схемы, общая точка катодов диодов обратного

Моста соединена через управляемый

Ключ с положительным зажимом источника подзаряда коммутирующего конденсатора, а отрицательный зажим этого источника соединен с общей точкой анодов диодов обратного Mocта.

Кдточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 48-36286, кл. 55 С 2, 1973.

2. Патент Японии 9 51-180058, кл Н 02 И 7/515, 1976.

99521 5

Составитель A. Санталов

Текред М.Костик Коррек тор Л. Бокка н

Редактор Л. Пчелинская Хираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 665/40

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4