Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и> 997219 (61) glîeîëíèòåëüíîå к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 5 .04.81 (21) 3276265/24-07 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано 15. 02.83. Бюллетень № 6

{5l)M. Кл.

Н 02 P 6/02

Н 02 P 1/52

Гееударстемшвй кемктет

СССР ао аелам изобретении и открой.

{53) УДК 621.313 .014.2:621. .382(088;8) - Дата опубликования описания 15 .02 .83 а» . Т@эасенВ»=

jet

А. В. Черкашин, 3. С. Черкашина, А и Ф. И. Пискун (72) Авторы изобретения

Украинский заочный политехниче институт (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА ВЕНТИЛЬНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ЗАВИСИМЫМ ИНВЕРТОРОМ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в вентильном электроприводе.

Известно устройство, содержащее два прерывателя, подключающие электродвигатель через тиристорный инвертор с естественной коммутацией н полюсам источника постоянного тока, блок Управления, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, а выход соединен с входами прерывателей и инвертора, а также . два .обратных диода, предназначенных для возврата электромагнитной энергии, запасенной в электродвигателе, в источник постоянного тока при раз.мыкании прерывателей 11 1.

Недостаток данного устройства заключается в коммутации тиристоров инвертора в процессе пуска, -которая осуществляется путем прерывания .входного тока на фиксированный промежуток времени, что приводит к повышенным пульсациям вращающего момен2 та и не обеспечивает высокой надежности пуска вентильного электродвига" теля.

Наиболее близким к изобретению является. устройство для пуска, вентильного электродвигателя с зависимым инвертором, содержащее тиристорный регулятор, выход которого соединен че- рез дроссеяь и датчик тока с основным входом зависимого инвертора, а . входы соединены с выходом блока управления регулятором, имеющим второй выход и два входа, первый из которых соединен с выходом датчика тока обратный вентиль, шунтирующий выход регулятора, датчик положения ротора, выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора через блок управления,инвертором, имеющим второй выход, который связан с детектором 12 ).

Выходной сигнал детектора поступает на схему, управляющую работой регулятора выходного напряжения источни3 99721 ка питания постоянного тока. При поступлении сигнала подача напряжения постоянного тока к коммутатору прерывается на определенное время.

Ток, протекающий в обмотках электродвигателя, в этом случае замыкается через обратный диод и по истечении некоторого времени спадает до нуля, при этом тиристоры коммутатора запираются. Пока ток не спал до нуля, по- 10 дача напряжения на вход тиристорного коммутатора недопустима, так как это ведет к срыву его нормальной работы.

Через определенный промежуток времени запускается детектор, который

15 предназначен для определения состоя ния покоя или аналогичного ему сос.ояния электродвигателя, и цикл работы устройства повторяется.

Недостатки указанного устройства заключаются в прерывании . подачи напряжения на вход зависимого инвертора на фиксированное время, которое в ряде случаев оказывается значительно больше, чем это необходимо для запирания тиристоров инвертора, а также в наличии обратного диода, что значительно затягивает процесс спада тока до нуля, т.е. процесс запирания тиристоров. Все это снижает надежность пуска вентильного электро-, двигателя с зависимым инвертором. .Целью изобретения является повышение надежности пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором, содержащее тиристорный ре40 гулятор, выход которого соединен через дроссель и датчик тока с основным входом зависимого инвертора, .а входы соединены с выходом блока управления регулятором, имеющим второй

4S выход и два входа, первый из которых соединен с выходом датчика тока, обратный вентиль, шунтирующий выход регулятора, датчик положения ротора, выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора через блок управления инвертором, имеющим второй выход, дополнительно введены датчик нуля тока, узел разрешения коммутации, узел запрещения коммутации, блок логического умножения, формирователь импульсов уп" равления обратным вентилем, логический инвертор, частотный дискримина9 1 тор и элемент задержки, а обратный вентиль выполнен управляемым, причем его управляющий вход соединен с выходом формирователя импульсов управления обратным вентилем, первый вход которого соединен с вторым входом блока управления регулятором и выходом узла разрешения коммутации, а второй вход - с вторым выходом блока управления регулятором и входом элемента задержки, выход которого соединен с первым входом блока логического умножения, три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор, логический инвертор и узел запрещения коммутации с вторым выходом блока управления инвертором, при этом выход блока логического умноже» ния соединен с первым входом узла разрешения коммутации, второй вход которого соединен с вторым входом узла запрещения коммутации и через датчик нуля тока с выходом датчика тока.

На чертеже представлена схема устройства для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором.

Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором содержит тиристорный регулятор l,âûõîä которого соединен через дроссель 2 и датчик 3 тока с основным входом зависимого инвертора 4, а входы соединены с первым выходом блока 5 управления регулятором, имеющим два входа,,первый из которых соединен с выходом датчика 3 тока, управляемый обратный ве. тиль (тиристор) 6, шунтирующий выход регулятора l,äàò÷èê 7 положения ротора, выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора 4 через блок 8 управления инвертором, датчик 9 нуля тока, узел 10 разрешения коммутации, узел 11 запрещения коммутации, блок 12 логического умножения, формирователь 13 импульсов управления обратным вентилем, логический инвертор 14, частотный дискриминатор 15 и элемент 16 задержки.

Управляющий вход тиристора 6 соединен с выходом формирователя 13 импульсов управления обратным вентилем, первый вход которого соединен с вторым входом блока 5 управления регу.лятором и выходом узла 10 разрешения коммутации, а второй вход - с вторым выходом блока 5 управления речувствительных элементов датчика 7 положения ротора, на выходе узла 28 . идентификации зоны перекрытия формируется сигнал единичного. уровня.

Этот сигнал поступает на первый вход узла 11 запрещения коммутации, на выходе узла I1 запрещения коммутации формируется сигнал единичного уровня.

На выходе частотного дискриминатора

15 .также формируется сигнал единичного уровня, а на выходе логического инвертора 14 - сигнал нулевого уров- ня. Таким образом, на один из входов блока 12 логического умножения поступает сигнал нулевого уровня, а на выходе блока 12 логического умножения формируется сигнал нулевого уровня, поступающий на вход узла 10 разрешения коммутации, на второй вход которого поступает сигнал единичного уровня с выхода датчика 9 нуля тока.

Узел 1О разрешения коммутации формирует сигнал нулевого уровня, поступаю щий на входы .формирователей 13 и 25 импульсов управления. 8 результате формирователи 13 и 25 работают s порядке поступления сигналов с выхода узла 26 сравнения блока 5 управления тиристорным регулятором 1 и обеспечивают нормальную работу тиристорного регулятора 1. Ротор двигателя начинает проворачиваться и занимает такое положение, которое характеризуется наличием сигналов;на выходах двух соседних чувствительных -элементов датчика 7 положения ротора, При этом, узел 28 идентификации зоны перекрытия двух чувствительных элементбв формирует сигнал нулевого уровня,поступающий на вход логического инвертора 14, который формирует сигнал единичного уровня. При появлении сигнала единичного уровня на втором выходе узла 26 сравнения отпирается силовой тиристор 17, а тиристор 6 запирается. Этот же сигнал поступает на вход элемента 16 задержки, который задерживает его появление на своем выходе на время, необходимое для включения силового тиристора 17. Как .только элемент 16 задержки сформирует сигнал единичного .уровня, блок 12 ло". гического умножения также формирует сигнал единичного уровня, который переводит узел 10 разрешения коммутации в единичное состояние. При появлении сигнала единичного уровня на входах формирователей 13. и 25, подача импульсов управления на сипо5 997219 6 гулятором и входом элемента 16 задержки, выход которого соединен с первым входом блока 12 логического умножения, три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор 15, логический инвертор 14 и узел 11 .запрещения: коммутации с вторым выходом блока 8 управления инвертором, при этом выход блока 12 логичес- !О кого умножения соединен с первым входом узла 10 разрешения коммутации, второй вход которого соединен с вторым входом узла t1.çàïðåùåíèÿ коммутации и. через датчик 9 нуля тока — с 15 выходом датчика 3 тока.

Тиристорный регулятор 1 содержит силовой тиристор 17, коммутирующий тиристор 18 два коммутирующих конденсатора 19 и 20, зарядный резис- 2о тор 21, диод 22 и дроссель 23.

Блок 5 управления тиристорным регулятором содержит формирователь

24 сигналов управления коммутирующим тиристором 18, формирователь 25 2$ сигналов управления силовым тиристором 17 тиристорного регулятора, а также узел 26 сравнения, при этом вход узла 26 сравнения является первым входом блока 5. управления регулятором и соединен с выходом датчика 3 тока. Первый выход узла 26 соавнения соединен через формирователь 24 с управляющим входом коммутирующего тиристора 18, а второй его выход является вторым выходом блока 5 управления регулятором и соединен с управляющим входом силового тиристора 17 через формирователь 25, второй вход которого является вторым входом блока 5 управления регулятором.

Блок 8 управления зависимым инвертором содержит формирователь 27 сигналов управления тиристорами инвертора, первый вход которого соединен с выходом датчика 7 положения ротора и входом узла 28 идентификации зоны перекрытия, второй вход соединен с выходом узла 28 идентификации зоны перекрытия и является вторым выходом блока 8 управления инвертором. Электродвигатель 29 через инвертор 4 и регулятор 1 подключен к источнику питания 30.

Устройство работает следующим обМ разом °

В момент пуска положение ротора двигателя характеризуется наличием сигнала на выходе одного из шести

7219

25

ЗО,7. 99 вой тиристор. 17 и тиристор 6 прекращается. При появлении сигнала единичного уровня на первом вы ходе узла 26 сравнения коммутирующий тиристор 18 отпирается и подключает коммутирующие конденсаторы

19 и 20 параллельно силовому тиристору 17. Кроме того, коммутирующие конденсаторы 19 и 20 образуют вместе с дросселем 2 и фазными обмотками двигателя колебательный контур, в котором через определенное время ток спадает до нуля, и тиристоры. зависимого инвертора 4 и силовой тиристор 17 запираются. Так как тиристор б закрыт,. время коммутации значительно меньше, чем при наличии обратного вентиля и естественной коммутации.

Когда.ток в силовой. цепи спадает до нуля, датчик 9 нуля тока формирует. сигнал единичного уровня, который поступает на вторые входы узла 11 зап рещения коммутации и узла 10 разрешения коммутации. Узлы 10 и 11 формируют сигналы нулевого уровня, в результате блок 12 логического ум ножения оказывается закрытым, и на входы формирователей 13 и 25 импульсов управления поступает сигнал нулевого уровня, что обеспечивает поступление управляющих импульсов на тиристоры 17 и 18.

При достижении определенной ско рости вращения ротора, при которой возможна естественная коммутация тока в зависимом инверторе 4, частотный дискриминатЬр 15 формирует сигнал нулевого уровня, который, поступая на вход блока 12 логического умножения, закрывает его, и искусственная коммутация запрещается.

Таким образом, обеспечивается на" дежный пуск вентильного электродвигателя с зависимым инвертором. лятор, выход которого соединен через дроссель и датчик тока с основным входом зависимого инвертора, а входы соединены с выходом блока управления регулятором, имеющим второй выход и два входа, первый из которых соединен с выходом датчика тока, обратный вентиль, шунтирующий выход регулятора, датчик положения ротора, выход, которого связан с управляющими входами зависимого инвертора,через блок управления инвертором, имеющим второй выход, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности пуска, в него допол= нительно введены датчик нуля тока, узел разрешения коммутации, узел запрещения коммутации, блок логического умножения, формирователь импульсов управления обратным вентилем, логический инвертор,. частотный дискриминатор и элемент задержки, а обратный вентиль выполнен управляемым, причем его управляющий вход соединен с выходом формирователя импульсов управления обратным вентилем, первый вход которого соединен с вторым входом блока управления регулятором и выходом узла разрешения коммутации, а второй вход - с вторым выходом блока управления регулятором и входом элемента задержки, выход которого соединен с первым входом блока логического умножения,три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор, логический инвертор и узел запрещения коммутации с вторым выходом блока управления инвертором, при этом выход блока логического умножения соединен с

40 первым входом узла разрешения коммутации, второй вход, которого соединен с вторым входом узла запрещения ком,мутации и через датчик нуля тока с выходом датчика тока.

Источники информации, Формула изобретения

Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором, содержащее тиристорный регупринятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии t 49-38888, кл . 55C 2; опублик. 1974.

2. Заявка Японии Р 49-2683, кл. 55С 2, опублик. 1974.