Способ управления вентильным электродвигателем со звеном постоянного тока при изменении знака его момента и устройство для его осуществления

Способ управления вентильным электродвигателем со звеном постоянного тока при изменении знака его момента и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ управления вентильным электродвигателем со звеном постоянного тока при изменении знака его, момента, заключающийся в том, что при изменении знака момента двигателя изменяют углы регулирования тиристорных групп выпрямителя и инвертора и формируют блокирующий сигнал определенной длительности, причем при переходе из двигательного режима в генераторный производят перевод выпрямителя в инверторный режим и задерживайт перевод инвертора в режим выпрямителя до снятия блокирующего сигнала, а при переходе из генераторного режт«а в двигательный производят перевод инвертора в инверторный режим и задерживают перевод выпрямителя в режим выпрямлеиия до снятия блокирующего сигнала, отличающийс я тем, что,с целью улучшения динами- . ческих показателей и надежности работы вентильного электродвигателя , а также расщирения области его применения, дрполнительно контролируют выпрямленный ток в звене постоянного тока и при достижении током нулевого значения производят снятие блокирующего сигнала, кроне того, при переходе из генераторного режима в двигательный на время существования блокирующего сигнала производят перевод выпрямителя в более глубокий инверторный режим путем увеличения угла управления выпрямителем. 2. Устройство для осуществлен ия i способа по п.1, содержащее синхронную машину, якорные обмотки которой (Л подключены к тиристорному преобразователю частоты со звеном постоянного тока, включакнцему в себя выпрямитель и инвертор, управляющие цепи ключей, которых подключены соответственно к выходам систем управления выпрямителем и инвертором, а также сглаживающий дроссель и шунтирующий тиристор, цепь управления которого подключена t 4 к выходу координатора, кроме того, устройство содержит систему автоматического регулирования, первый вход которой соединен через преобразоваэ тель сигнала с датчиком положения ротора, связанным с валом ротора эо синхронной машины, второй и третий входы соответственно с задатчиками тока и частоты вращения двигател, четвертый вход - с датчиком тока преобразователя частоты а один из ее выходов соединен с первым входом системы управления выпрямителем, вто рой вход которой подключен к выходу датчика напряжения,который этим выходом также соединен с первым входом координатора , второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам систем управления выпрямителем и

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 3 0 Н 02 К 29 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИД ."ТЕЛЬСТВУ (2 ) 3588063/24-07 (22) 07.02.83 (46) 15.11.84. Бюл. М 42 (72) В.H.Äåcÿòíþê,,Ö.H.Ðîäüêèí, В.Ю.Захаров и В.И.Буряченко (71) Криворожский ордена Трудового..

Красного Знамени горнорудный институт (53) 621.313.13 014 ° 2:621.382 (088.8) (56) 1.Экспресс-информация. Сер. Автоматизированный электропривод, электротехнология и электроснабжение промышленных предприятий . Информэлектро, 1975, ) 5.

2.Экспресс-информация. Cep. Аатоматизированный электропривод, электротехнология и электроснабжение промышленных предприятий . Информэлектро, 1973, 9 46. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ . ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ СО ЗВЕНОМ IIOCTOHHНОГО ТОКА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЗНАКА ЕГО

MOMEHTA И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ управления вентильным электродвигателем со звеном постоянного тока при изменении знака его, момента, заключающийся в том, что при изменении знака момента двигателя-изменяют углы регулирования тиристорных групп выпрямителя и инвертора и формируют блокирующий сигнал определенной длительности, причем при переходе из двигательного режима в генераторный производят перевод выпрямителя в инверторный режим и задерживают перевод инвертора в режим выпрямителя до снятия блокирующего сигнала, а при переходе из генераторного режима в двигательный производят перевод инвертора в .инверторный режим и задерживажт перевод выпрямителя в режим вы- . прямлеиия до снятия блокирующего сигнала, отличающийся тем, что,с целью улучшения динамических показателей и надежности работы вентильного электродвигателя, а также расширения области его применения, дополнительно контролируют выпрямленный ток в звене постоянного тока и при достижении током нулевого значения производят снятие блокирующего сигнала, кроме того, при переходе из генераторного режима в двигательный на время существования блокирующего сигнала производят перевод выпрямителя в более глубокий инверторный режим путем увеличения угла управления выпрямителем.

2. Устройство для осуществления способа по п.l, содержащее синхронную машину, якорные обмотки которой подключены к тиристорному преобразователю частоты со звеном постоянного тока, включающему в себя выпрямитель и инвертор, управляющие цепи ключей, которых подключены соответственно к выходам систем управления выпрямителем и инвертором, а также сглаживающий дроссель и шунтирующий тиристор, цепь управления которого подключена к выходу координатора, кроме того, устройство содержит систему автоматического регулирования, первый вход которой соединен через преобразователь сигнала с датчиком положения ротора, связанным с валом ротора синхронной машины, второй и третий входы соответственно с задатчиками тока и частоты вращения двигателя, четвертый вход — с датчиком тока преобразователя частоты, а один из ее выходов соединен с первым входом системы управления выпрямителем, второй вход которой подключен к выходу датчика напряжения, который этим выходом также соединен с первьм входом координатора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам систем управления выпрямителем и инвертором, а четвертый — к второму выходу преобразователя сигнала датчика положения ротора, который этим же выходом подсоединен к первому входу системы управления инвертором, второй вход которой соединен с вторым выходом координатора, подсоединенного третьим выходом к третьему входу системы управления выпрямителем, а четвертым выходом — к пятому входу системы автоматического регулирования, шестой вход которой соединен с первым выходом индикатора режима, подсоединенного двумя входами соответственно к второму выходу системы автоматического регулирования через первый формирователь сигнала и к первому выходу преобразователя сигнала датчика положения ротора через второй формирователь сигна-. ла, второй выход индикатора режима подключен к первому входу блока задания, второй вход которого соединен с задатчиком угла регулирования инвертора, выход блока задания подключен к третьему входу системы управления инвертором, а третий вход его подсоединен к второму выходу второго формирователя сигнала, подключенного вторым входом к эадатчику граничной частоты вращения двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в устройство дополнительно введены логическое устройство, включающее в себя Р -триггер и логический элемент ИЛИ-НЕ, нуль-орган и датчик выпрямленного тока, кроме того, индикатор режима снабжен двумя дополнительными входами, подключенными соответственно к выходу Р -триггера логического устройства и к выходу куль-органа, подсоединенного входом к датчику выпрямленного тока, а выход первого формирователя сигнала подключен к первому входу В-триггера логического устройства и к входу логического элемента ИЛИ-НЕ, подсоединенного. выходом к второму входу ) -триггера.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления быстродействующими автоматизированными электроприводами с вентильными двигателями.

Известен способ управления вентильным электродвигателем со звеном постоянного тока при изменении знака

его момента, заключающийся в том, что изменение знака момента двигателя осуществляется путем изменения углов регулирования тиристорных групп выпрямителя и инвертора с помощью соответствующих систем импульс но-фазового управления, причем при переходе двигателя из двигательного режима в генераторный выпрямитель переводится в инверторный режим работы, а инвертор — в выпрямительный, а прн переходе двигателя из генераторного в двигательный режим работы выпрямитель переводится в выпрямительный режим, а инвертор — в инверторный (1) .

Недостатком известного способа являются низкие динамические показатели, особенно на пониженных частотах вращения двигателя, что обусловлено следующими факторами. При переходе двигателя из генераторного режима работы в двигательный перевбд выпрямителя из инверторного режима в выпрямительный осуществляется практически мгновенно, а перевод инвертора нз выпрямительного режима в инверторный — по кривой ЭДС двига5

30 теля за определенный промежуток времени, зависящий от частоты вращения двигателя. При этом наблюдается значительное увеличение выпрямленного тока в звене постоянного тока при неизменном знаке ЭДС инвертора и двигатель не переводится в двигательный режим, а тормозится с еще большей интенсивностью до тех пор, пока инвертор не переведется в инверторный режим. При переходе двигателя из двигательного режима в генераторный выпрямитель переводится в инверторный режим по кривой сетевого напряжения за время, зависящее от угла регулирования, но не превышающее 0,01 с, а инвертор переводится в выпрямительный режим мгно. венно, что также создает предпосылки для увеличения выпрямленного тока и интенсивного торможения привода. Таким образом, известный способ управления вентильным электродвигателем со звеном постоянного тока при изменении знака его момен та создает предпосылки для возникновения рывков и ударов в приводимом механизме, снижает быстродействие привода и надежность его работы на пониженных частотах вращения, что ограничивает область применения вен. тильных электродвигателей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления вентильным электродвигателем со звеном постоянного то-, 1l24408 угла регулирования инвертора, выход блока задания подключен к третьему . входу системы управления инвертором, а третий вход его подсоединен к второму выходу второго формирователя сигнала, подключенного вторым входом к задатчику граничной частоты вращения двигателя (2) .

Недостатком данного способа управ1О ления вентильным двигателем со звеном постоянного тока при изменении знака его момента и реализующего его устройства является снижение динамических показателей двигателя при уве. личении диапазона. регулирования час15,тоты его вращения, что обусловлено постоянством интервала существования блокирующего сигнала. Длительность существования блокирующего сигнала задается исходя иэ условий обеспече20 ния средних динамических показателей двигателя во всем диапазоне регулирования частоты его вращения, а длительность перевода выпрямителя или инвертора из режима выпрямления

25 в режим инвертирования, осуществляемого по отрезку кривой соответственно сетевого напряжения или ЭДС двигателя, зависит от заданных углов регулирования тиристорных групп выЗр прямителя и инвертора. Кроме того, длительность перевода инвертора из выпрямительного режима в инверторный зависит также от частоты вращения двигателя. Если при переходе двигателя нз двигательного режима в генераторный длительность перевода выпрямителя в ннверторный режим больше длительности существования блокирующего сигнала, наблюдается увеличение выпрямленного тока в эве.

4О не постоянного тока и интенсивное торможение двигателя беэ рекуперацни энергии в сеть, а если меньше— снижается быстродействие двигателя. !

1рн переходе двигателя из генератор

45 ного режима в двигательный и работе его в диапазоне низких частот вращения вследствие того, что длительность перевода инвертора в инвертор. ный режим больше длительности су-. ществования блокирующего сигнала, также наблюдается увеличение выпрямленного тока в звене постоянного тока и интенсивное торможение двигате. ля вместо перевода его в двигатель-. ный режим, что снижает надежность работы двигателя и его быстродейст вие, а при работе двигателя в диапазоне высоких частот вращения вследствие того, что длительность существования блокирующего сигнала больше еО длительности перевода инвертора иэ выпрямительного в ннверторный режим, :двигатель становится неуправляемым до снятия блокирующего сигнала, что и также снижает надежность его работы.. ка при изменении знака его момента, заключающийся в том, что при изменении знака момента двигателя изменяют углы регулирования тиристорных групп выпрямителя и инвертора н формируют блокирующий сигнал определенной длительности, причем при переходе иэ двигательного режима в генераторный производят перевод инвертора в инверторный режим и задерживают перевод выпрямителя в режим выпрямления до снятия блокирующего сигнала.

Известный способ реализуется устройством, содержащим синхронную машину, якорные обмотки которой подключены к тиристорному преобразователю частоты со звеном постоянного тока, включающему выпрямитель и инвертор, управляющие цепи ключей которых подключены соответственно к выхсдам систем управления выпрямителем и инвертором, а также сглаживающий дроссель и шунтирующий тиристор, .цепь управления которого. подключеНа к выходу координатора, кроме того, устройство содержит систему автоматического регулирования, один вход которой соединен через преобразователь сигнала с датчиком положения .ротора, связанным с валом ротора синхронной машины, второй и третий входы соответственно с задатчиками тока и частоты вращения двигателя, четвертый вход — с датчиком тока преобразователя частоты, а один из ее выходов соединен с первым входом системы управления выпрямителем, второй вход которой подключен к выходу датчика напряжения, который этим выходом также соединен с пер. вым входом координатора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам систем управления выпрямителем и инвертором, а четвертый — к второму выходу преобразователя сигнала датчика положения, который этим же выходом подсоединен к первому входу системы управления инвертором, второй вход которой соединен с вторым выходом координатора, подсоединенного третьим выходом к третьему входу системы управления выпрямителем, а чет вертым выходом - к пятому входу системы автоматического регулирования, шестой вход которой .соединен с ..пер-. вым выходом индикатора режима, под«. соединенного двумя входами соответственно к второму выходу системы автоматического регулирования через первый формирователь сигнала и к пер вому выходу преобразователя сигнала датчика положения ротора через второй преобразователь сигнала, второй выход индикатора режима подключен к первому входу блока задания, второ вход которого соединен с задатчиком б5 Таким образом, данный способ управле1124408 ния вентильным электродвигателем и реализующее его устройство снижает динамические показатели и надежность работы двигателя при широком диапазоне регулирования частоты его вращения, что ограничивает область примейения вентильных электродвигателей, в частности ограничивает применение их для привода механизмов со сложными динамическими режимами и с широким диапазоном регулирования скорос- 10 ти.

Цель изобретения — улучшение динамических показателей и надежности работы вентильного электродвигателя, . а также расширение области его при- 35 менения.

Цель достигается тем, что согласно способу управления вентильным электродвигателем со звеном постоянного тока при изменении знака его момента дополнительно контролируют выпрямленный ток в звене постоянного тока и при достижении током нуленого значения производят снятие блокирующего. сигнала, кроме того, при переходе из генераторного режима в двигательный на время существования блокирующего сигнала производят перевод выпрямителя в более глубокий инверторный режим путем увели-, чения угла управления выпрямителем.

Такой способ может быть осуществлен устройством, содержащим синхронную машину, якорные обмотки которой подключены к тиристорному преобразователю частоты со звеном постоянного 3S тока, включающему выпрямитель и инвертор, управляющие цепи ключей которых подключены соответственно к. выходам систем управления выпрямителем и инвертором, а также сглаживаю-. 40 щий дроссель и шунтирующий тиристор, цепь управления которого подключена к выходу координатора, кроме того, устройство содержит систему автоматического .регулирования, первый. . 45 вход которой соединен через преобразователь сигнала с датчиком положения ротора, связанным с валом ротора синхронной машины, второй и третий входы соответственно.с.задатчиками тока и частоты вращения двигателя, четвертый .вход - с датчиком тока . преобразователя частоты,.а один из ее выходов .соединен с первым .входом системы управления. выпрямителем, второй вход которой подключен к выходу датчика напряжения, который этим выходом также соединен с первым входом координатора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам систем управления выпрямителем и ннвертором, а четвертый к второму выходу преобразователя сигнала датчика положения ротора, который этйм же выходом подсоединен к первому входу системы управления 65;; инвертором, второй вход которой соединен с вторым выходом координатора, подсоединенного третьим выходом к третьему входу системы управления выпрямителем, а четвертым выходом— к пятому входу системы автоматического регулирования, шестой вход которой соединен с первым выходом индикатора режима, подсоединенного двумя входами соответственно к второму выходу системы автоматического регулирования через первый формирователь сигнала и к первому выходу преобразователя сигнала датчика положения ротора через второй формирователь сигнала, второй выход индикатора режима подключен к первому входу блока задания, второй вход которого соеди нен с задатчиком угла регулирования инвертора, выход блока задания подключен к третьему входу системы управления инвертором, а третий вход его подсоединен к второму выходу второго формирователя сигнала, подключенного вторым входом к задатчику граничной частоты вращения двигателя, в которое дополнительно введены логическое устройство,включающее в себя 11 -триггер и логический элемент ИЛИ-НЕ, нуль-орган и датчик выпрямленного тока, кроме того, индикатор режима снабжен двумя дополнительными входами, подключенными соответственно к выходу 3 -триггера логического устройства и к выходу нуль-органа, подсоединенного входом к датчику выпрямленного .тока, а выход первого формирователя сигнала подключен к первому входу Э -триггера логического устройства и к входу логического элемента ИЛИ-НЕ, подсоединенного выходом к второму входу Д -триггера.

На фиг. 1 приведены диаграммы (а — напряжения выпрямителя; б—

ЭДС инвертора; в — блокирующего . сигналау r — выпрямленного тока в звене постоянного тока.-. при.переходе двигателя .из генераторного .режима в двигательный); на фиг. 2— диаграммы (а — напряжения выпрямителя; б - ЭДС инвертора; в — блокирующего сигнала1 г — выпрямленного тока в звене постоянного тока -,при. переходе двигателя из двигательного режима в генераторный);. на .фиг..З функциональная схема.вентильного электродвигателя1 на фиг. 4 †. формирование управляющих импульсов тиристоров инвертора при переводе eFo иэ инверторного режима в выпрямительный; на фиг. 5 — формирование управляющих импульсов тиристоров инвертора при переводе его из выпрямительного режима в инверторный1 на фиг. б — функциональная схема логического устройства; на фиг. 7 — временные диаграм1124408 мы входных и выходных сигналов индикатора режима работы.

На фиг. 1 и фиг. 2 обозначено: () — напряжение выпрямителя; Eg — ЭДС инвертора; ы, р> и 8„,P», — углы управления и опережения управления соответственно выпрямителя и инвертора; БС вЂ” блокирующий сигнал; 1,) выпрямленный ток в звене постоянного тока; Ч - относительная скорость вращения синхронной машины1 U — текущее 10 значение времени в радианной мере частоты сети; Ц Va< где и — круговая частота сети; 1 — время.

Устройство (фиг. 3 и фиг. 6) содержит выгрямитель 1, который через 15 звено постоянного тока соединен с входом инвертора 2, выход которого подключен к синхронной машине З,вал которой связан с датчиком положения ротора 4, датчик выпрямленного тока

5, датчик тока преобразователя частоты б, датчик напряжения 7, выход которого подключен к второму входу системы управления выпрямителем 8 и к первому входу координатора 9, второй выход которого подключен к второму входу системы управления инвертором 10, первый вход которого соединен с вторым выходом преобразователя сигнала ll датчика положения ротора 4, систему автоматического регулирования 12, входы которой подсоединены соответственно к первому выходу преобразователя сигнала 11, к задатчику тока «>, к задатчику частоты вращения ы> и к датчику то- 35 ка 6, а первый выход — к первому входу системы управления выпрямителем 8, третий вход которой соединен с третьим выходом координатора 9, а выход - с управляющими цепями клкчей 40 выпрямителя 1 и с вторым входом координатора 9, первый выход которого соединен с управляющей цепью тиристора, шунтирующего сглаживающий дроссель в звене постоянного тока, . 45 а третий и четвертый входы подключены соответственно к выходу системы упразления инвертором 10, соединенной этим же выходом с управляющими цепями ключей инвертора 2, и к второму выходу преобразователя сигнала, 50

ll,шестой вход системы автоматического регулирования 12 соединен с первым выходом индикатора режима 13, второй выход которого соединен с первым входом блока задания 14, второй вход которого соединен с задатчиком углов регулирования и нвертора и „ = р„(ю„), а выход подключен к третьему входу системы управления инвертором 10, первый формирователь сигнала 15, 60 вход которого подключен к второму выходу системы автоматического регулирования, а выход — к первому входу индикатора режима 13 и входам

2 -триггера и логического элемента 65

HJIH-HE (фиг. 6), логического устройства 16, выход логического элемента подключен к второму входу 2 -триггера, выход которого, являющийся выходом логического устройства 16, сое. динен с третьим входом индикатора режима 13, нуль-орган 17, вход которого подключен к датчику выпрямленного тока 5, а выход — к четвертому входу индикатора режима 13, и второй формирователь сигнала 18, два входа которого подключены соответственно к первому выходу преобразо< вателя сигнала 11 и к задатчику граничной частоты вращения двигателя

Я,, а выходы — к второму входу индикатора режима 13 и к третьему входу блока задания 14.D -триггер 19 и логический. элемент ИЛИ-НЕ 20 образуют логическое устройство 16.

Способ управления вентильным электродвигателем со звеном постоян ного тока при изменении знака его момента заключается в следующем.

В вентильном электродвигателе со звеном постоянного тока изменение знака момента двигателя производят путем регулирования углов управления тиристорных групп выпрямителя и инвертора. При этом изменяются знаки напряжения выпрямителя (фиг.1а и 2а) и ЭДС инвертора (фиг. 16 и 25), а выпрямленный ток в звене постоянного тока своего направления не изменяет (фиг. 1 и 2z).

Для перевода двигателя из генера. торного режима работы в двигательный формируют блокирующий сигнал (фиг. 1S) длительность которого определяется максимальным интервалом перехода инвертора из выпрямительного режима в инверторный на минимальной .рабочей частоте вращения вентильного двигателя. С помощью блокирующего сигнала увеличивают угол регулирования тиристорной группы выпрямителя до максимально возможного, чем переводят выпрямитель в более глубокий инверторный режим (фиг. lа), обеспечивая скорейшее спадание выпрямленного тока s звене постоянного тока до нуля. Угол регулирования тиристорной группы инвертора увеличивают и контролируют уровень выпрямленного тока (фиг. 12) в звене постоянного тока. Инвертор начинает переходить нз вйпрямленного в инверторный режим (фиг. 18), но так как уровень выпрямленного тока снижается, то при достижении им нулевого значения тиристоры инвертора запираются.

После достижения выпрямленным током нулевого значения и надежного запирания тиристоров инвертора снимают блокирующий сигнал, уменьшают угол регулирования тиристорной груп ° пы выпрямителя и практически мгно1124408

10 венно переводят его в выпрямительный режим (фиг. la). Одновременно с выпрямителем вступает в работу в инверторном режиме инвертор (фиг.lS)

Вентильный двигатель начинает работать в двигательном режиме.

Для перевода двигателя из двигательного режима работы в генератор, ный формируют сигнал (фиг. 26), блокирующий управление выпрямителем в режиме выпрямления и увеличивают угол регулирования тиристорной группы выпрямителя. Угол регулирования тиристорной группы инвертора на время существования блокирующего сигна ла оставляют неизменным. Причем дли- 15 тельность блокирующего сигнала в этом случае выбирают равной максимальному интервалу перехода выпрямителя из выпрямительного режима в инверторный. 20

Таким образом осуществляют перевод выпрямителя в инверторный режим (фиг. 2a) и задерживают перевод инвертора в режим выпрямления (фиг.20)

При этом контролируют уровень выпрямленного тока в звене постоянного тока, который снижается (фиг. 2 )

После достижейия выпрямленным током нулевого значения через интервал времени И (фиг. 2z), достаточный для восстановления запирающих свойств тиристоров ннвертора, снимают блокирующий сигнал, уменьшают угол регулирования тиристорной группы инвертора и практически мгновенно переводят его в режим выпрямления. Рзнтильный электродвигатель начинает работать в генераторном режиме.

Таким образом, данный способ управления вентильным двигателем 40 со звеном постоянного тока при из- менении знака его момента обеспечива.ет максимальное быстродействие вентильного двигателя во всем диапазоне регулирования частоты его враще- 45 ния, ликвидирует броски выпрямленного тока и уменьшает зону неуправляемости двигателя в переходных режимах что улучшает динамические показатели и надежность работы вентильного дви- 5О гателя.

Устройство, реализующее данный способ, функционирует следующим образом.

В устройстве (фиг. 3) выпрямитель

1 управляется обычной системой фазового управления 8, которая синхронизируется с сетью датчиком напряжения

7. Фаза управляющих импульсов выпрямителя 1 зависит от величины выход- бО ного сигнала системы автоматического регулирования 12, на втором и четвертом входах которой сравниваются сигналы заданного и истинного I; значений токоВ. На пятый и шестой входы б5 системы автоматического регулирования 12 подаются сигналы управления в пусковом режиме и при изменении знака момента двигателя.

-Инвертор 2 управляется специальной системой фазового управления 10.

На ее входы подаются сигналы датчика положения 4 ротора синхронной машины 3 через преобразователь сигнала

1l датчика положения ротора и сигнал заданного угла регулирования от задатчика

Для пуска двигателя управляющие импульсы систем фазового управления

8 и 10 перерабатываются в координаторе 9 и подаются на один из входов системы автоматического регулирования 12 и на управляющий вход тиристора 21, шунтирующего сглаживающий дроссель 22 в звене. постоянного тока.

Координатор 9 служит также для согласования во всем рабочем диапазоне управляющих импульсов последовательно расположенных тиристоров выпрямителя 1 и инвертора 2 по отношению к переменным напряжениям.

Системы фазового управления 8 и

10 обеспечивают работу вентильного двигателя во всех четырех квадрантах.

При достижении двигателем часто-. ты вращения, задаваемой задатчиком . граничной частоты, Q (uz - частота„ при которой противо-ЭДС двигателя достаточная для осуществления естественной коммутации тиристоров инвертора 2) блоком 18 формируется сигнал, который поступает через блок задания 14 на третий вход системы фазового управления 10 инвертором 2 и служит для переключения инвертора от пускового режима с искусственной коммутацией тиристоров инвертора 2 к режиму .инвертора ведомого нагрузкой. При этом коммутация тиристоров инвертора 2 осуществляется за счет противо-ЭДС двигателя 3. Блок 18 также формирует сигнал действительного вращения ротора двигателя 3, поступающий на второй вход индикатора режима 13, на первый и третий входы которого подается сигнал заданного знака момента вращения двигателя, формируемый блоком 15 и ло- гическим устройством 16. В результате индикатор режима работы 13 формирует блокирующий сигнал определенной длительности, который поступает на шестой вход системы автоматического регулирования 12 и на первый вход блока задания 14. Блокирующий сигнал осуществляет управление переходом двигателя 3 от двигательного режима работы к генераторному и обратно, воздействуя соответствующим образом на системы фазового управления выпрямителем 8 и инвертором 10.

1124408

Так в исходном положении вентиль- В связи с переводом выпрямителя ный двигатель стоит и сигналы с пер- 1 в инверторный режим работы ур

1 б ты овенМ вого формирователя сигналов (фС1) 15, выпрямленного тока, контролируемый логического устройства (Лу) 16, нуль- датчиком 5, в звене постоянного тооргана (НО)17, и второго формирова- ка снижается (фиг. 2 ). После достителя сигналов (фс2) 18 (фиг. 7) — 5 жения выпрямленным током нулевого нулевые (0 ). значения тиристоры инверторной груп"

Прн поступлении команды Пуск пы начинают закрываться, а на выходе я яется 0 ° В вентильного двигателя (момент време- нуль-органа 17 появляетс ° ни (,, фиг. 7) сигналом с системы результате с интервалом времени а t автоматического регулирования 12 10 (фиг. 7), достаточным для восстановпервый формирователь сигнала 15 пере ления запирающих свойств тиристоров водит свой выходной сигнал в состоя- инвертора 2, первый и второй выходы ние 1 (двигательный режим рабо- индикатора режима 13 переводятся ты вентильного двигателя, фиг. 7).

Этот сигнал поступает на первый вход 15 фиг. 7). При этом снимается блокируиндикатора режима 13, который в этом ющий сигнал с шестого выхода систеслучае формирует на втором выходе мы автоматического ре=улирования 12 сигнал 1 . (ИР вых.2, фиг ° 7), on- и она начинает управлять выпрямитеРеделяющий инверторный режим работы лем 1, работающим в инверторном режиинвертора 2 (фиг. 3). На первом вы- 20 ме Инвертрр по команде. Поступаюд катора режима 13 (ИР вых.l, щей с второго выхода индикатора реходе индикатора реж а ания 14 с помофиг. 7) сигнал 0 и режим работы жима 13 на блок задани выпрямителя 1 (фиг. 3) определяется щью системы упр л и авления 10 практичессигналом с системы автоматического ки мгновенно пер д но пе ево ится в режим

Регулирования 12., поступающим в его >> выпрямления. Вен и вып ямления. Вентильный двигатехр аботает в генераторном ресистему управления 8. Выходной сиг- при этом работае нал логического устройства 16 — 0

После появления тока в звене по- Таким образом

Таким об азом обеспечивается оптимальное быстродействие вентильного стояяного тока и начала разворота якоря двигателя 3 срабатывают фор- двигателя за Р У Р вигателя за счет регулирования длимирователь сигнала 18 и нуль-орган

17 и на их выходах появляются 1 (фиг. 7), которые поступают на вто- ния выпрямителем и и ямителем 1 и исключаются рой и четвертый входы индикатора - броски тока при переходе от двигарежима 13. Вентильный двигатель тельного режима к генераторному за работает в двигательном режиме: вы- З5 счет снижения выпрямленного тока в прямитель — в режиме зыпрямления, звене постоянного тока до нуля и инвертор — в режиме инвертирования. надежного запирания тиристоров инвертора 2.

При поступлении команды на перевод вентильного двигателя из дви- 4() В случае необходимости перевсда гательного режима работы в генера- двигателя 3 из генераторного режима торный по сигналу системы автомати- работы в двигательный первый формического регулирования 12 первый рователь сигнала 15 по команде с формирователь сигнала 15 переводит системы автоматического регулирова° свой выход в состояние 0 . При 45 ния 12 переводит свой выход в состо. этом срабатывает. 3 -триггер 19 логи- яние 1 (момент времени 1 фиг.7).

;ческого устройства 16 (фиг. 6) и на При этом 3) -триггер 19 логического его выходе появляется 1 (фиг .7), устройства 16 сигналом, поступающим поступающая на третий вход индикато- Hà его второй вход через элемент ра режима 13 В результате на первом ИЛИ-НЕ 20, возвращается в исходное

50 выходе индикатора режима 13 формиру- состояние и на его выходе- появляется ется блокирующий сигнал (фиг. 26 и 7) 0 . С выхода блока 15 сигнал поступающий на шестой вход системы 1 .также поступает на первый вход автоматического регулировання 12 H индикатора режима 13, который формиблокирующий ее первый выход. В резуль рует на своих первом и втором выхотате угол регулирования тиристорной дах сигналы (фиг. 7), один нз котогруппы выпрямителя 1 увеличивается рых поступает на шестой вход системы и он переводится с помощью системы автоматического регулирования 12, а фазового управления 8 в инверторный второй — на третий вход блока задарежим работы. Угол регулирования ти- ния 14. В результате система автомаристорной группы инвертора 2 на дан- 6О тического регулирования 12, воздейст ном этапе перевода вентильного двига- вуя на систему фазового управления теля из двигательного режима работ;я 8, увеличивает угол регулирования . в генераторный остается неизменным тиристорной группы выпрямителя 1 и и инвертор продолжает работать в ре-, переводит его в. более глубокий инжиме инвертирования. 65 верторный режим, обеспечивая тем

14

1124408

13 самым скорейшее снижение уровня выпрямленного тока в звене постоянного тока. Блок задания 14, воздействуя на систему фазового управления 10, увеличивает угол регулирования тиристоров инвертора 2 и переводит 5 его н инверторный режим работы (фиг. 1).

При таком управлении тиристорными преобразователями 1 и 2 обеспечивается быстрое снижение уровня выпрямленного тока в звене постоянного тока до нуля и эапирание тиристоров инвертора 2.

После достижения выпрямленным током нулевого значения срабатывает, 15 нуль-орган 17 и подает команду индикатору режима 13 на снятие блокирующего сигнала с его первого .выхода, который снимается через интервал времени И (фиг. 1 и 7), достаточный для восстановления запирающих свойств тиристоров инвертора 2.

После снятия блокирующего сигнала система автоматического регулирования 12, воздействуя на систему 75 фазового управления 8, мгновенно уменьшает угол регулирования тиристорной группы выпрямителя 1 и практи. чески мгновенно переводит его в режим ныпрямления, а система фазового управления 10 сохраняет заданный в начале перехода режим работы, генерируя управляющие импульсы в порядке, обеспечивающем работу инвертора 2 в иннерторном режиме. Вентильный двигатель при этом работает в двигательном режиме.

Такое осуществление перехода нентильного двигателя от генераторного режима работы к двигательному обеспечивает оптимальное быстродейст- 40 ние двигателя но всем диапазоне регулирования частоты его вращения .за счет регулирования длительности пе-. рехода в зависимости от частоты вращения ротора двигателя и от era на- 45 грузки,т.е ° в зависимости от длительности спадания выпрямленного тока до нуля и восстановления запирающих свойств тиристоров инвертора, а ° также исключаются броски выпрямленного тока в переходном режиме.

На фиг. 4 и фиг. 5 показано формирование управляющих импульсов тиphcTopoB инвертора 2 при переходе двигателя 3 соответственно из двигательного режима в генераторный и наоборот.

Для формирования промежуточных сигналон А, В, С преобразователя сиг нала 11, поступающих на первый вход системы фазового управления 10 иннертором 2, в двигательном режиме работы используются передние фронты сигналов х, ., т датчика положения ротора 4, а в генераторном режиме работы.- задние фронты сигналов 65 х, ),,Z . Причем в двигательном режиме сигналы А, В, С опережают сигналы x, t), l на угол опережения упранления инвертором 3» задаваемый эадатчиком м „, а в генераторном. режиме сигналы А, В, С отстают от сигналов датчика положения ротора