Способ динамического торможения вентильного электродвигателя

Способ динамического торможения вентильного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Указанная цель достигается тем, что в способе динамического торможения вентильного электродвигателя на К-дом межкоммутационном интервале отключают анодную группу ключей преобразователя частоты (ПЧ) 2, а на (К+1)-м межкоммутационном интервале отключают катодную группу ключей ПЧ 2. Под К-м межкоммутационным интервалом понимается любой временной (угловой) интервал , ограниченный двумя ближайшими переключениями ключей ПЧ 2. Данньй способ позволяет увеличить тормозной момент и выравнять электромагнитные процессы в вентильном электроприводе . 2 ил . . fF н15 10 /Уч,// л со ч| 05 ГчЭ СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц 4 Н 02 P 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3914310/24-07 (22) 26,06.85 (46) 15.06.87. Бюл. Р 22 (71) Московский энергетический институт (72) А,А.Иванов и В.К.Лозенко (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Адволоткин Н.П. и др ° Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока. Л.: Энергоатомиздат, 1984, с. 160. (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ

ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Ука„„Я0„„1317629 А1 занная цель достигается тем, что в способе динамического торможения вентильного электродвигателя на К-дом межкоммутационном интервале отключают анодную группу ключей преобразователя частоты (ПЧ) 2, а на (К+1)-м межкоммутационном интервале отключают катодную группу ключей ПЧ 2. Под К-м межкоммутационным интервалом понимается любой временной (угловой) интервал, ограниченный двумя ближайшими переключениями ключей ПЧ 2. Данный способ позволяет увеличить тормозной момент и выравнять электромагнитные процессы в вентильном электроприводе. 2 ил.

13176

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с вентильными электродвигателями с высокой частотой пуска и останова, Цель изобретения — повышение КПД путем увеличения тормозного момента и повышение надежности путем вырав- нивания электромагнитных процессов.

На фиг, 1 представлена функциональная схема вентильного электродви- гателя; на фиг. 2 — линейные ЭДС (е) вращения в секциях якорной обмотки (а), диаграммы работы ключей преобразователя частоты при различных ал- 15 горитмах управления вентильным электродвигателем двигательного режима (б), режима противовключения (в), динамического торможения вида Т (r), динамического торможения вида Д (д), сим-20 метричного способа динамического торможения (е), несимметричного способа динамического торможения (ж), динамического торможения при двух включенных ключах (з), 25

Вентильный электродвигатель содержит (фиг. 1) синхронную машину 1,преобразователь 2 частоты и датчик 3 положенйя ротора., Электрическая машина 1 включает в себя якорную обмот- 30 ку с тремя секциями 4-6 и вращающийся индуктор 7, установленный на валу 8 (показан условно), на котором размещен также сигнальный элемент 9 датчика 3 положения ротора, причем сигнальный элемент 9 имеет возможность занимать любое угловое положение относительно индуктора 7, Преобразователь 2 частоты выполнен на шести ключах (транзисторах) 10-15, три 40 из которых (10-12) образуют анодную группу, а три других (13-15) — ка— тодную группу, Преобразователь 2 частоты содержит также шесть диодов

16 — 21 моста обратного тока. Датчик

3 положения индуктора выполнен в виде сигнального элемента 9 и чувствительных элементов 22-?7, Датчик 3 формирует управляющие сигналы для открывания ключей 10-13 преобразова— теля 2 частоты. Наличие напряжения на чувствительных элементах 22-27 (фиг. 2) свидетельствует о том, что соответствующий ключ преобразователя

2 частоты открыт.

На фиг. 2 диаграммы работы ключей преобразователя 2 частоты иллюстрируют двигательный режим работы вен-! тильиого электродвигателя, а также

29

2 тормозной в режиме противовключения, где — длительность включенного состояния ключа преобразователя 2 частоты. Кроме того, диаграммы на фиг,2 представляют известные режимы динамического торможения по симметричному и несимметричному способам управления, при которых ключи 10 — 12 анодной группы в преобразователе 2 частоты отключены. Для реализации известных способов управления в двигательном и тормозных режимах необходимо использовать датчики 3 положения ротора с соответствующими расположением чувствительных элементов

22-27 и конфигурацией сигнального элемента 9, сдвинутого на определенное угловое положение относительно индуктора 7, или функциональные преобразователи сигналов датчика 3 положения ротора.

Рассмотрим электрические процессы, происходящие в вентильном элект- родвигателе, например, на втором межкоммутационном интервале при работе в режиме динамического торможения.

Режим динамического торможения вентильного электродвигателя может быть осуществлен за счет образования электрических контуров для протекания тока под действием ЭДС вращения, наводимых в секциях 4-6 при вращении индуктора 7. Для обеспечения наибольшего тормозного момента необходимо использовать для образования электрических цепей секций якорной обмотки электрической машины, в которых наводится максимальное значение ЭДС вращения на межкоммутационном интервале. Максимальное значение линейной ЭДС вращения на втором межкоммутационном интервале е + наводится в секциях 4 и 6, На фиг, 2 показаны линейные ЭДС вращения. Индексы при е соответствуют позициям секций, в которых они наводятся, позиции секций приведены в той последовательности, в которой они находятся при протекании по ним контурных токов динамического торможения.

Для образования цепи контурного тока динамического торможения с действующей в .ней линейной ЭДС е + достаточно включить один из ключей 13 и 12 преобразователя 2 частоты.

Рассмотрим способ динамического торможения, когда на втором межкоммутационном интервале включен ключ

29 4

3 13176

13 (режим динамического торможения вида Т), В квазиустановившемся режиме динамического торможения вида Т до включения ключа 13 при включенном ключе 11 (интервал А) токи 1 54 и 1Ва

° А ° А (индексы соответствуют позициям секций обмотки якоря на фиг. 1) в сек.циях обмотки якоря протекают по це" пям: ключ 11 секции 5 и 4 диод 16 ключ 11 под действием ЭДС вращение 10 е, ключ 11, секции 5 и 6,диод 18 ключ 11 под действием спадающего участка ЭДС вращения е . При переходе на второй межкоммутационный ! интервал (В) после отключения ключа 15

11 и включения ключа 13 токи i z»

° В

В протекают одновременно через ключ 13 и замыкаются по цепям: ключ

13, диод 2 1, секции 6 и 4, ключ 13 под действием максимальной ЭДС вра — 20 . щения ев,, ключ 13, диод 20, секции

5 и 4, ключ 13 под действием спадающего участка ЭДС вращения .В

При этом как нарастающий ток . 8 так и спадающий ток i » замыкаются 25 внутри преобразователя 2 частоты и протекают одновременно через ключ 13.

Обеспечивается режим трехфазного короткого замыкания. Отсутствует рекуперация энергии в источник пита- 30 ния °

Рассмотрим режим динамического торможения, когда на втором межкоммутационном интервале включен ключ

12, В отличие от режима динамического торможения вида Т, когда транзистор (ключ 13) является общим при

8 образовании цепей спадающего 1 и нарастающего 1 контурных токов, ° 8 общим для цепей с нарастающим и спа- 40 дающим токами является диод (режим вида Д), Для реализации этого режима динамического торможения необходимо сигнальный элемент 9 переместить на угол 60 эл. град. в сторону опережаю-45 щей коммутации для данного направления вращения.

В квазиустановившемся режиме динамического торможения вида Д до включения ключа 12 при включенном .А .А ключе 13 (интервал А) токи 1. и 1, в секциях обмотки якоря протекают по цепям: ключ 13, диод 20, секции

5 и 4, ключ 13 под действием максимальной ЭДС вращения ев, ключ 13, диод 21, секции 6 и 4, ключ 13 под действием нарастающего участка ЭДС вращения еь . При переходе на второй межкоммутационный интервал (В).после отключения ключа 13 и включения клю° 8 в ча 12 токи i в отключаемой z» i в подключаемой ветвях обмотки якоря протекают одновременно через диод 16 по цепям: диод 16, источник питания, диод 20, секции 5 и 4, диод 16 под действием ЭДС самоиндукции, диод 16, ключ 12, секции 6 и 4, диод 16 под действием ЭДС вращения ев и ЭДС самоиндукции, возникающей в секции

4 при отключении секций 4 и 5 на коммутационном интервале, и под действием максимальной ЭДС вращения ев на остальном участке второго межкоммутационного интервала. Диод 16 связывает секции 5 и 4 с источником, и энергия, запасенная в индуктивностях секций 5 и 4, частично рекуперируется в источник, что способствует быстрому спаданию тока в них.Ток в секции 6 начинает нарастать со значения, которого он достиг на предыдущем первом межкоммутационном интервале. После окончания коммутационного процесса ток в секции 5 не протекает до момента, когда линейная

ЭДС вращения е превысит ЭДС ев °

Далее процессы в вентильном электродвигателе повторяются.

Режим динамического торможения может быть обеспечен при одновременном включении двух ключей преобразо-. вателя 2 частоты на каждом межкоммутационном интервале поочередно из анодной и катодной групп преобразователя 2 частоты, Датчик 3 положения ротора для управления ключами преобразователя 2 частоты в этом случае выполняют таким образом, что его сигнальный элемент 9 представляет собой два сегмента по 60 эл. град кахдый, расположенные .с промежутком в 60 эл. град. Этот режим динамического торможения полностью эквивалентен с точки зрения создания тормозного момента режиму симметричного динамического торможения. Образование электрических контуров происходит поочередно с помощью ключей анодной и катодной групп преобразователя

2 частоты, В отличие от симметричного способа динамического торможения используются только два ключа на каждом межкоммутационном интервале, а функцию третьего ключа выполняет диод моста обратного тока. Например, на втором межкоммутационном интерю г D e

ВНИИПИ Заказ 2432!53 Тираж ббО Подписное

Произв.-полигр. т р-тне, г. Уж прод, ул. Проектная, 4

5 131762 вале при включенных ключах 13 и 14 в образовании цепи протекания тока участвует диод 21, обеспечивая протекание тока по секции 6 в течение всего интервала, Включение ключа 15 на втором коммутационном интервале (как в известном устройстве) является избыточным.

Таким образом, реализация предлагаемого способа динамического тормо- !О жения позволяет увеличить тормозной момент и выравнять электромагнитные процессы в вентильном электродвигателе.

Формула изобретения

Способ динамического торможения вентильного электродвигателя с двухполупериодным преобразователем час- 20 тоты с ключами анодной и катодной

9 6 групп и диодным мостом обратного тока, заключающийся в том, что вентильный электродвигатель переводят в режим противовключения и отключают одну группу ключей преобразователя частоты, отличающийся тем, что, с целью повьыения КПд путем увеличения тормозного момента и повышения надежности путем выравнивания электромагнитных процессов, на

К-м межкоммутационном интервале отключают анодную группу ключей преобразователя частоты, на (К+1)-м межкоммутационном интервале отключают катодную группу ключей преобразователя частоты, причем под К-м межкоммутационным интервалом понимается любой временной (угловой) интервал, ограниченный двумя ближайшими переключениями ключей преобразователя частоты.