Способ управления вентильным электродвигателем в режиме токового регулирования

Способ управления вентильным электродвигателем в режиме токового регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение энергетических показателей вентильного электропривода. С этой целью в способе управления вентильным электродвигателем с двумя якорными обмотками 2, 3, подключенными к мостовым преобразователям частоты соответственно с катодными 13, 16 и анодными 12, 15 группами ключей, на каждом межкоммутационном интервале контролируют направление протекания тока в отключенной фазе. Если направление этого тока совпадает с направлением тока, протекающего в этой фазе до смены межкоммутационного интервала, то ток в I-й фазе первой обмотки 2 регулируют ключами другой группы мостового преобразователя частоты 11. Так, если до смены межкоммутационного интервала ток в одной из фаз обмотки регулировали ключами анодной группы преобразователя 11, то после смены межкоммутационного интервала в первой обмотке, в случае совпадения направления тока в отключенной фазе первой обмотки с направлением тока в этой фазе до смены межкоммутационного интервала во второй обмотке, регулирование тока в первой обмотке производят ключами катодной группы 13 преобразователя частоты. В результате в отключенной фазе уменьшается величина тока, уменьшаются потери меди и не создается вращающего тормозного момента. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1480077

А2 (51)4 Н 02 P 6/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! — l

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1415348 (21) 4239365/24-07 (22) 04.05.87 (46) 15.05.89. Бюл. Ю 18 (71) Московский энергетический институт (72) В.И.Катаев и В.И.Тимофеев (53) 621.316.71(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1415348, кл. Н 02 Р 6/02, 1986. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ В РЕЖИМЕ ТОКОВОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение энергетических показателей вентильного электропривода.

С этой целью в способе .управления вентильным электродвигателем с двумя якорными обмотками 2, 3, подключенными к мостовым преобразователям частоты соответственно с катодными

13, 16 и анодными 12, 15 группами ключей, иа каждом межкоммутационном интервале контролируют направление протекания тока в отключенной фазе.

Если направление этого тока совпадает с направлением тока, протекающего в этой фазе до смены межкоммутационного интервала, то ток в 1.-й фазе первой обмотки 2 регулируют ключами другой группы мостового преобразователя частоты ll, Так, если до смены межкоммутационного интервала ток в одной из фаз первой обмотки регулировали ключами анодной группы преобразователя 11, то после смены межкоммутационного интервала в первой обмотке в случае совпадения направления тока в отключенной фазе первой обмотки с направлением тока в этой фазе до смены межкоммутационного интервала во второй обмотке регулироние тока в первой обмотке производят ключами катодной группы 13 преобразователя частоты. В результате в отключенной фазе уменьшается величина тока, уменьшаются потери меди и не создается вращающего тормозного момента. 5 ил.

1480077

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильному электроприводу, и может быть использовано в регулируемых электроприво5 дах с многообмоточными электродвигатеЛями и мостовыми преобразователями частоты.

Целью изобретения является повышение энергетических показателей вен- 10 тильного электродвигателя в режиме токового регулирования, На фиг.l изображена блок-схема вентильчого электродвигателя с двумя трехфаэными обмотками якоря; на 15 фнг.2 — принципиальная схема силовой части вентильного электродвигателя; на фиг.3 — принципиальная схема источника управляющих сигналов; на иг.4 — зпюры напряжени 1 0 у э U4 U в Ъ ) В узл х блок-схемы фиг.l и принципиальной схемы фиг.2; на фиг.5 — диаграмма тока в одной фазе обмотки якоря вен25 тильного,электродвигателя при разных способах управления при токовом регулиров анни.

Индексы при напряжения на эпюрах фиг,4 соответствуют позициям фиг.l, Зи4. 30

Вентильный электродвигатель содержит электрическую машину 1 с индуктором, имеющим число пар полюсов р=l, и двумя трехфаэными обмотками -2 и 3 якоря с фазами 4 — 6 и 7 — 9 соот- 35 ветственно.

Первая обмотка 2 якоря связана с источником 10 питания через первый преобразователь 11 частоты, имеющий анодную 12 и катодную 13 группы клю- 40 чей. Вторая обмотка 3 якоря связана с источником 10 питания через второй преобразователь 14 частоты, имеющий анодную 15 и катодную 16 группы ключей. Информация о направлении проте- 45 кания тока в отключаемых фазах первой 2 и второй 3 обмоток якоря поступает с датчиков 17 и 18 тока соот-: ветственно, входы которых связаны с фазами 4 — 6 и 7 — 9 соответственно, 50 а выходы — с источником 19 управляющих сигналов, вход 20 которого связан с генератором 21 импульсов токового регулирования. Источник 19 управляющих сигналов связан с входами 55 ключей анодной 12 и катодной 13 групп первого преобразователя ll частоты и с входами ключей анодной 15 и катодной 16 групп второго преобразователя 14 частоты, Анодная группа 12 первого преобразователя частоты состоит из ключей 22 — 24 (фиг.2), катодная группа 13 — иэ ключей 25 — 27. Анодная группа 15 второго преобразователя 14 частоты состоит из ключей 28 — 30, катодная группа 16 — из ключей 31

33.

В качестве примера приведены транзисторные ключи. Преобразователи 11 и 14 частоты снабжены диодами моста обратного тока.

Источник 19 управляющих сигналов может быть выполнен как по разомкнутой схеме на базе генератора им пульсов и распределителя, так и по замкнутой, например, с использованием датчика положения ротора. Источ" ник 19 управляющих сигналов для управления ключами первого преобразователя 11 частоты может быть выполнен по замкнутой схеме (фиг ° 3)

Регулирование тока в обмотках вентильного электродвигателя также можно осуществлять как по разомкнутой схеме от внешнего генератора 21 импульсов (фиг.l), так и по замкнутой — с изменениемдатчика тока вентильного электродвигателя и порогового элемента.

Датчики 17 и 18 направления протекания тока могут быть выполнены и установлены, например, в виде резисторов в цепи обмоток 2, 3 °

Источник 19 управляющих сигналов для управления ключами первого преобразователя 11 частоты может быть выполнен на базе датчика 34 положения ротора (фиг.3) с двумя комплектами чувствительных элементов, сдвинутыми один относительно другого на угол Ti/б.

Первый комплект чувствительных элементов имеет выходы 35 — 37, связанные с управляющими выводами ключей 22-27 первого преобразователя 11 частоты через функциональный преобразователь 38. Три первых выхода функционального преобразователя 38 связаны с управляющими выводами ключей 22 — 24 анодной группы 12 первого преобразователя 11 частоты через блок 39 "Запрет". Три других вывода функционального преобразователя 38 связаны с управляющими выво1480077 дами ключей 25 — 27 катодной группы !

3 первого преобразователя 11 частоты через блок 40 "Запрет".

Распределитель 4! импульсов, информационные входы которого связаны с выходами дешифратора 42 функционального преобразователя 38 и выходами 43 — 48 датчика 17 тока, а управляющий вход 20 — с генератором

21 импульсов, имеет три выхода, сое-диненных с блоком 39 "Запрет", и три выхода, соединенных с блоком 40

"Запрет".

Датчик 34 положения ротора может !5 быть любого типа, например индуктивный с подмагничиванием. На его выходах 35 — 37, 49 — 51 формируются сигналы (фиг.4) о положении ротора электрической машины 1, смещен- 20 ные в комплектах для рассматриваемого случая один относительно другого на угол 27!/3. Длительность каждого сигнала соответствует угловому повороту ротора на угол . _#_ . .Сигналы второго комплекта чувствительных элементов отстают от сигналов первого комплекта на длительность, соответствующую угловому повороту ротора на угол и/6. 30

Вторая часть источника 19 управляющнх сигналов для управления ключами второго преобразователя 14 частоты строится аналогичным образом.

Устройство, реализующее способ управления вентильным электродвигателем, в режиме токового регулирования,работает следующим образом.

Пусть ротор вентильного электродвигателя вращается и на управляющий 40 вход 20 источника 19 управляющих сигналов поступают импульсы с выхода генератора 21 (фиг.4) импульсов. При этом регулирование тока в обмотках

2 и 3 электродвигателя осуществляет- 45 ся посредством коммутации только одной группы ключей каждого из преобразователей 11 и 14 частоты. Например, на интервале времени t „- регулирование осуществляется посредством коммутации ключа 23 анодной группы 12 первого преобразователя 11 частоты и ключа 33 катодной группы 16 второго преобразователя 14 частоты.

Рассмотрим работу источника 19 управляющих сигналов при формировании управляющих сигналов для ключей пер-— вого преобразователя 11 частоты. Сигналы с датчика 34 положения ротора поступают на функциональный преобразователь 38, где осуществляется контроль смен межкоммутационных интервалов (фиг.3). Например, в момент времени t, на выходе 3 дешифратора 42 формируется сигнал логической единицы, а остальные выходы обнуляются, что приводит к отключению ключом 22 анодной группы 12 первого преобразователя 11 частоты фазы 4 первой обмотки 2 якоря от источника 10 питания. При этом на первый вход логического элемента 52 распределителя

41 импульсов поступает логическая единица с третьего выхода дешифратора 42, на второй (инверсный) вход этого элемента поступает логический нуль с выхода 43 датчика 17 тока, а третий вход соединен с генератором

21 импульсов через вход 20. Таким образом, в момент времени t, генератор 21 импульсов через логический элемент 53 и блок 39 "Запрет" подключается к ключу 23 анодной группы

12 первого преобразователя 11 частоты. В момент времени t< на выходе

43 датчика 17 тока появляется логическая единица, что приводит к отключению генератора 21 импульсов от ключа 23 анодной группы и подключению

его через логические элементы 54, 55 и блок 40 "Запрет" к ключу 27 катодной группы 13. В момент времени происходит смена межкоммутационного интервала во второй обмотке 3 якоря. На выходе 43 датчика 17 тока появляется логический нуль, и до момента времени t происходит процесс, аналогичный описанному вьппе в интервале времени t, — t q. В момент времени t < на выходе 43 датчика 17 тока появляется сигнал логической единицы, и до момента времени t происходит процесс, аналогичный описанному вьппе в интервалс времени tg-t .В момент времени на третьем выходе дешифратора 42 появляется логический нуль, а на втором выходе — логическая единица, что приводит к отключению фазы 6 первой обмотки 2 якоря от источника 10 питания ключом 27 катодной группы 13 преобразователя 11 частоты. Порядок работы распределителя

41 импульсов с момента времени t аналогичен изложенному выше.

Работа источника 19 управляющих сигналов при формировании управляющих сигналов для ключей второго пре5 14 образователя 14 частоты и принципиальная схема его реализации аналогичны изложенным выше и приведенным на фиг.З.

Таким образом, благодаря периодической смене групп ключей, с помощью которых осуществляется регулирование тока в обмотках, в зависимости от смены межкоммутационного интервала в одной обмотке и изменения направления протекания тока в отключенной фазе другой обмотки уменьшается величина тока в отключенной фазе, который вызывает потери в меди обмоток и практически не создает вращающего момента, что повышает в целом энергетические показатели вентильного электродвигателя.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ управления вентильным электродвигателем в режиме токового pery80077 6 лирования по авт. св,, М 1415348, с т— личающийся тем,что,с целью повышения энергетических пока5 зателей в режиме токового регули оваФ ния, дополнительно контролируют на межкоммутационном интервале направление протекания тока в отключенной фазе и при протекании в ней тока в направлении, совпадающем с направлением протекания в ней тока до смены межкоммутационного интервала, ток в

i-й фазе первой обмотки регулируют ключом другой группы первого мосто15 ваго преобразователя частоты, после смены межкоммутационного интервала во второй обмотке и изменения направления тока в отключенной фазе первой обмотки регулирование тока вновь

20 осуществляют с помощью ключей анодной группы первого мостового преобразователя частоты.!

480077

1480077

4 tr t> t tg

Фив. Ф фига

Составитель М. Сон

Редактор А.Маковская Техред M.zoäàíè÷ Корректор Н.Повидайчик

Заказ 2556/54 Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 и35 иае ич и%8 ио

QSf

vzo ичко ий и95 ие ий и в и22 игЗ

uzu иг$ игб и27 .и28 игз изо из1 изг изз иг

U56

Иэ

1 и

t

t

t

1

t

t.

t