Устройство для управления вентильным электродвигателем Советский патент 1985 года по МПК H02P6/12 

ЧАЩЕЕ ИЛИ через первый инвертор, а первый вход второй логической схемы ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ непосредственно подключены к выходу третьей логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, образующему выход блока формирования сигнала нэ реверс индуктора, вторые входы указанных логических схем объединены и образуют управляющий вход блока формирований сигнала на реверс индуктора, задаю1ций вход которого образован соединенными между собой входом второго инвертору и первым входом третьей логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которой через времязадающую цепочку подключен к выходу четвертой логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которой подключены соотйетственно к выходу второго инвертора и к выходу RS -триггера;

3.Устройство по п. 1, о тли чающееся тем, что анализатор рабочего режима вентильного электродвигателя содержит однопоррговый и регенераторный компараторы, выпрямитель, логическую схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с прямым и инвертирукяцимвходами и логическую схему ИЛИ-НЕ с прямым и инвертирующим уходами, выход которой является выходом анализатора рабочего режима вентильного злектродвигателя управляющим и задающим входами которого служат соответственно вход однопорогового компаратора, объединенньй с входом вьтрямителя, и прямой вход логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инвертирующий вход которой подключен к выходу однопорого(вого компаратора, а выход - к прямому входу логической схемы ИЛИ-НЕ, инвертирующий вход которой связан с выходом выпрямителя через регенератор ный компаратор.

4.Устройство по п. 1, о т л-ичающееся тем, что управляемый переключатель содержит три двухвходовые логические схемы И-НЕ и инйертор, выход которого подключен к первому входу первой логической схемы И-НЕ, а вход объединен с перчым входом второй логической схемы И-НЕ и является управляющим входом управляемого переключателя, выходом которого служит выход третьей логической схемы И-НЕ, первьш и второй входы которой подключены соответственно к выходу второй и первой логических схем И-НЕ, вторые входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами управляемого переключателя.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что реверсивный датчик частоты вращения выполнен в виде датчика направления вращения, подключенного к выходу многоканального датчика положения индуктора и нереверсивного датчика частоты вращения, анализатор рабочего режима вентильного электродвигателя содержит двухвходовую логическую схему ИСКЛКНАЩЕЕ ИЛИ, логическую схему ИЛИ-НЕ с прямым и инвертирующим входами и регенераторный компаратор, вход которого служит первым управлякицим входом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя и подключен к выходу нереверсивного датчика частоты вращения, задающим входом которого служит первый вход логической схемы ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ, второй вход которой является вторым управляющим входом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя и подключен к выходу датчика направления вращения, прямой и инвертирующий входы логической схемы ИЛИ-НЕ подключены соответственно к выходу логической схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ или и к выходу регенераторного компаратора, а выход логической схемы ИЛИ-НЕ служит выходом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя .

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее преобразователь частоты, предназначенный для подключения по выходу к якорной обмотке вентильного электродвигателя, датчик положения индуктора вентильного электродвигателя, блок формирования сигналов заданного направления вращения, задатчик команд управления, выходом связанный с управляющим входом блока формирования сигналов заданногонаправления вращения, информационный вход которого подключен к выходу датчика положения индуктора, а выход - к управляющему входу преобразователя частоты, отличающееся тем, что,с целью повышения надежности при отказе в вентильном электродвигателе из-за неисправности преобразователя частоты, оно снабжено блоком формирования сигнала на реверс индуктора с управляющим и задающим входами, анализатором рабочего режима вентильного электродвигателя с одним задающим и по крайней мере одним управляющим входами, управляемым переключателем с двумя информационными и одним управляющим входами, датчиком аварийного состояния вентильного элек тродвигателя, реверсивным датчиком частоты вращения, выходом связанным с управляющим входом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя, задающий вход которого подключен к выходу задатчика команд управления, подключенному к одному информационному входу управляемого переключателя, другой информационный вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала на 9 реверс индуктора, управляющий вход переключателя - с выходом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя, а выход переключателя подключен к управлякяцему входу блока формирования сигнала заданного направления вращения, выход датчика аварийного состояния вентильного элею оо тродвигателя подключен к управляющему входу блока формирования сигнала на . СП реверс индуктора, задакмций вход которого связан с выходом задатчика команд управления. го 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формиро вания сигнала на реверс индуктора снабжен четырьмя двухвходовыми логическими схемами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, двумя инверторами, времязадающей це почкой и R5-триггером, вход Установка нуля и вход Установка единицы которого подключены к выходам первой и второй логических схем ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ соответственно, первый вход первой логической схемы ИСКЛКЬ

Изобретение относится к электротехнике и может ббеть использовано jB системах управления вентильными

электродвигателями, например в вентильных электроприводах авиационных механизмов.

Известно устройство для управления трехсекционным двигателем с преобразователем- частоты и датчиком положения ротора с двумя комплектами чувствительных элементов. В данном устройстве управления преобразователь частоты и предварительные каскады усиления преобразователя частоты подключаются каждый к своему источнику электрической энергии через соответствующие силовые контакты, при этом первый и второй комплекты чувствительных элементов датчика положения ротора подключены через нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты реле к источнику питания датчика положения ротора fl ,

Недостаток этого устройства - отсутствие средств, обеспечивающих за пуск двигателя в аварийных режимах.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления вентильным электродвигателем, содержащее преобразователь частоты, предназначенный для . подключения по выходу к якорной обмот ке вентильного электродвигателя, датчик положения индуктора вентильного электродвигателя, блок формирования сигналов заданного направления вращения, задатчик команд управления, выходом связанный с управляющим входом блока формирования сигналов заданного направления вращения, информационный вход которого подключен к выходу датчика положения индуктора, а выход к управляющему входу преобразователя частоты 23.

Недостатком данного устройства является низкая вероятность запуска при любом отказе в вентильном электродвигателе, эквивалентном неисправности типа обрыва ключа преобразователя частоты, не являющегося абсолютным отказом. При такой неисправности вентильный двигатель в целом сохраняет работоспособность,- что особенно важно для ряда устройств, где вентильный электродвигатель в течение определенного отрезка времени работает без регламентных ремонтов, например в электроприводах авиационных механизмов. К таким вентильным электродвигателям предъявляется требование очень высокой надежности, поскольку отказ на таких объектах может привести к катастрофе. Использование известного устройства управ:Ления вентильным электродвигателем неприемлемо в указанном классе объек.тов из-за низкой надежности. Поскольку при любом отказе в вентильном электродвигателе, эквивалентном неисправности типа обрыва ключа преобразователя частоты, при определенных положениях индуктора синхронной машины вентильный электродвигатель не развивает пускового момента, а следовательно, и не запускается, хотя в случае успешного запуска он может работать, имея ухудшенные электромеханические характеристики за счет того, что одна секция или их комбинация не подключается к источнику электроэнергии.

Цель изобретения - повышение надежности запуска при отказе в вентильном электродвигателе, эквивалентном неисправности типа обрыва ключа преобразователя частоты.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления вентильным электродвигателем, содержащее преобразователь частоты, предназначенный для подключения по выходу к якорной обмотке вентильного электродвигателя, датчик положения кндуктора вентильного электродвигателя, блок формирования сигналов заданного направления вращения, задатчик команд управления, выходом связанньм с управляющим входом блока формирования сигналов заданного направления вращения, информационный вход которого подключен к выходу датчика положения индуктора , а выход - к управляющему входу преобразователя частоты, дополнительно снабжено блоком формирования сигнала на реве15с индуктора с управляющим и задающим входами, анализатором рабочего режима вентильного элекч тродвигателя с одним задающим и по крайней мере одним управляющим входами, управляемым переключателем с двумя информационными и одним управляющим входами, датчиком аварийного состояния вентильного электродвигателя и реверсивным датчиком частоты вращения, выходом связанным с управляющим входом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя, задающий вход -которого подключен к выходу задатчика команд управления, подключенному к одному информационному входу управляемого переключателя, другой информационньй вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала на реверс индуктора, управляющей вход переключателя - с вьпсодом анализатора рабочего режима вевтильного злектродвигателя, а выход переключателя подключен к управляощему входу блока формирования сигнала заданного направления вращения,выход датчика аварийного ,состояния вентильного электродвигателя подключен к управляющему входу блока формирования сигнала на реверс индуктора, задающий вход которого связан с выходом задатчика команд управления. Кроме того, в устройстве блок фор мирования сигнала на реверс индуктор снабжен четьгрьмя дв-ухвходовым логическими схемами ИСКПЮЧАНЩЕЕ ИЛИ, двумя инверторами, времяз.адающей цепочкой и RS -триггером,вход Установка нуля и вход Установка единицы которого подключены к выходам первой и второй логических, схем ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ соответственно, первый вход первой логической схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ через первый инвер тор, а первый вход второй логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ непосред ственно подключены к вызфду третьей логической схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, образующему выход блока формирования сигнала на реверс индуктора, вторые входы указанных логических схем объе динены и образуют управляющей вход блока формирования сигнала на реверс индуктора, задакшщй вход которого образован соединенными между собой входом второго инвертора и первым входом третьей логической схемы ИСКПЮЧАЮЩЁЕ ИЛИ, второй вход«оторой через времязадающую цепочку подключен к выходу четвертой логической схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которой подключены соответственно к выходу второго инвертора и к выходу R5-триггера. При этом анализатор рабочего режима вентильного электродвигателя содержит однопороговый и регенераторный компараторы, вьшрямитель, логическую схему ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ с прямым и инвертирующим входами и логическую, схему ИЛИ-НЕ с прямым и инвертирующим входами, выход которой является выходом анализаторарабочего режима вентильного электродви гателя, управляющим и задающим входа ми которого служат соответственно вход однопорогового компаратора, объединен- ный с входом вьтрямителя, и прямой вход логической схемы ИСКЛЮЧАКЙЦЕЕ или, инвертирующий вход которой подключен к выходу однопорогового компа.ратора, а выход - к прямому входу логической схемы ИЛИ-НЕ, инвертирующий вход которой связан с выходом выпрямителя через регенераторный . компаратор. В устройстве управляемый переключатель может содержать три двухвходовые логические схемы И-НЕ и инвертор, выход которого подключен к первому входу первой логической схемы И-НЕ, а вход объединен с первым входом второй логической схемы И-НЕ и является управляющим входом управляемого переключателя, выходом которого служит выход третьей логической схемы И-НЕ, первый, и второй входы которой подключены соответственно к выходу второй и первой логических схем И-НЕ, вторые входы которых являются соответственно первыми вторым информационными входами управляемого переключателя , Кроме того,-в устройстве реверсивный датчик частоты вращения выполнен в вице датчика направления вращения, подключённого к выходу многоканального датчика положения индуктора и нереверсивного датчика частоты вращения, анализатор рабочего режима вентильного электродвигателя содержит двухвходовую логическую схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, логическую схему ИЛИ-НЕ с прямым и инвертирующим входами и регенераторньй компаратор, вход которого служит первым управляющим входом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя и подключен к выходу нереверсивного датчика частоты вращения, задающим входом которого служит первый вход логической схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ШШ, второй.вход которой является вторым управляющим входом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя и подключен к выходу датчика направления вращения, прямой и инвертирующий входы логической схемы ИЛИ-НЕ подключены соответственно к выходу логической схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ и к выходу регенераторного компаратора, а выход логической схемы ИЛИ-НЕ служит выходом анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя, На фиг . I изображена блок-схема . устройства для управления вентильным электродвигателем на фиг. 2 - функциональная схема устройстваJ на фиг. 3 - функциональная схема анализатора рабочего режима вентильного электродвигателя; на фиг. 4 - функциональная схема время задающей цепочки на фиг. 5 - диаграммы напряжений в узлах функциональных схем по фиг. 2 и 4 в случае успешного запуска ; на фиг. 6 - то же при работе в аварийном состоянии; на фиг. 7 - мгновенные значения токов в отключаемой f и подключаемой j секциях и частоты вращения вентильного электродвигателя при работе в аварийном состоянии. Устройство для управления вентиль ным электродвигателем, выполненным в виде синхронной машины 1(фиг.1) с трехсекционной якорной обмоткой 2 и индуктором 3, содержит расположенньй на валу 4 индуктора датчик 5 положения с тремя выходными каналами 6-8, преобразователь 9 частоты, к выходам 10-12 которого подключена трехсекционная якорная обмотка 2, цепи упра ления 13-15 (управляющий вход) ключа ми преобразователя частоты 9 подключены к выходу блока 16 формирования сигналов заданного направления вращения,, имеющего управляющий вход 17 и информационный вход,который связан с каналами 6-8 (выходом) датчика 5 положения индуктора. В устройство вв дены датчик 18 аварийного состояния вентильного электродвигателяJ реверсивный датчик 19 частоты вращения, блок 20 формирования сигнала на реверс индуктора с управляющим 21 и задающим 22 входами, анализатор 23 рабочего режима вентильного электродвигателя с задающим 24 и управляющим 25 входами, задатчик 26 команд управ ления, имеющий по крайней мере один выход 27, и управляемый переключател 28 с информационными 29 и 30 и управ ляющим 31 входами и выходом 32. Выход 33 датчика 19 частоты вращения связан с управляющим входом 25 анализатора 23 рабочего режима, задающий вход 24 которого подключен к выходу 27 задатчика 26 команд управления,подключенному к одному информационному входу 29 управляемого переключателя 28, другой информационны вход 30 которого соединен с выходом 34 блока 20 формирования сигнала на реверс. Управляющий вход 31 переклю-чателя 29 соединен с выходом 35 анализатора 23 рабочего режима, а выход 32 переключателя подключен .к управляющему входу 17 блока 16 формирования сигнала заданного направления вращения. f Вькод 36 датчика 18 аварийного состояния подключен к управляющему входу 21 блока 20 формирования сигнала на реверс, задающий вход 22 которого связан с выходом задатчика 26 команд . Датчик 5 положения индуктора может быть любого типа, например индук тивным с подмагниииванием. В его каналах 6-8 формируются сигналы о поло- жении индуктора 3 синхронной машины 1, смещенные в данном случае друг относительно друга на 2л/3 эл.град. Длительность каждого сигнала соответствует угловому повороту ротора на Л эл.град. Преобразователь 9 частоты может быть любого типа, например, однополупериодным или двухполупериодным, вы- полненным на транзисторах. Такт коммутации для однополупериодного преобразователя частоты составляет 2J(/ /3 эл. град, для двухполупериодного Ji/3 эл.град. Блок 16 формирования сигналов заданного направления вращения может быть выполнен на базе различных логических схем, например на трех логических схемах ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ. При наличии единичного входного сигнала на упрагляющем входе 17 сигналы с каналов 6-8 датчика 5 положения индуктора проходят через блок 16 формирования сигналов заданного направления вращения на цепи управления 1315 ключей преобразователя 9 частоты без изменения. При этом датчик 5 положения индуктора установлен в вентильном двигателе для обеспечения вращения вправо. При нулевом входном сигнале на управляющем входе 17 сигналы с каналов 6-8 датчика 5 положения индуктора инвертируются в блоке 16 формирования сигналов заданного направления вращения. Это эквивалентно сдвигу датчика 5 положения индуктора на Л эл.град, что обеспечивает реверс вентильного электродвигателя. 9 . 1 Датчик 18 аварийного состояния вентильного электродвигателя фиксирует состояния индуктора, при которых управляющий сигнал с датчика 5 положения индзктора поступает на неисправный ключ преобразователя 9 частоты, и может- быть выполнен в различных вариантах, например в виде датчика 37 тока (фиг. 2)5 включенного в цепь источник питания 38 - преобразователь чистоты 9. Выход 39 датчика 37 тока соединен с пороговым устройством 40, выход 41 которого служит выходом 36 датчика 18 аварийного состояния вентильного электродвигателя Пороговое устройство 40 может быть вьшолнено, например, на базе компаратора. В качестве реверсивного датчика 1 частоты вращения можно использовать, например, реверсивный тахогенератор, установленньй на валу 4 вентильного электродвигателя, при этом амплитуда выходного сигнала тахогенератора про порциональна частоте вращения, а знак выходного сигнала определяет направление вращения. Реверсивньй датчик 19 частоты вра щения может быть также вьшолнен на базе нереверсивного датчика 42 частоты вращения (фиг. 2),например CHHXpqHHoro тахогенератора с выпрями телем на выходе, и датчика 43 направ ления вращения. При этом датчик 19 частоты вращения имеет два выхода выход 44 нереверсивного датчика 42 частоты вращения и выход 45 датчика 43 направления вращения. Задатчик 26 команд управления задает требуемый режим работы вентильного электродвигателя и может быть выполнен в различных вариантах. На фиг. 2 показан задатчик 26 команд уп равления, состоящий из переключателя 46и резистора 47, один вывод переключателя 46 подключен к плюсу источ ника питания, а второй - к резистору 47и является выходом 27 задатчика 26 команд, обеспечивающего задание направления вращения. Блок 20 формирования сигнала йа реверс индуктора в случае фиксаций датчиком 18 аварийного состояния, двигателя,при котором управляющий сигнал поступает на неисправный ключ преобразователя 9 частоты, формирует на выходе 34 команду на движение индуктора в направлении, противоположном заданному. 02 Блок 20 формирования сигнала на реверс индуктора может, например, содержать четыре двухвходовые логические схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ВДИ, два инвертора, времязадающую цепочку 48 RS-триггер 49, входы Установка нуля 50 и Установка единицы 51 которого подключены, соответственно к выходам первой 52 и второй 53 логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход первой логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 52 через первый инвертор 54, а первый вход второй логической схемы ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 53 непосредственно подключены к выходу 55 третьей логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56-, являющемуся выходом 34 блока 20 формирования сигнала на реверс индуктора, управляющим 21 и задающим 22 входами которого служат соответственно, объединенные вторые входы логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 52 и 53 и вход 57 второго инвертора 58, связанный с п.ервым входом 59 третьей логической схемы ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ 56, второй вход 60 которой через времязадающую цепочку 48 подключен к выходу 61 четвертой логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 62, первый 63 и второй 64 входы которой подключены, соответственно, к выходу второго инвертора 58 и к .выходу 65 RS -триггера 49. Анализатор 23 рабочего режима вентильного электродвигателя при наличии команды, задающей направление вращения с задатчика 26, и движения индуктора в заданном направлении со скоростью, при которой он может пройти по инерции угловой интервал, в течение которого управляющий сигнал поступает на неисправный ключ преобразователя 9 частоты, и если имеет место бестоковая пауза, вырабатывает сигнал, под действием которого управляемый переключатель 28 обеспечивает прохождение без изменения на выход 32 сигнала о заданном направлении вращения, поступающего на его первый информационный вход 29. При наличии команды, задающей направление вращения, и отсутствии движения индуктора в заданном направлении с требуемой скоростью вьфабатывается сигнал, под действием которого без изменения на выход 32 управляемого переключателя 26 проходит сигнал, поступающий на второй информационный вход 30. .Анализатор 23 рабочего режи.ма вентильного электродвигателя может быть выполнен в различных вариантах. Согласно фиг. 3 анализатор 23 содержит однопороговый компаратор 66 и регенераторньш компаратор 67,выпрямитель 68, логическую схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ Ш1И 69 с прямым 70 и инверти рующим 71 входами и логическую схему 72 ИЛИ-НЕ с прямым 73 и инвертируюищм 74 входами,выход 75 которой является выходом 35 анализатора 23 рабочего режима вентильного электродвигателя, управляющим 25 и задающим 24 входами которого служат, соответственно, вход 76 однопорогового компаратора 66, объедиенньш с входом 77 выпрямителя 68, и прямой вход 70 логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 69, инвертирующий вход 71 которой подключен к выходу 78 однопорогового компаратора 66, а выход 79 - к прямому входу 73 логической схемы 72 ИЛИ-НЕ, инвертирующий вход 74 которой связан с выходом ВО выпрямителя 68 через регенераторный компаратор 6 В данном анализаторе однопороговый компаратор 66 и регенераторньй компаратор 67 могут быть выполнены на базе операционных усилителей, а выпрямитель - на базе диодной матрицы. В случае если реверсивный датчик Т9 частоты вращения выполнен в виде датчика 43 направления вращения, подключенного к выходу многоканального датчика 5 положения индуктора, и нереверсивного датчика 42 частоты вращения, анализатор 23 рабочего режима содержит двухвходовую логическу схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 81 (фиг.2), логическую схему ИЛИ-НЕ 82 с прямым 83 и инвертирующим 84 входами и реге нераторный компаратор 85, вход 86 ко торого служит первым управляющим вхо дом 87 анализатора 23 рабочего режим и подключен к выходу 44 нереверсивно го датчика 42 частоты вращения, зада щим входом 24 анализатора служит пер вый вход 88 логической схемы ИСКЛЮЧАВДЕЕ ИЛИ 81, второй вход 89 которой является вторым управляющим входом 90 анализатора 23 рабочего режима и подключен к выходу 45 датчика 43 направления вращения, прямой 83 и инвертирующий 84 входы логической схемы ИЛИ-НЕ 82 подключены, соответ ственно, к выходу логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 81 и к выходу 91 регенераторного компаратора 85, котйрый может быть выполнен -на операционном усилителе. Управляемый переключатель 28 в соответствии с информацией, поступающей на управляющий вход 31, обеспечивает прохождение на выход 32 сигнала либо с первого 29, либо с второго 30 информационных входов. Управляемый переключатель может, например, содержать три двухвходовые логические схемы И-НЕ и инвертор 92, выход 93 которого подключен к первому входу 94 первой логической схемы И-НЕ 95, а вход 96 объединен с первым входом 97второй логической схемы И-НЕ 98 и является управляющим входом 31 управляемого переключателя 28, выходом 32 которого служит выход 99 третьей логической схемы И-НЕ 100, первый 101 и второй 102 входы которой подключены, соответственно, к выходу второй ; 98и первой 95 логических схем И-НЕ, вторые входы которых являются, соответственно, первым 29 и вторым 30 информационными входами управляемого переключателя 28. Источник питания 38 подключен к преобразователю 9 час-тоты через контакт 103. Времязадающая цепочка 48 блока 20 может включать последовательно соединенные RC-цепочку 104 (фиг.4), регенераторный компаратор 105 и инвертор 106, выход 107 которого служит выходом 108 времязадающей цепочки 48, входом 109 которой является вход RC-цепочки 104. Считаем также, что в момент пуска напряжение на конденсаторе 110 RC-цепочки равно нулю, что легко можно осуществить простыми схемотехническими средствами, например закоротив конденсатор перед запуском двигателя. При подключении устройства к источнику электрической энергии, в частности при замыкании контакта 103 и задании направления вращения, например, вправо, на входе 29 управляемого переключателя 28, на задающем входе 22 блока 20 формирования сигнала на реверс и на задающем входе 24 анализатора 23 рабочего режима появляется единичный сигнал (фиг.5 и 6, момент времени i). Единичный сигнал задания, поступив на вход 22, инвертируясь, проходит на вход 63 логической схемы 62. В момент времени -t конденсатор 110 разряжен и на выходе 108 времязадающей цепочки 48 имеет место сигнал О, поэтому единичный сигнал задания, поступая на вход 59 логической схемы 56, проходит без изменения на ее выход 55, который является выходом блока 20 формирования сигнала на реверс,и на выход 65 РЗ-триггера 49 так как сигнал с датчика аварийного состояния 18 отсутствует. Единичньй сигнал с выхода 65 R5-триггера 49 проходит без изменения на вход 109 времязадающей цепочки и обуславливает заряд конденсатора 110. При этом время заряда конденсатора 110 до уровня входного сигнала определяется постоянной времени RC -цепочки 48, равной Т 1/RC, где С- емкость конденсатора, R- сопротивление резистора. Параметры RC-цепочки выбираются таким образом, чтобы за время разряда конденсатора 1Ю от верхнего и„ до нижнего С/н порога срабатывания компаратора 105 ток двигателя достиг величины, необходимой для создания вращающего момента, превьшающего момент сопротивления на валу 4 вентильного электродвигателя. В течение времени заряда конденсатора до верхнего порога срабатывания компаратора 105, определяемого величиной напряжения единичного сигн ла на выходе 61 логической схемы 62 сигнал задания с входа 22 проходит без иземенения на выход 34 блока фор мирования 20 сигнала на реверс,обуславливая наличие идентичных сигнало на первом 29 и втором .30 информацион ных входах управляемого переключателя 28 (интервал вpeмeниi -tj фиг.6) При этом в случае, когда задано направление вращения вправо, на управляющем входе 17 блока 16 формировани сигнала заданного направления вращения имеет место единичный сигнал и .сигнал с .каналов 6-8 датчика -5 положения проходит на цепи управления 13-15 ключей преобразователя 9 частоты без изменения,а датчик 5 полож ния индуктора установлен в вентильном двигателе для обеспечения вращения вправо. Если в момент времени -t управляющий сигнал поступает на исправный ключ или комбинацию ключей преобразователя 9 частоты, вентильный электродвигатель начинает вращаться в заданном направлении в момент tj (фиг. 5), когда ток двигателя достигает величины, достатстчной для со- здания вращающего момента, превышающего момент сопротивления ня валу 4 двигателя, при этом на выходе 36 ;;атчика 18 аварийного состояния появляется единичный сигнал. Этот единичный сигнал приводит к появлению нулевого сигнала на выходе 65 R5 -триггера, который, в свою очередь, обуславливает переброс в состояние О сигнала- на выходе 61 логической схемы 62.и перезаряд конденсатора 110, напряжение (J на котором к моменту времени t не достигает верхнего порога и срабатывания компаратора 105. Конденсатор 110 разряжается, при этом сохраняется единичный сигнал на выходе 34 блока формирования сигнала на реверс 20. В момент времени f напряжение на выходе 44 нереверсивного датчика 42 частоты вращения достигает верхнего порога срабатывания компаратора 85. Верхний порог Ug срабатывания компаратора 85 определяется напряжением, соответствующим частоте вращения, при которой индуктор может проскочить по инерции угловой интервал оС, в течение которого управляющий сигнал поступает на неисправный ключ преобразователя 9 частоты. Таким образом, в момент времени tj индуктор вращается с требуемой скоростью в заданном направлении, что приводит к появлению единичного сигнала на управляющем входе 31 переключателя 28 и обуславливает прохождение на его выход 32 сигнала задания, поступающего на первый информационный вход. В случае, если двигатель исправен, начиная с момента времени k сигналы на выходе блоков не изменяют своего значения до появления новой команды управления. Если же в двигателе имеется неисправность типа обрыва ключа преобразователя частоты (например, -обрыв цепи эмиттер - коллектор транзистора, любой обрыв в цепи секция якорной обмотки - транзистор или в управляющей цепи транзистора) при поступлении сигнала управления во время движения на неисправный ключ преобразователя 9 частоты возникает бестоковая пауза и на выходе 36 датчика 18 аварийного состояния появляется О (интервал времени i -i. на фиг. 5). Врассматриваемой выше ситуации к моменту бестоковой паузы (момент преени гфашающиГ: момент, созданый . секциями (интервал ремени t. - i), является достаточbw для того, чтобы индуктор проскоил уголоной интервал об по инер1Ц1и, 5 о чем свидетельствует единичный сигна выходе 35 анализатора 23 рабочего ежима (интервал времениi - t ). При этом, хотя в течение бестоковой паузы скорость двигателя,следователь- Ю но, и сигнал на выходе 44 датчика 42 частоты вращения уменьшается, единичный сигнал на выходе 35 анализатора 23 аварийного состояния сохраняется за счет того, что сигнал с выхода 44 15 к моменту времени -tg не достигает нижнего порога и,срабатывания компаратора 85, Нижний порог срабатывания компаратора 85 выбирается из условия поддержания единичного сигна- 20 ла на выходе 35 анализатора 23 рабочего- режима в течение бестоковой паузы

(интервалы времени ,2, что обеспечивает прохождение на управляющий вход 17 блока 16 формирования 2 сигнала заданного направления вращения сигнала задания, поступающего на первый информационный вход 29 переключателя 28. В момент времени tj управляющий сигнал подключает к источ- зо нику питания одну из секций, и двигатель разгоняется в заданном направлении до момента повторного появления бестоковой паузы. Работая в таком режиме, двигатель имеет ухудшен- j, ньге электромеханические характеристики за счет того, что одна из секций не подключается к источнику питания в течение углового интервала d, что видно из графиков мгновенных значе-4о НИИ токов в отключаемой i и подключаемой 1ц секциях и частоты враще- ния U) вентильного электродвигателя (фиг. 7).

В момент времени (фиг. 5) пода- 45 ется команда на вращение индуктора влево, появляется О на выходе 27, входах 29, 22, 57, 59, 24. Двигатель начинает тормозиться,и в момент вре,мени -ij сигнала с выхода 36 датчика JQ 18 аварийного состояния становится равным О, свидетельствуя о том, что ток в двигателе меняет направление. В момент времениt. сигнал с выхода 44 датчика 42 частоты вращения до- 55 стигает порога U срабатывания компаратора 85, а в момент времени t двигатель начинает вращаться влево и

появляется О на выходе 45 датчика 43 направления вращения. При этом сигнал с выхода 35 анализатора 23 рабочего режима равен О и обеспечивает прохождение на управляющий вход

17блока 16 формирования сигнала заданного направления вращения сигнала с выхода 34 блока 20 формирования сигнала на реверс, который в дднном случае соответствует сигналу задания В момент времени индуктор достигает требуемой частоты вращения, поэтому угловой интервал. 6 , в течение которого управляющий сигнал поступает на неисправный ключ преобразователя 9 частоты, индуктор проскочит

по инерции (интервал времени-fc-t ). При этом, начиная с момента времени 1 , на выходе 35 анализатора 23 рабочего режима формируется единичный сигнал, обеспечивающий прохождение на управляющий вход 17 блока 16 формирования сигнала заданного направления вращения сигнала задания непосредственно с выхода 27 задатчика команд 26. В случае, если двигатель исправен, реверс осуществляется аналогично (интервал времени Ц - Г2 но начиная с момента времени i. сигналы на выходе блоков не меняют знак

В случае, если в момент включения (момент времени t) индуктор занимает положение, при котором управляющий сигнал поступает на неисправный ключ преобразователя 9 частоты или к моменту (момент времени {, , фиг. 5) бестоковой паузы вращающий момент, созданньй включенными выше секциями, не достаточен, чтобы проскочить по инерции угловой интервал с(, на выходе 35 анализатора 23 рабочего режима имеет место сигнал О. При этом устройство управления работ т следующим образом.

Как было отмечено выше, в момент времени i (фиг. 6) единичный сигнал на выходе 61 логической схемы 62 обуславливает заряд конденсатора, а нулвой сигнал на выходе 35 анализатора 23 рабочего режима обеспечивает прохождение на управляющий вход 17 блока 16 формирования сигнала заданного направления вращения сигнала, поступающего на второй информационный вход 30 переключателя 28. с выхода 34 блока 20 формирования сигнала на реверс. Сигнал с выхода 36 датчика

18аварийного состояния отсуствует вследствие roroj что секция якорной обмотки не подключается к источнику питания5 если индуктор находится в угловом интервале о . Поэтому кокден сатор 110 заряжается до верхнел о по рога и срабатывания компаратора 105 (интервал времени 2 Компаратор 105 срабатывает (момент времени tл) и вызывает появление О на выходе 34 блока 20 формирования сигнала на реверс и, как следствие, на управляющем входе 17 блока 16 формирования сигнала заданного направления вращения о При нулевом входном сигнале на управляющем входе 17 сигналы с каналов 6-8 датчика 5 положения индуктора инвертируются в .управ ляемом блоке 16 формирования сигнала заданного направления вращения. Это эквивалентно сдвигу датчика 5 положения индуктора на J эл.град, что обеспечивает подключение к источнику питания секции или комбинации секций и создает предпосыпки для успешного запуска вентильного электродвигателя В момент вpeмeниtJДвигaтeль запускается влево и к моменту времени-t ; достигает требуемой для прохождения бестокового интервала скорости, но так как направление вращения не соответстует заданному, это не приводит к появлению единичного сигнала на управляющем входе 31 переключателя 28, При попадании индуктора в угловой интервал oL возникает бестоковая пауза CMOмент времени }. При этом появляетс нулевой сигнал на выходе 61 логической схемы 62, который обуславливает разряд конденсатора. При достижении напряжением и J-конденсатора нижнего порога- срабатывания Uj компаратора 10 появляется 1 на выходе 34 блока 20 формирования (Сигнала на реверс,следовательно, и на входе 17 блока 16 фор мирования сигнала на заданное направ лёние вращения, который формирует сигналы заданного направления вращения :вправо. При этом управляющий сигнал поступает на исправный ключ , или комби| а1 Ю ключей, двигатель эф-. JQ 02 фективно тормозится в режиме противовключения (интервал времени t t. ) и начинает вращаться в заданном направлении (момент времени . ), Рели к моменту бестоковой паузы (интервал времени i - 1 ) скорость достигает требуемого значения (момент времени tj) , индуктор проходит угловой интер.вал d по инерции, и двигатель продолжает вращатося в заданном направлении. В дротивном случае процесс повторяется Таким образом, необходимым условием работы вентильного электродвигателя с неисправностью типа обрыва ключа преобразователя частоты в случае успешного запуска является наличие запаса кинетической энергии для того, чтобы пройти бестоковый угловой интервал oL по инерции, В случае если анализатор 23 рабочего режима вентильного электродвигателя выполнен в соответствии с функциональной схемой (фит. 3) и имеется реверсивный датчик 19 частоты вращения,устройство управления работает аналогичным образом. Надежность запуска в устройстве повышается за счет того, что в случае фиксации .аварийного состояния подается команда на движение индуктора в противоположном направлении по цепям управления ключами преобразователя частоты, что позволяет вы.вести индуктор вентильного электродвигателя из мертвой точки, поскольку при этом управляющий сигнал с чувствительного элемента датчика положения индуктора поступает на исправный ключ или комбинацию ключей преобразователя частоты. Подача же команды на движение индуктора по любой другой цепи, например изменение полярности источника электрической энергии при двухпроводных ключах преобразователя частоты, не вызывает каких-либо движений индуктора, поскольку управляющий сигнал поступает неисправный ключ.

Сч4

rsl

Фиг.

ФичЛ