Вентильный электродвигатель Советский патент 1986 года по МПК H02K29/00 

резнстор 9, параллельно которому включен тиристор 10, управляющий электрод которого соединен с выходом блока управления 11 тиристором, подключенного к выходу узла контроля параметров разгона, например тахогене- ратору 12. По мере разгона электро- цвигателя возрастает ЭДС машины и

1

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в быстродействующих электроприводах механизмов с вентиляторным моментом нагрузки и широким диапазоном регули- рования частоты вращения, например в электроприводах испытательных стендов,

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение динамических характеристикi

На фиг.1 изображена блок-схема вентильного электродвигателя на фиг.2 - графики токов и напряжений в элементах вентильного преобразова- теля частоты.

Вентильный электродвигатель (фиг.1 содержит синхронную машину 1, датчик 2 положения ротора, вентильный преобразователь 3 частоты со звеном постоянного тока, состоящий из выпрямителя 4, инвертора 5, систем 6 и 7. управления выпрямителем и инвертором соответственно. В цепь вьтрямленного тока преобразователя включены сглажи- вающий дроссель 8 и последовательно соединенный с ним резистор 9, параллельно которому включен тиристор 10, управляквций электрод которого соединен с выходом блока 11 управления ти- ристором, подключенного к выходу узла контроля параметров разгона, на- приме р тахогенератору 12, Вьшрямитель собран на тиристорах 13-18, инвертор на тиристорах 19-24.

Вентильный электродвигатель работает ел едующим о бр а 3 ом.

В момент включения.ротор двигателя , создавая магнитный поток 4 , находится в одном из положений, Сигна- лами датчика 2 положения ротора через систему 7 управления инвертором

при частоте вращения 5-10% от номинальной становится достаточной для обеспечения естественной коммутации инвертора. Данный вентильный электродвигатель имеет npocTj схему управления и улучшенную управляемость и плавность разгона в пусковых режимах. 2 ил.

открываются два тиристора, например тиристоры 19 и 24 инвертора 5. Для создания тока в цепи и, соответственно, намагничивакяцей силы статора . системой 6 управления выпрямителем 4 открываются его тиристоры с максимальным углом зажигания, который уменьшается по мере разгона, т. е. работа вьшрямителя протекает аналогично приводу постоянного тока.

Образованный протекающим током магнитный поток статора взаимодействует с магнитным потоком ротора, в результате чего ротор двигателя начинает поворачиваться и вместе с ним поворачивается ротор датчика 2 положения. При больших углах зажигания тиристоров выпрямителя, характерных для начального этапа разгона , за счет резистора 9, введенного в схему для уменьшения электромагнитной Инерции, В соответствии с выражением

rri -2..

э R Rp де Tj - электромагнитная постоянная

звена постоянного тока L, - суммарная индуктивность, замеренная в звене постоянного тока, которая складывается из индуктивности сглаживающего дросселяj индуктивности на входе выпрямителя (трансформатор или реакто- торы), приведенной к цепи постоянного тока, и индуктивности синхронной машины, приведенной к цепи постоянного тока;

R - активное сопротивление, складывающееся из эквивалентных сопротивлений выпрямителя и инвертора;

Rp - сопротивление резистора 9, ток ij на выходе выпрямителя имеет прерывистую форму (фиг.2). При определенной величине R перерывы выпрямленного тока имеют достаточно большую длительность для того, чтобы успевали Утере лючаться без срыва (в момент перерыва тока) тиристоры инвертора.

По сигналу датчика положения снимается импульс управления с тиристо- pa 19 и подается импульс на тиристор 21, и ток протекает уже по другим фазам, создавая соответствукнцую намаг- ннчивакэдую силу статора. Поток ста - тора, взаимодействуя с потоком рото- ра, вызывает дальнейший поворот ротора и т. Ai , таким обраэом происходит пуск двигателя из неподвижного состояния.

По мере разгона двигателя возрастает ЭДС машины и при частоте враще- ния 5-10% от номинальной становится достаточной для того, чтобы обеспечить устойчивую естествеинуй коммутацию инвертора, т. е. вести инвертор. Необходимость в создании преры- вистости вьтрямпенного тока отпадает к резистор 9 выводится из схемы путем шунтирования его тиристором 10 по сигналу с выхода блока 11 управления, например, в функции частоты вращения, для чего блок управления тиристором подключается к выходу тахогенератора 12. Включение и выключение тиристора может происходить любым известным способом.;

-

Некоторое снижение пускового мо мента, необходимое для надежного обеспечения прерывистости тока, не имеет значения для широкого класса механизмов с ведтнпяторным моментом нагруз ки, для электропривода которых чаще всего и применяется вентильный электродвигатель. Таким образом отпадает. необходимость в сложных и не вполне

4

5

to 15

20 25 .

5

0

надежных схемах управления известньк вентильных электродвигателей, предназначенных для прерывания вьтрямленно- го тока переводом выпрямителя в ин- верторный режим или путем поочередного ввода в работу плеч выпрямителя, упрощается схема управления вентильным двигателем и повышается его надежность, а также улучшаются динамические характеристики за счет улучшения управляемости и плавности разгона в пусковых режимах.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, датчик положения ротора, вентильный преобразователь частоты, состоящий из инвертора, управляющие цепи ключей которого соединены с выходом датчика положения ротора, а выход - с обмоткой якоря, управляемого выпрямителя, сглаживающего дросселя и дополнительного тиристора в цепи вьтрямленного тока, и узел контроля параметров разгона, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения динамических характеристик, в него введены резистор и блок управления, дополнительным тиристором, резистор подключен последовательно со сглаживающим дросселем, причем первый зажим резистора и катод дополнительного тиристора объединены и подключены к отрицатель- ному зажиму выпрямителя, второй зажим резистора и анод тиристора объединены и подключены к зажиму сглажи- Iвакнцего дросселя, а управляющие цепи тиристора подключены к выходу блока управления, вход которого соединен с выходом узла контроля параметров разгона.

редактор А.Шишкина

Составитель А.Санталов

Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 5135/55Тираж 631Подписное.

ВНШШИ Государственного комитета СССР.

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вентильньм электродвигателям. Целью изобретения является повьшение надежности и улучшение динамических характеристик. Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1, датчик положения ротора 2, вентильный преобразователь 3 частоты со звеном постоянного тока, состоящий из выпрямителя 4 и инвертора 5 систем управления 6, 7 выпрямителем и инвертором соответственно. В цепи выпрямленного тока преобразователя включены сглаживакнций дроссель 8 и последовательно с ним т 01 CD иЙ tsd Од