Вентильный электродвигатель Советский патент 1986 года по МПК H02K29/00 

прямитель 8, являющийся источником напряжения возбуждения электродвигателя, имеет два раздельных канала 9, 10 системы импульсно-фаэового управ ления источника напряжения возбуждения, выходы которых подключены к управляющим электродам соответственно анодной и катодной групп вентилей. Выходные зажимы выпрямителя 8 подключены к выводам обмоток 2, 3 статора, а вывод статорной обмотки 4 подключен к нулевой точке сети или триггера, питающего выпрямитель. В состав вентильного электродвигателя входит так125 же система регулирования, состоящая из датчика 11 частоты вращения, регулятора 12 частоты вращения, датчика 13 тока якора, регулятора 14 тока якоря, эадатчика 15 начальных токов фаз статора, регуляторов 16 и 17 тока фаз статора, датчиков 18 и 19 тока фаз статора и задатчика 20 частоты вращения. В данном вентильном электродвигателе обеспечивается компенсация реакции якоря по амплитуде и по фазе, что приводит к повышению перегрузочной способности и,следовательно,к улучшению массогабаритных показателей. I ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе с вентильным электродвигателем на основе асинхронной машины с фазным ротором. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Вентильный электродвигатель содержит асинхронную машину с фазным ротором 1, статорные обмотки . 2, 3 и 4 которой соединены в звезду или треугольник. Выводы расположенной на роторе якорной обмотки подключены к преобразователю частоты (ПЧ)5. ПЧ 5 может быть выполнен со звеном постоянного тока или с непосредственной связью. К входу ПЧ 5 подключен выход системы 6 импульснофазового управления ПЧ, вход которой соединен с выходом датчика 7 положения ротора. Трехфазный мостовой -выА В С О 8

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе с вентильным электродвигателем на основе асинхронной машины с фазным ротором.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей путем снижения установленной мощности асийхронной машины.

На чертеже представлена блок-схема предложенного вентильного электродвигателя.

Вентильный электродвигатель содержит асинхронную машину с фазным ротором 1, статорные обмотки 2, 3 и 4 которой соединены в звезду (как показано на чертеже) или треугольник. Выводы расположенной на роторе якорной обмотки подключены к преобразователю 5 частоты, который имеет зажимы для под ключения к сети. Преобразователь 5 частоты может быть вьтолнен со звеном постоянного тока или с непосредственной связью. На дополнительный вход преобразователя 5 частоты включен выход системь 6 импульсно-фазового управления преобразователем частоты, Ьход которой соединен с выходом датчика 7 положения ротора. Источник напряжения возбуждения электродвигателя представляет собой управляемый трехфазный мостовой выпрямитель В, имеющий два раздельных канала 9 и 10 системы импульсно-фазового управления источника напряжения возбуждения, эыходы которых подключены к злправлягацим электродам соответственно анодной и катодной групп вентилей. Выходные зажимы выпрямителя подключены к выводам обмоток 2 и 3 статора, а вывод статорной обмотки 4 подключен к нулевой точке сети или трансформатора, питающего выпрямитель. В состав вентильного электродвигателя входит также система регулирования, состоящая из датчика 11 частоты вращения, регулятора 12 частоты вращения, датчика 13 тока якоря, регулятора 14 тока якоря, задатчика 15 начальных токов фаз статора, регуляторов 16 и 17 тока фаз статора, датчиков 18 и 19 тока фаз статора и задатчика 20 частоты вращения

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Сигнал заданной частоты вращения от задачика 20 подается на вход регулятора 12 частоты вращения, на выходе которого формируется сигнал задания тока якоря, поступающий на вход регулятора 14 тока якоря. На входы указанных регуляторов подаются сигналы обратных связей соответственно с датчика 11 частоты вращения и датчика 13 тока якоря. Таким образом, управление частотой вращения электродвигателя осуществляется в сиЬтеме подчиненного регулирования по рассогласованию между действительной и заданной частотами вращения. Сигнал с выхода регулятора тока якоря, поступая на один из входов системы 6 импульсно-фазового управления преобразователен частоты, задает угол oi отпирания вентилей преобразователя 5 частоты относительно напряжения сети. Угол опережения отпирания вентилей преобразователя 5 частоты относительно ЭДС холостого хода якоря задается также системой 6 импульсно-фазового управления в функции сигнала датчика 7 положения ротора. Управление вентильным электродвигателем ведется по закону р const.

Компенсацию реакции якора в вентильном электродвигателе обеспечивают два независимых контура 2 и 3 регулирования токов фаз статора, при этом ток в третьей фазе формируется как алгебраическая сумма (с обратньм знаком) токов в двух других фазах,

Токи в фазных обмотках 2, 3 и 4 зависят от величины углов управления вентилями анодной и катодной групп вьтрямителя 8. Эти углы формируют дв канала 9 и 1C системы импульсно-фазового управления выпрямителя 8 в функции выходных сигналов регуляторов

16и 17 .Последние могут иметь пропорциональную или интегрально-пропорциональную структуруи выполняются на

базе операционных усилетелй,охваченных обратными связями.Регулирование токов фаз статора ведется по рассогласованию между действительными заданными значениями, причем задающим сигналом для каждого из регуляторов 16,

17является алгебраическая сумма сигналов задания тока якоря с выхода ре;гулятора 12 частоты вращения и задания начального тока фаз статора с выхода задатчика 15 начальных токов.фа статора, который в простейшем случае представляет собой потенциометр. Следовательно, ток каждой из фаз статора также содержит две составляющие, одна из которых постоянна, а другая пропорциональна току якоря. Результирующая НДС статора,равная геометриче ской сумме сдвинутых одна- относительной другой на 120 эл.град.НДС трех фаз, очевидно, также содержит две составляющие: постоянную МДС возбуждения, определяемую задатчиком 15, и изменяющуюся пропорционально ам ллитуде тока якоря (т.е. амплитуде .Оде реакции якоря) МДС компенсации реакции якоря. При этом направления векторов МДС возбуждения и ВДС компенсации не совпадают, они сдвинуты

в пространстве один относительно другого на постоянный угол, величина которого определяется соотношением коэффициентов передачи обоих контуров регулирования токов фаз статора по каналу задания. Эти коэффициенты определяются параметрами входных цепей операционных усилителей, на которых собраны регуляторы 1 и 17 токов фаз статора. При управлении преобразователем частоты вентильного электродвигателя по закону R const угол сдвига фазы основной гармоники МДС реакции якоры относительно МДС возбуждения постоянен и равен Во(если пренебречь влиянием угла коммутации у). Следовательно, подобрав соответствующим образом параметры входных цепей регуляторов 16 и 17, можно добиться того, что МДС компенсации будет равна по величине и противоположна по направлению МДС реакции якоря. /.

Таким образом, в вентильном электродвигателе обеспечивается компенсация реакции якоря и по амплитуде, и по фазе. Это приводит к существенному повышению устой ивости машинной коммутации в электродвигателе, его перегрузочной способности. Следовательно, асинхронная машина будет лучше использоваться, отпадет необходимость увеличивать ее установленную мощность. В результате улучщаются массогабаритные показатели вентильного электродвигателя. В то же время в вентильном электродвигателе отсутствуют шунты и связанные с ними большие потери энергии, что улучшает энергетические показатели устройства.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий электромеханический преобразователь, вьшолненый в виде асинхронной мащины с ротором, на котором установлена обмотка якоря, и статоро с трехфазной обмоткой, преобразователь частоты с вьшодами для подключения к сети, к входу которого подключены выводы обмотки ротора, датчик положения ротора, систему импульсно-фазового управления преобразователем частоты, выход которого подключен к дополнительному входу преобразователя частоты, а один из 5 ее входов соединен с выходом датчика положения ротора, и источник постоянного напряжения возбуждения, выполненный в виде трехфазного мостового управляемого выпрямителя, имеющего выводы для подключения к источнику питания и два раздельных канала системы импульсно-фазового управления источника напряжения возбуждения, выходы которьк подключены к управляющим электродам анодной и катодной групп вентилей выпрямителя, причем выходные зажимы выпрямителя подключены к двум выводам обмотки статора, а третий вывод обмотки статора служит для подключения к нулевой точке источника питания вьтрямителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улуч шения массогабаритных показателей, введены задатчик частоты вращения, регулятор и датчик частоты вращения регулятор и датчик тока якоря, зада чик начальных токов фаз статора. Ь6 два регулятора токов фаз статора и два датчика токов фаз статора, причем выход задатчика частоты вращения подключен к входу регулятора частоты вращения, на второй вход которого подключен выход датчика частоты вращения, выход регулятора частоты вращения соединен с входами регулятора тока якоря и обоих регуляторов токов фаз статора, к второму входу регулятора тока якоря подключен выход датчика тока якоря, выход регулятора тока якоря соединен с вторым входом системы импульсно-фазового управ ления преобразователем частоты, к второму и третьему входам каждого из регуляторов токов фаз статора подключены соответственно выходы задатчика начальных токов фаз статора и датчика тока одной из фаз статора, а выход каждого из регуляторов токов фаз статора соединен с входом одного из каналов системы импульсно-фазового управления источника напряжения возбуждения.