Вентильный электродвигатель Советский патент 1986 года по МПК H02K29/00 

дроссель 8, обмотка к-рого состоит их двух секций 9 и 10, Параллельно секции 10 включен унравляемьш: ключ 11, цепь управления к-рого соединена с выходом узла 12 контроля параметров разгона. Выпрямитель содержит тиристоры 13-18, а инвертор -- тиристоры 19-24. Выполнение обмотки сглаживающего дросселя из двух секций, одна из к-рых вводится в работу пу-тем ее расшунтирования управляемым ключом, исключает необходимость в сложных схемах управления выпрямителем, что повьшаетнадежность, а также улучшает плавность разгона. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих электроприводах механизмов с вентиляторным моментом нагрузки, например в электроприводах испытательных стендов. Целью изобретения является повышение надежности и улучшение плавности разгона. Вентильный электродвигатель содержит синхронну машину 1 с ротором и статором, датчик 2 положения ротора, вентильный преобразователь 3 частоты со звеном постоянного тока, состоящий из шлпрямителя 4, инвертора i 5, систему 6 управления выпрямителем и систему 7 управления инверто(Л ром. В цепь выпрямленного тока преобразователя включен сглаживающий vj ел О5 а

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих электроприводах механизмов с вентиляторным моментом нагрузки и широким диапазоном регулирования частоты вращения, например в электроприводах испытательных стендов.

Целью изобретения явлчетен повышение надежности и плавности разгона.

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

Вентильный электродвигатель (фиг. 1 содержит синхронную машину i с ротором и статором, датчик 2 положения ротора, вентильный преобразователь 3 частоты со звеном постоянного тока состоящий из выпрямителя 4, инвертора 5, систему 6 управления выпрямителем и систему 7 управления инвертором. В цепи выпрямленного тока преобразователя включены сглаживающий дроссель 8, обмотка которого состоит из двух секций 9 и 10. Параллельно секции 10 включен управляемый ключ 11, цепь управления которого соединена с выходом узла 12 контроля параметров разгона, в качестве которого может использоваться, например, тахогенератор. Выпрямитель собран на тиристорах 13-18, инвертор на тиристорах 19-24.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом,

В момент включения ротор двигателя, создавая магнитный поток находится в одном из положений. УправляемьЕЙ ключ 11, например тиристор, при этом замкнут и шунтируе;т секцию

10 обмотки сглаживающего дросселя 8, Сигналами датчика 2 положения ротора через систему 7 управления инвертором открываются два тиристора, например 19 и 22 инвертора 5. Для создания тока в цепи и соответственно намагничивающей силы статора системой 6 управления .выпрямителя 4, открываются его тиристоры с максимальным углом зажигания, который уменьшается по мере разгона, т.е. работа выпрямителя протекает аналогично приводу постоянного тока.

Образованный протекакицим токами ig, ig, ip 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 уменьшения

электромагнитной инерции при шунтировании ключом 11 секции 10 дросселя 8

LC

„

Т

9

где Т - электромагнитная постоянная звена постоянного тока L, - суммарная индуктивность, замеренная в звене постоянного гока которая складывается из индуктивности сглаживающего дросселя, индуктив ности на входе выпрямителя (трансформатор или реакторы), приведенной к цепи постоянного тока и индуктивности синхронной машины, приведенной к цепи постоянного тока,

R - активное сопротивление, складывается из эквивалентных сопротивлений выпрямителя и инвертора. 3 LC - индуктивности секции 10 обмотки сглаживающего дросселя. Напряжение Uj и ток i, на выходе выпрямителя имеют прерывистую форму (фиг.2- При определенной величине L-, перерывы выпрямленного тока имеют достаточно большую длительность, а количество их на интервал проводимости тиристоров дбстаточно велико (десятки - сотни пульсов при Низкой частоте вращения) для того, чтобы -успевали переключаться без сры ва в момент перерыва тока тиристоры инвертора , (фиг. 2) . По сигналу датчика положения снимается импульс управления с тиристора 22 и подается импульс на тиристор 24 и ток протекает уже по другим фазам, создавая соответствующую намагничивакмдую силу статора. Поток статора, взаимодействуя с потоком ротора, вызывает дальнейший поворот ротора и т,д,, аким образом проис ходит пуск двигателя из неподвижног состояния. По мере разгона двигателя возрастает ЭДС машины и при частоте вращения 5-10% от номинальной становится достаточной для того, чтобы обеспечить устойчивую естественную коммутацию инвертора, т,е, вести инвертор. Необходимость в создании прерывистости выпрямленного тока отпадает и секция 10 сглаживающего дросселя 8 вводится в рабсзту путем ее расшунтировагтя управляемым ключом 11 по сигнал/ с выхода узла 12 контроля параметров разгона, например, в функции частоты вращения Некоторое снижение пускового момента необходимое для надежного обеспече676ния прерывистости тока, не имеет значения для широкого класса механизмов с вентиляторным моментом нагрузки, для злектропривода которых чаще всего и применяется вентильный электродвигатель. Таким образом, отпадает необходимость в сложных и не вполне надежных схемах управления известных вентильных злектродвигателей, предназначенных для прерывания выпрямленного тока переводом выпрямителя в инверторный режим или путем поочередного ввода в работу плеч выпрямителя, упрощается схема управления вентильным двигателем и повьпаается 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, соединенной с выходом преобразователя частоты, содержащего инвертор , управляющие цепи ключей которого соединены с выходом датчику положения ротора, сглаживающий дрос- сель в цепи выпрямленного тока и управляемый выпрямитель, и узел контроля параметров разгона, отличающий ся тем, что, с целью повышения надежности и плавности разгона, он снабжен управляемым ключом, а обмотка сглаживающего дросселя выполнена из двух секций, причем параллельно одной из секций подключен управляемый ключ, цепь управления которого соединена с выходом узла контроля параметров разгона.

PU8. 2