Способ управления вентильным электродвигателем Советский патент 1986 года по МПК H02P6/12 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электронриводу с венти.льными электродвигателями для обеспечения его работоснособности при неис11)авностя.х типа обрыв в цепи обмотки якоря.

Целью изобрете1и1Я является новьниепие надежности работы и улучн1енпе энергетических характеристик f-ептильного электродвигателя при неиеиравпостях тина в цепи обмотки якоря.

На чертеже схематично иредстав,лено устройство, реализующее способ унра ;1е11ия вентильным электродвигателем с трехфазной обмоткой якоря.

Устройст1«) унравления вентнльиыу; электродвигателем (фиг. 1) соде)жит э.лектро- двигатель 1 с ()-фазными обмотками 2, 3 и 4 якоря, т-фазный преобразователь 5 частоты с анодной 6 н катодной 7 группами ключей, соответственно 8-10 и 11 - 13 каждая из которых вынолнена па тре.х трапзис- торах, и шесть диодов 14-19 моста обратного тока. Выходы 20, 21 и 22 датчика 23 положения ротора соединены е блоком 24 формирования сигналов у1 равлепия, 1несть выходов которого 25-30 связаны с управ- ляющи.ми входами ключей 8-113. Устройство для управления содержит датчик 31 потребляемого тока, блок 32 выявления аварийной ситуации в грунне ключей преобразовате.ля 5 частоты, дешифратор 33 двоичного кода в двоично-десятичный, блоки 34 и 35 n3Meiie- ния алгоритма управления, соответствепао ключей анодной и катодной rpymi.

Датчик 31 потребляемого тока содержит последовательно включенные измерителынлй резистор 36, ну,;1ь-ор ан 37 и э.пемепт 38 BIK-- менной задержки, |и)1ход которого является выходом 39 датчика 3 иотребляемого тока, входами которого служат входы измерительного резистора 36.

Элеме |т 38 временной задержки может быть выполнен любым образом. Блок 32 выявления аварийной ситуации в руние ключей иреобразователя 5 частоты содержит логический элемент 40 М.АЖОРИТ.АР- НОСТЬ, входы которого служат нн(|)0рма- ционными входами указанного блока и подключены к выходам 20, 21 и 22 датчнка 23 положения ротора, три логических S/KHUMI- та 41, 42 и 43 ЗАГНИЕТ, инвертор 44, логический элемент 45 И и два / 5-т иггера 46 и 47. Выход 48 логическо1 о элемента 40 МАЖОРИТАРИОСТЬ иодключеи к первому входу элемента 45 И, занрен1ак)И1ему элемента 41 ЗАПРЕТ, / -входу / 5-1ригге- ра 47 и к / -входу / 5-триггера 46 через инвертор 44. Выход1 / 5-триггер01з 4(т н 47 подключены к заирениионшм входам логических э.пементов 43 и 42 ЗАПРЕТ и служат выходами 49 и 50 блока 32 выявления аварийной ситуации. S-входы .5-триггеров 46 и 47 подключены соответственио к lujxo.Ty логических элементов 42 и 43 З.АПРЬУГ, лрямые входы которых подключены соответ5

етвенно к выходам логических элементов 45 И и 41 ЗАПРЕТ, прямой вход которого об ьединен с вторым входом логического элемента 45 И, являетсч управляющим входом 5 блока 32 выявления аварийной ситуации и подключен к выходу 39 датчика 31 нотребляемо|-о тока.

Каждый блок 34 и 35 изменения алгоритма управления к.:1ючей анодной и катодной i pyrsH содержит три двухвходовых .логическкх элемента 52, 53, 54 И, три формирова- тсхля 55, 56 и 57 ими улье а но заднему фронту, три / 5-триггера 58, 59 п 60 и три трехвходо- вых логических элемента 61, 62 и 63 ИЛИ, выход1)1 64-69 которых с-лужат выходами блоков 34 и 35 изменения алгоритма ч нрав- ,ления ключей и нодключегн к управ.ляюншм :им1ям к;ночей 8 10 анодно и к.люче 11-- 13 катол.пой 11)ун11. llepiHiie пходы .логических элементов 52, 53 и 54 И обЛ)единены, яв,ля- юл ся управляющим входом блока 34 изме0 нения ал1 0ритма унраелення ключей 8--10 . а1;од: ой групп1 ; 6 н нодключены к выходу 50 блока 32 выяв.ления аварийной ситуации. Вторые входы .логических элементов 52. 53, п 54 И (:|бл ед 1не1Нз1 с А -входами / 5-триг1 е- ов 59, 60 и 58 соответстве 1но, являютея

5 ин(|)орманионными входами б.лока 34 и под- кл1оче1 Ы к .там 70, 71 и 72 де1пифрато- )а 33. Иыхо.ты логических э,:1еменлх)в 52, 53 и 54 И 11одк,ч11)чеиы к входам (|)1)рмирова- телей 55, 56 и 57 имну;1ЬС(.1В и к первым , .логических элементов 61, 62 и 63 ИЛИ. Выходы формирователей импульсов 52 5:i и 54 п6.ткл1очеп1з1 к 5-входам / 5-тригге- ров fiO, 58 и 59, выходы котгфых подключепы к ivfopi.iM входам .логических элемепл ов 61, 62 и 63 ИЛИ. Треть-i входы логичееких

э,чементов 61, 62 и 63 ИЛИ нодключены

3

к выходам 25, 26 и 27 блока 24 4 о)мирования сигналов унравления.

Устройслчк) .;1.ля ун| :авлення вентпльнь.м э,лелтг)о.(лем работает c;ie;uioLHnM об0 разом.

Ilpi отсутствии в венллгльном э.лектро- Д151н ате,ле отказ.н. типа (б)ьн в цени обмотки якоря |. И1Ч1а.л ii:-i ub xo;ie . 59 .чатчика 31 но- л ребляемо1Ч) 1-ока равен .логачеекому «О, аиалоги нпле ciTiiajii) нрисхтс вуют на выхо - ;iax 49 и 50 блока 32 выявления аварийной сч-.туации и унра1-5ляюн1их входах б/юков 34 и 35 измене 1ия алгоригма ллрав.ле1Н1я к,лю- чей. Па управляющие входы к.люче) 8--13 н)еоб 1азоватс.ля 5 частоты без изме.чения

-р проходит сигнал с выхэ.та блока 24 форми- рова1П1Я сигна.л.ов унрав;:ег:ия. Вентильный э.лелгродвигате.ль работает li :лорма.льном режиме.

Б с.лучае воз.никновения неиснравности л-ипа в н.ени обмотки якоря, например

5 нрп обрыве в си, 1.енп к,-моча 8 анодной грунны 6 нреоб )азовалч .ля частоты, сог.ласно способу унравления изменя1ггся ал1Ч)ритм рабсггы венлт1ЛоНО -о ;-.л01 род:5нгал е.ля.

0

в момент отключения ключа 9 анодной группы на выходе 66 логического элемента 63 формируется сигнал на включение ключа 10. При открытом ключе 11 катодной группы в силу того, что произо1нел обрыв в силовой цени ключа 10 анодной замкнутого контура в цени источник гшта- ния - обмотка якоря не образуется. Д;1я отключенной комбинации секций 3-2 обмотки якоря за счет возникающей ЭДС самоиндукции организуется замкнутый электрический контур 3-2-11 -18-3, в котором протекает коммутационный ток. Обмотка якоря электродЕШгателя отключена от источника питания, ток через измерительный резистор 36 отсутствует. С небольшой задержкой времени, устраняющей ложное срабатывание датчика 31 потребляемого тока в нормальном режиме, па выходе 39 указанного датчика 31 формируется сигнал логическая «I. При этом на выходе 48 логического элемента 40 МАЖОРПТАР- НОСТЬ имеется сигнал логический «О, cBii- детельствующий о том, что по сигналам датчика 23 положения ротора должна произойти ком.мутация к.чючей в анодной группе 6 преобразователя 5 частоты. Сигнал логическая «1 с выхода 39 датчика 31 потребляемого тока проходит на S-вход / 5-тригге- ра 47, па его выходе 50 появляется сигнал логическая «1, который поступает на управляющий вход блока 34 изменения алгорит.ма управления ключей анодной группы. Сигнал логическая «1 с выхода 71 дешифратора ()0 без изменения проходит на выход .югичс- ского эле.мента 53 И, а затем на выход 65 блока 34 изменения алгоритма управления. Сигнал логическая «1 е выхода 65 luicTy- пает на управляюн1ий вход ключа 9 анодной группы. Ключ 9 открывается, комбинация секций 3--2 повторно нодключается к источнику питания. В конт) ре 9-3 2-11- 36-источник питания появляется ток, а на выходе 39 датчика 31 нотребляе.мого тока сигнал логический «О. При этом комбинация сигналов на выходе блока 32 выявлении аварийной ситуации не изменяется.

В начале очередного такта коммутации при смене комбинации еигна.:1О15 на выходе датчика 23 положения ротора на вьгходе 48 логического элемента 40 МАЖОРПТ.АР- НОСТЬ появляется сигнал логическая «1, который поступает на / -вход / 5-триггера 47 и обнуляет его. Па управляющем входе 50 блока 34 11ояв;1яется сигна. логический «О. В этот .момент времени сигнал на в)1ходе логического элемента 53 изменяется с уровня логической «1 до уровня логического «О, срабатывает формирователь 56 ИМПУЛЬСОВ. сигнал с выхода которого, поступая на S- вход / S-TpHrrepa 59, устанавливает ei o в состояние логичеекая «1. Па выходе 64 блока 34 появляется сигнал логическая «1. Появление сигнала логический «О на выходе

0

5

0

5

С

5

0

5

0

5

логического элемента 53 П нриводит к появлению аналогичного сигнала на выходе 6Ь б. юка 34. Таким образом в этот .MOMeirr вре- .мепи на выходе блока 34 формируются сигналы, которыми в анодной rpyiuie закрывается К.1ЮЧ 9 и открывается ключ 8. Коммутация ключей катодной rpyiHibi нри этом нроиехОлТит по еигналам с выходов 28, 29 и 30 блока формирования сигналов унрав- ления, которые без изменения, в силу от- сутств 1я сигнала логнчеекая единнца на управляющем входе 49, поступают на управляющие цени ключей. В этот же момент времени в катодной грунне к. закры- ваетея ключ 11 и открываетея к, 1юч 12.

Паправлепне тока в секщгях 2-3 изменяется на противоположное. При этом в момент емены 11анрав,-1ения тока в еекциях 2-3 датчик 31 нотребляемого тока не срабатывает в силу наличия элемента 38 временной задержки. Величина временной задержки выбирается исходя величины электромаг- иостоянной времени венти.чьного электродвигателя. Па рассматриваемом угловом интервале за счет нринудительной коммутации к, 1юча 8 осуществляется опережающая на такт коммутация. В иача,че очередного такта коммутации восстанавливается периодическое подк.лючение к нсточнщ у гщтапия и отк.чючение от него комбинащи секций обмотки якоря по -сигна, 1ам датчика 23 положения индуктора.

При возникновении нененравности типа обры1 в цепи обмогки якоря в , 1юбой другой цегщ принцип работы устройства остается аналогичным онисанному вьпне.

Для вентилыц:)Г э.1ектродвигате,1еГ1 с одной ол упер преобразовате.1ем частоты ;1.:1Я реа,1изацни рассмотренного способа управления необходимо выполнять датчик но.юження ротора, с повып|е1 ной разре1наю- щей способностью, д.1я Toi o 4To6i,i обесне- мигь (фиксацию нрохождеиия индуктором тлового ннтерва. к , равного ио.ювине межкомм тацнопного интерва,;1а а--- j- : 2п/IU р.

Таким образом, реа,чизация данного сио- еоба управления вентильным э,чектродв1Н а- темем с (и 3}-фззчон об.моткой якг)|1я позволяет повысить надежность работы вентильного электродвиг ателя з;1 счет иск:но- чения нри работе vi-.-ювого интервала «V.K, 15 течение которого какая,-то ксшбинания секций обмотки якоря отк.чючена от источ- э.1ектрическ( энергии. Это дости| ает- ся за счет из.меиеШ Я a, уиравл.сния ключами Г1реобраз()вате,1я )ты 5енти. ного электроднн а и oin-aniKiaiuni 40- Г1О, 1нительного э/юктричсск г.) ко1гг р; д.я нодк. ночепия д|П1ч);| компннацш: ..ч кции

ОбмОТК -: якоря 1С: ОЧ 1И; НИГ.ШМЯ. lljni

этом MONK HT tipi aiiH.ia НИИ дополните, ibiioro электрического связан с отсутствие.м потреб, 1яемого гока.

Формула изобретения Способ управления вентильным электродвигателем, при котором на каждом межкоммутационном интервале г|з 2л/т р, где m 3 - число фаз обмотки якоря, р - число пар полюсов электродвигателя, последовательно подключают к источнику питания и отключают от него с помощью ключей т-фазкого преобразователя частоты фазы обмотки якоря и контролируют потребляения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и улучшения энергетических характеристик вентильного электродвигателя при неисправности типа обрыв в цепи обмотки якоря, в каждый коммутационный момент времени при отсутствии потребления тока повторно включают отключаемый /-и ключ на длительность г|)/2, по истечении которого /-Й ключ отключают и включают (/+2)-и ключ, принадлежащий

UUIVltJ 1 ЛГ1 л М ГУ -УН 1 J ) . ,

мый ток и при отсутствии потребления токаЮ той же группе ключей, например анодной,

формируют сигнал управления, изменяющийна длительность г|)/2, после чего последовапоследовательность подключения и отклю-тельность подключения и отключения фаз

чения фаз обмотки якоря к источнику пита-обмотки якоря восстанавливают.

ния, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и улучшения энергетических характеристик вентильного электродвигателя при неисправности типа обрыв в цепи обмотки якоря, в каждый коммутационный момент времени при отсутствии потребления тока повторно включают отключаемый /-и ключ на длительность г|)/2, по истечении которого /-Й ключ отключают и включают (/+2)-и ключ, принадлежащий

. ,

той же группе ключей, например анодной,

Кпоз.8

К поз 9

НпозЮ

.11 .t2

по) ;j

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности и улучшение энергетических характеристик. Способ управления вентильным электродвигателем заключается в том. что на каждом межкоммутационном интервале г|з 2л/т р, где m 3 - число фаз обмотки якоря, р - число пар полюсов электродвигателя, последовательно подключают к источнику питания и отключают от него с помощью ключей т-фазного преобразователя частоты фазы обмотки якоря. Контролируют потребляемый ток и при отсутствии потребления тока формируют сигнал управления, изменяющий последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря к источнику питания. Указанная цель в способе обеспечивается тем, что в каждый коммутационный момент времени при отсутствии потребления тока повторно включают отключаемый г -й ключ на длительность г|5/2, по истечении которого /-и ключ отключают. Включают (г-|-2)-й ключ, принадлежащий той же группе ключей, например анодной, на длительность г|)/2, а затем последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря восстанавливают. 1 ил. (Л го СдЭ