Вентильный электродвигатель Советский патент 1986 года по МПК H02P6/00 H02K29/06 

Изобретение относится к электро- технике, в частности к вентильным электродвигателям с простыми циклограммами работы и управлением по ЭДС вращения.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение энергетических показателей путем повьш1ения помехозащищенности за счет адаптивного изменения постоянных времени RC-фильтров.

На фиг. 1 изображена функциональная схема вентильного электродвигателя; на фиг,. -2 - функциональная схема одного канала управления вентильного электродвигателя с адаптивным RC-фильтром.

Вентильный электродвигатель (фиг.1 содержит синхронный электродвигатель 1 с якорной обмоткой, соединенной в звезду, секции которой подключены к выходам реверсивного инвертора 2. Секции -якорной обмотки через адаптивные RC-фильтры 3 - 5 подключены к одним входам компараторов 6 - 8, соответственно, другие входы которых соединены со средней точкой якорной обмотки синхронного электродвигателя 1 а выходы компараторов соединены с входами логического блока 9 формирования управляющих сигналов, выход которого соединен с управляющим вхо- дом инвертора. Входы измерителя 10 частоты вращения подключены к выходам компараторов 6 - 8,а выход соединен с входом широтно-импульсного модулятора 11, выход которого соединен с управляющими входами адаптивных RC-фильтров 3 - 5.

Каждый адаптивный RC-фильтр выполнен в виде двух последовательно включенных резисторов 12 и 13 фиг.2 и конденсатора 14, причем параллельно второму резистору 13 включен уп- равляемьш ключ 15, вход управления которого подключен к выходу широтно- импульсного модулятора 11.

Напряжение на входе компараторов 6-8 содержит как синусоидальную ЭДС вращения, так и импyлJCнyю коммутационную помеху. Формирование фронта выходного сигнала компаратора происходит при отключенной секции, когда присутствует эта помеха, которая сдвигает угол коммутации или в отсутствии специальной селекции сигналов может привести к возникновению автоколебаний в цепи обратной связи и

0

J5

0

30

35

0

45

0

55

срыву коммутации. Однако селекция сигналов с помощью фильтров с неизменной постоянной времени ограничивается условиями оптимальности энергетических характеристик. Так, длительность коммутационной помехи максимальна на пуске двигателя и определяется электромагнитной постоянной времени обмотки.

Для ее фильтрации необходим фильтр с постоянной времени большей электромагнитной постоянной времени якорной обмотки синхронного электродвигателя 1 .

С другой стороны, увеличение постоянной времени сопровождается увеличением вносимого фазового сдвига. Для улучшения энергетических харак- теристик электропривода по заданной частоте необходим фазовый сдвиг, который обеспечит нейтральную коммутацию.

Вентильньм электродвигатель работает следующим образом.

При вращении синхронного электродвигателя 1 на выходах компараторов 6-8 имеют место последовательности импульсов, сдвинутые относительно друг друга на 120 . Частота следования импульсов каждой такой последовательности равна частоте ЭДС вращения. В простейшем случае измеритель 10 частоты следования импульсов может быть выполнен как последовательное соединение формирователя укороченных импульсов и сглаживающего фильтра. При Этом формирователь импульсов по каждому фронту каждого импульса последовательностей с выходов компараторов 6-8 формирует импульсы фиксированной длительности. Образованная таким образом последовательность сглаживается фильтром на выходе измерителя 10 частоты вращения и поступает на вход управления широтно-им- пульсного модулятора 11, где суммируется с постоянным отрицательным опорным напряжением. Модулятор 11 на .повьш1енной частоте повторения формирует широтно-импульсный сигнал с коэффициентом заполнения, пропорциональным входному управляющему напряжению. Этот сигнал поступает далее на входы управления RC-фильтров 3-5.. В результате на всех частотах, для которых данное управление вьшолняет- ся, обеспечивается постоянный фазовый сдвиг коммутации,, другими словами обеспечивается нейтральная комму тация и оптимальные энергетические показатели электропривода.

Таким образом, за счет введения адаптивного фильтра, управляемого в функции частоты ЭДС вращения, обеспечивает фильтрацию собственней коммутационной помехи и одновременно оптимальные энергетические показатели на всех час тотах вращения дви гателя. Кроме того, возможность использования больших начальных постоянных времени фильтров повышает помехозащищенность управления по от- ношению к внешним помехам, что особенно важно на пуске двигателя, когда полученньм сигнал ЭДС вращения сравним по уровню с уровнем этих помех. Для дополнительного повышения точ

с якорной обмоткой, сое.диненмой в

- 10

J5

звезду, секции которой подключены выходам инвертора и каждая секция якорной обмотки через RC-фильтр.одному входу одного из компаратор другие входы компараторов соедине со средней точкой якорной обмотки синхронного электродвигателя, а в ходы компараторов соединены с вхо ми логического блока формирЬвания управляющих сигналов, выход котор го соединен с управляющим входом, инвертора, отлича-ющийс тем, что, с целью повышения надеж ности и улучшения энергетических казателей путем повышения помехоз щищенности RC-фильтров, в него вв дены измеритель частоты вращения широтно-импульсный модулятор, а

ности регулирования может быть приме-20 RC-фильтры выполнены адаптивными

иен. цифровой измеритель частоты, а , также цифровой широтно-импульсный модулятор, работающие в пределах указанного алгоритма управления. Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий синхронный электродвигатель

280687

с якорной обмоткой, сое.диненмой в

10

J5

звезду, секции которой подключены к выходам инвертора и каждая секция якорной обмотки через RC-фильтр. к одному входу одного из компараторов, другие входы компараторов соединены со средней точкой якорной обмотки синхронного электродвигателя, а выходы компараторов соединены с входами логического блока формирЬвания управляющих сигналов, выход которого соединен с управляющим входом, инвертора, отлича-ющийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения энергетических показателей путем повышения помехозащищенности RC-фильтров, в него введены измеритель частоты вращения и широтно-импульсный модулятор, а

25

и снабжены входами управления, при этом входы управления RC-фильтров подключены к выходу широтно-импульс- .ного модулятора, вход которого соединен с выходом измерителя частоты вращения, входы которого подключены к выходам компараторов.

0t/z.2

Составитель М. Сон Редактор А. Ревин Техред Л.Сердюкова

Заказ 7132/57 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Корректор 0. Луговая

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повьшение надежности и улучшение энергетических характеристик. Вентильный электропривод содержит синхронный двигатель I, секции якорной обмотки которого через адаптивные RC-фильтры подключены к одним входам компараторов (К) 6, 7, 8, другие входы которых подключены к среднему выводу якорной обмотки. Выходы К 6, 7,8 соединены с входами логического блока 9 формирования управляющих сигналов и входами измерителя 10 частоты вращения. Выход блока 9 подключен к управляющему входу инвертора 2, связанному с выводами якорной обмотки. Выход измерителя 10 подключен к входу широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с управляющими входами RC-фильтров 6, 7, 8.В устройстве обеспечивается постоянный фазовый сдвиг коммутации, т.е. нейтральная коммутация. Введение адаптивного фильтра, управляемого в функции частоты ЭДС вращения, обеспечивает фильтрацию собственной коммутационной помехи. Кроме того, взможность использования больших начальных постоянных времени фильтров повышает помехозащищенность управления по отношению к внешним помехам. 2ил. Ю сзо О) 00 Физ.1