Вентильный электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P6/00 H02P6/16 

3 с заданным углом опережения открытая ключей. Регулирование электродвигателя осуществляется по двум каналам: каналу статорного регулирования изменением входного напряжения инвертора 3; каналу регулирования возбуждения путем изменения амплитуды выходного напряжения преобразоватеИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления бесконтактным вентильным двигателем с преобразователем ч астоты в цепи якоря. .

Цель изобретения -- упрощение системы управления, и повышение точности управления.. :

На фиг. 1 изображена структурная схема вентильного электроприво- да; на фиг. 2 графики основных сигналов системы управления.

Вентильный электропривод содержит электродвигатель 1 двойного питания, обмотки фаз ротора которого подключены к многофазному преобразователю ,2 постоянной низкой , фиксированной частоты, а обмотки фаз статора соединены с инвертором 3 тока, датчик положения, управляющие цепи 4 ключей инвертора тока, входы которых связаны с формирователями 5 импульсов управления каждого ключа датчики 6 фазных напряжений цепей статора, Датчик положения содержи- задающий генератор 7 с двумя выходами высокой и кратной ей низкой частоты, формирователи 8 синхронных импульсов по числу фаз статорной обмот ки и по числу ключей инвертора тока, блоки 9 формирования сигналов управления . Каждый блок формирования сигналов управления состоит из реверсивного счетчика 10 с входами прямого и обратного счета и установки в нуль RS-триггера 11, двухвходового 12 и трехвходового 13 элементов И-НЕ, При этом выход высокой частоты задающего генератора подключен к первому входу трехвходового элемента И-НЕ, а выход низкой частоты - к первому

ля 2. Использование для возбуждения преобразователя низкой фиксирован- ной частоты обеспечивает наибольшую перегрузочную способность из-за наличия синхронной и асинхронной составляющих момента, суммирующихся в области средних и больших нагрузок ча валу электродвигателя 1. 2 ил.

5 5 о Q

5

входу двухвходового элемента И-НЕ, а выходы этих элементов соответст- венно подключены к входам обратного и прямого счета реверсивного счетчика, вход установки в нуль которого соединен с выходом формирователя импульсов управления и с R-входом RS-триггера, выход реверсивного счетчика соединен со входом формирователя импульсов управления. Вход формирователя синхронных импульсов каждой фазы соединен с соответствующим

датчиком фазного напряжения. Один выход формирователя синхронных импульсов соединен со вторым входом двуквходового элемента И-НЕ и S- входом RS-триггера,.одного блока формирования сигналов управления и со вторым входом трехвходового элемента И-НЕ смежного блока сигнала управления, а второй выход .соединен со вторым входом трехвходового элемента И-НЕ смежного блока сигнала управления. Второй выход формирователя синхронных импульсов соединен со вторым входом двухвходового элемента И-НЕ и с S-входом RS-триггера смежного блока формирования сигналов управления. Выход RS-триггера в каждом блоке формирования сигналов управления соединен с третьим входом трехвходового элемента И-НЕ.

Вентильный электропривод работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на преобразователь 2 постоянной низкой

спонсированной .частоты и все блоки системы управления по обмотке ротора двигателя 1 двойного питания 1ачинает протекать низкочастотный ГОК, создающий вращающееся магнитное поле, наводящее в фазах статора систему ЭДС, даже при неподвижном роторе, Сигнал X) (фиг. 2) с датчиков 6 фазных напряжений поступает на вход формирователя 8 синхронных импульсов, который формирует два выходных сигнала Х2 и ХЗ, сдвинутых между собой по фазе на 180° и синхронизированных с напряжением статора.

Задающий генератор 7 формирует сигналы Х4 и Х5 различной частоты, причём от отношения этих частот зависит угол управления силовыми ключами (тиристорами) инвертора 3 тока по следующему закону;

п i л т/-

I « f;;Сигналы ХА и Х5 задающего генератора 7 поступают через трехвходовой 13 и двухвходовой 12 элементы И-НЕ в реверсивный счетчик 10, причем с двухвходового элемента И-НЕ 12 синал Х6 поступает на прямой вход реверсивного счетчик 10 в течение первого полупериода частоты напряжения статора электродвигателя 1, С выхода трехвходового элемента И-НЕ 13 сигнал Х7 в течение второго полупериода поступает на вход обратного счета реверсивного счетчика 10, В моменты нулевого состояния реверсив ног о счетчика 10 на его выходе появляется одиночный импульс Х8 „ поступаю- чем аналоговый. Ошибка в отработке

щий на формирователь Ь импульсов уп равления. На его выходе формируется импульс управления необходимой длительности Х9, который окончательно формируется в управляющих цепях 4 ключей инвертора и поступает на соот ветствующие тиристоры инвертора 3. Вместе с тем сигнал Х9 поступает и на сброс реверсивного счетчика 10, возвращая его в исходное состояние, а также обеспечивает логику работы RS-триггера 1.

Таким образом, сиг-налы управления силовыми тиристорами инвертора 3 тока поступают всегда с заданным углом опережения их открытия. По обмотке статора электродвигателя 1 начинает протекать ток и создается вращающееся магнитное поле, которое при

Ю

45

50

угла опережения открытия силовых тиристоров инвертора тока не превышает периода высокой частоты задающего генератора. Эта частота выбирается исходя из необходимой, точности управления. Использование для возбуждения преобразователя низкой фиксированной частоты порядка 3-5 Гц обеспечивает наибольшую перегрузочную способность из-за наличия синхронной и асинхронной составляющих момента, суммирующихся в области средних и больших нагрузок на валу двигателя.

Формула изобретения

Вентильный электропривод, содержащий электродвигатель двойного пи- вращении в одном направлении и с оди- 55 тания, обмотки фаз ротора которого наковой скоростью с магнитным полем . подключены к многофазному преобразо- ротора взаимодействует с ним, созда- вателю постоянной частоты, а обмот- вая вращающий момент. Когда послед- ки фаз статора соединены с инверто- НИИ превысит момент сопротивления ром тока, датчик положения роторанагрузки, ротор двигателя пp rкoдит во вращение и от датчиков 6 фазных напряжений сигнал частотой, равной сумме частоте возбуждения и вращения

и), и uJj - U.),

подается ка формирователь 8 синхронных импульсов, причем с изменением частоты работы инвертора 3 тока угол Р опережения остается всегда фиксированным и зависящим только от соотношения частот сигна.пов Х4 и Х5 задающего генератора 7.

Вентильный электропривод, содержащий двигатель двойного питания,

имеет, два канала регулирования скорости вращения аналогично электродвигателю постоянного тока. Один канал статорного регулирования-изменением входного напряжения инвертора 3 тока,

Другой канал - регулирование возбуждения путем изменения амплитуды выходного напряжения преобразователя 2 постоянной частоты.

Предлагаемая система управления асинхронизированным вентильным двигателем имеет более простую схему, в результате чего отпадает необходимость установки на валу датчиков -корости и положения ротора, являющихся наиболее ненадежными элементами системы. В системе управления используется цифровой принцип обработки сигналов, который значительно точнее.

угла опережения открытия силовых тиристоров инвертора тока не превышает периода высокой частоты задающего генератора. Эта частота выбирается исходя из необходимой, точности управления. Использование для возбуждения преобразователя низкой фиксированной частоты порядка 3-5 Гц обеспечивает наибольшую перегрузочную способность из-за наличия синхронной и асинхронной составляющих момента, суммирующихся в области средних и больших нагрузок на валу двигателя.

Формула изобретения

формирователи импульсов управления каладого ключа инвертора тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точ- ности регулирования, в него введены датчик фазных напряжений цепей статора, датчик положения составлен .из задакнцего генератора с двумя вы- |ходами высокой и кратной ей низкой частоты, формирователей синхронных импульсов по числу фаз статорной обмотки и по числу ключей инвертора тока, блоков формирования сигна лов управления каждьй из которых составлен из реверсивного счетчика с входами прямого, обратного счета и установки в нуль, RS-триггера, двухвходового и трехвходового элементов И-НЕ, при этом выход высокой частоты задающего генератора подключен к первому входу трехвходового элемента И-НЕ, а выход низкой частоты к первому входу двухвходового элмента И-НЕ, выходы этих элементов соответственно подключены к входам

обратного и прямого счета реверсивного счетчика, вход установки в нуль которого соединен с выходом формирователя импульсов управления и с

R-входом RS-триггера, выход реверсивного счетчика соединен со входом формирователя импульсов управления, вход формирователя синхронных им- пульсов каждой фазы соединен с соответствующим датчиком фазового напряжения, один выход соединен со вторым входом двухвходового элемен- та И-НЕ и S-входом RS-триггера одно-- го блока формирования сигналов управления и с вторым входом трехвходового элемента И-НЕ смежного блока сигнала управления, а второй выход соединен со вторым входом трехвходового элемента И-НЕ и со вторым входом двухвходового элемента И-НЕ и с S-входом RS-триггера смежного блока формирования сигналов управления, а выход RS- триггера в каждом блоке .. формирования сигналов управления соединен с третьим входом;трехвдоходового элемента И-НЕ.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение качества регулирования электропривода и повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены датчики 6 разных напряжений цепей статора электродвигателя I двойного питания. Датчик положения ротора составлен из задающего генератора 7, формирователя 8 синхронных импульсов, блоков 9. формирования сигналов управления. Выходы задающего генератора 7 подключены к соответствующим, входам блоков 9. Введение дат- .чиков 6 и указанное выполнение датчика положения позволяет .формировать сигналы управления ключами инвертора с S Vj сл ю 00 00 00

Фаг.2

Составитель Тарасо в Редактор А. Ревин Техред В.КадарКорректор М. Демчик

Заказ 7133/58Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

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