Вентильный электродвигатель Советский патент 1988 года по МПК H02P6/00 H02K29/06 

со со о

Oi

со

Изобретение относится к: электро- технике, в частности к электроприводу и может быть использовано при создании высокоскоростного электро- пр1ивода с широким диапазоном измене- нця нагрузки

Цель изобретения - обеспечение стабилизации частоты вращения в процессе компенсации биений напряжения электродвигателя„

На фиг„1 изображена функциональная схема вентильного электродвига- т€|ля; на фиг „2 - диаграммы напряжений на выходе функциональных узлов Э1(ектродвигателя о

Вентильный электродвигатель содержит возбужденную синхронную машину 1S якорная обмотка которой подключена через последовательно включенные уг равляемый инвертор 2, сглаживающий дг1оссель 3 и управляе)у1ьй выпрямитель 4 к источнику переменного тока, датчик 5 положения ротора синхронной машины 1, выход которого подключен к входу системы 6 управления инвертором, последовательно включенные блок 7 компенсации биений, сумматор 8 и систему 9 управления выпрясмителем 4„ Второй вход сз мматора 8 связан с за- датчиком 10 частоты вращения о Kpoivie того, электродвигатель содержит та- хогенератор 11, два логических элемента И 12 и 13, два логических элемента НЕ 4 и 15, три логических элемента ИЛИ 16 18, триггер 19, формирователь 20 импульсов, интегратор 21 со- сбросом, компаратор 22, запоми- элемент 23, инвертирующий усилитель 24 ,

Выход системы 6 управления инвертором соединен с входом первого элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с первым входом 1Йуск триггера 19, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ 14,, с первым управляющим входом блока 7 компенсации биений и с входом формирователя 20 импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 12, выход которого соединен с первым входом Хранение запоминающего элемента 23 и через второй элемент ЕЕ 15 с первым, входом второго эле-- мента И 13 Выход элемента И 13 соединен с вторым входом Сброс запо- М1«1ающего элемента 23, а второй вход с BTOpbiM входом первого элемента И 12 и с выходом второго элемента ИЛИ

3907632

17, входы которого соединены с выходом системы 0 управления выпрямителем. Выход первого элемента НЕ 14 соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 18, второй вход которо- г о соединен с вторым входом Сброс триггера 19 и выходом компаратора 22, а выход - с вторым входом Сброс

1Q интегратора 21 со сбросом Выход интегратора 21 подключен к входу компаратора 22, а вход - к тахогенера- тору 11 и второму входу блока 7 компенсации биений, выход которого че15 рез инвертирующий усилитель 24 подключен к третьему входу -запоминающего элемента 23, выход которого соединен с третьим входом сумматора 8 Вентильный электродвигатель рабо20 тает следующим образом

В интервале времени импульсы управления инвертором 2 на выходе системы 6 управления инвертором суммируются элементом ИЛИ 16 (фиго2а)

25 и поступают на первый пусковой вход триггера 19, который переводится в состояние логической 1 {фйГо2б) и через элементы НЕ 14 и ИЛИ 18 снимает сигнал с входа Сброс интеграто30 ра 21„ На выходе интегратора 21 формируется линейно нарастающий сигнал (фиго2в), темп нарастания которого прямо пропорционален частоте вращения вентильного двигателя. Кроме того, триггер 19 логической 1 подключает блок 7 компенсации биений, на выходе которого сформирован аналоговый сигнал и, пропорциональный частоте вращения, которьш суммирует-

40 С.Я с сигналом задания U частоты вращения в сумматоре 8, При достижении линейно-нарастаю1цим сигналом интер- гратора 2 величины порога срабатывания компаратора 22 на выходе компара45 тора 22 (фиг„2п) формируется сигнал, поступающий на второй вход Сброс триггера 19 и переводит его в . Под действием среза выходного сигнала триггера 19 формирователь 20 им- пульсов формирует импульс и ,;р (фиго2д), длительность яоторо- го равна длительности управляющих импульсов системы 9 управления

35

50

55

выпрямителем, и отключается блок 7 компенсации биений. Сигнал на выходе сумматора 8 и7(фиг.2е} принимает заданное значение. С заданным углом управления формируются управляюЕще импульсы на

выпрямителем, и отключается блок 7 компенсации биений. Сигнал на выходе сумматора 8 и7(фиг.2е} принимает заданное значение. С заданным углом управления формируются управляюЕще импульсы на

выходе системы 9 управления выпрямителем (фиг„2ж)с Заполняющий элемент 23 в работе не участвуете

В момент времени t г происходит совпадение импульсов формирователя 2 и элемента ИЛИ 17 и на выходе элемента И 3 формируется импульс (фиГ(,2и) при котором элемент 23 переходит в состояние хранения информации При этих условиях на выходе запоминающего элемента 23 с помощью инвертора 24 формируется аналоговый сигнал, равный по величине & и противоположный по знаку и подается на третий вход сумматора 8 В результате угол управления выпрямителем в момент времени tj равен о 5+Ло/, а в момент времени; tj о/ о( з-л4 где ofj- угол, соответствующий напряжению задания U. Сброс с запоминающего элемента 23 (,3) проводится в момент времени t управляющим импульсом выпрямителя через элементы ИЛИ 17 и И 12 (фиг„2 ж.к). Включе- ние тиристоров вьтрямителя в момент времени привело бы к броску: тока (момента) и изменению частоты вращения за счет разности мгновенных значений напряжения выпрямителя иJ (t) (фиго2м) и противо-ЭДС двигателя Е oi,(t) (фиго2л) ,

Таким- образом, предложенное уст- ,ройство позволяет уменьшить разность между напряжением выпрямителя Uo/4(t) и противо-ЭДС Ecij(t) и сни- . зить броски тока, поддерживать заданное в течение периода среднедей- ствующее напряжение выпрямителя, что повышает стабилизацию частотц вращения вентильного электродвигателяо

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий синхроннзпо мащину, якорная обмотка которой подключена через последовательно включенные управляемый инвертор, сглаживающий дроссель к источнику переменного тока, датчик положения ротора, выход которого подключен к входу системы управления инвертором, последовательно соеди

Q 0 5 Q

0

5

0

ненные блок компенсации биений, сумматор и систему управления выпрямителем, причем второй вход сумматора связан с задатчиком частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабилизации частоты вращения в процессе коьтенсации биения, введены тахоге- нератор, два логических элемента и, два логических элемента НЕ, три логических элемента ИЛИ, триггер, формирователь импульсов, интегратор со сбросом, компаратор, запоминаюЕЩЙ элемент и инвертирующий усилитель, причем выход систет ы управления инвертором соединен с входами первого логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом Пуск триггера, выход которого соединен с входом первого логического элемента НЕ, первым управляющим входом блока компенсации биений и с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом первого логического элемента И, выход которого соединен с первым входом Хранение запоминающего элемента и через второй логический элемент НЕ, с первым входом второго логического элемента И, выход которого соединен с вторым входом Сброс запоминающего элемента,а второй вход второго логического элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и с выходом второго логического элемента ИЛИ, входы которого соединены с - выходом системы управления выпрямителем, выход первого логического элемента НЕ соединен с первым входом третьего логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом Сброс триггера и выходом компаратора, а выход соединен с вторым входом Сброс интегратора со сбросом, выход которого подключен к входу компаратора, а вход - к тахогенератору и второму входу блока компенсации :биений, выход которого через инвертирующий усилитель подключен к третьему входу запоминающего элемента, выход которого соединен с третьим входом сумматора

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является- обеспечение, стабилизации частоты вращени я в процессе компенсации биений напряжения. Указанная цель достигается тем, что в вентильный электродвигатель введены тахогенератор 1 1, логические элементы И 12,13, логические элементы, НЕ 14,15, логические элементы ИЛИ 16-18, триггер 19, формирователь импульсов 20, интегратор 21 со сбросом, компаратор 22, запоминающий элемент 23 и инвертор 24. В результате обеспечивается сдвиг управляющего импульса управления выпрямителем (в) 4 на угол (5в/, уменьшая напряжение В 4, если возникает возможность одновременного отпирания В 4 и инвертора 2, При этом запоминается величина угла Ло1 к следующий импульс управления сдвигается на эту же величину, увеличивая напряжение В 4. В результате поддерживаются заданная величина напряжения и частота вращения. 2 ил. i (Л