Способ импульсного управления вентильным электродвигателем Советский патент 1989 года по МПК H02K29/06 H02P6/00 

штцл

0ia.1

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых электроприводах с вентильными электродвигателями.

Целью изобретения является повышение точности управления путем уменьшения электромагнитных помех при работе вентильного электродвигателя с радиоприемными устройствами.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства управления вентильным электродвигателем; на фиг. 2 - диаграммы, поясня юшрне работу устройства; на фиг. 3 и 4 - электрические контуры и контурные токи, образованные соответственно на втором и третьем межкоммутационных интервалах во время импульса и паузы сигнала управления .

Вентильный электродвигатель, реализующий предлагаемый способ управления , содержит электрическую машину 1, двухполупериодный преобразователь 2 частоты, датчик 3 положения ротора Преобразователь 2 частоты включает IB себя анодную rpjrany ключей 4-6, катодную группу ключей 7-9 и диодный мост 10 обратного тока. Электрическая машина 1 включает в себя секции 11- 13 якорной обмотки и индуктор 14. . Устройство управления включает в себ функциональный преобразователь 15 сигналов датчика 3 в сигналы управления ключами преобразователя 2, фор- мирователи 16-21 импульсов, сумматор 22,. триггер 23, два логических элемента 2ИЛИ 24 и 25 и шесть логических элементов 2И 26-31. Мост 10 обратного тока включает в себя диоды 32-37,

14

Импульсный сигнал управления подается на первый вход каждого элемента 24 и 25, на второй вход которых пода- д ется сигнал с сойЧ ветствующего выхода триггера 23.- Лог 1 еское состояние сигналов на выходах триггера 23 определяет прохождение управляющего сигг нала на анодИую или катодную группы ключей преобразователя 2 частоты.

Функциональный преобразователь 15 формирует по сигналам датчика 3 положения ротора dHrHanH управления длJ

ника питания Jo г протекает через ключи 4 и 9 по секциям 11 и 13 (фиг 3). По секциям 11 и 12 через ключ 4 и диод 33 протекает коммутационный (спадающий) ток i под действием ЭД самоиндукции, возникающей при коммутации ключей 8 и 9 в момент перехода на второй межкоммутационный ин тервал (фиг. 2), Он обусловлен энер гией, запасенной в индуктивностях с ций 11 и 12 на первом межкоммутацио ном интервале.

В момент паузы управляющего сигн ла размыкается ключ 9, т.к на втор входе элемента 25 имеет место логический ноль с инверсного выхода три гера 23. Сигнал управления проходи

50

каждого ключа преобра;ювателя 2 час- на катодную группу ключей 7-9 претоты. Эти сигналы перемножаются с сигналом управления ,в элементах 26- 31 и подаются на .гаравляющие цепи ключей 4-9.

образователя 2 частоты. Сигнал упра ления на анодную группу ключей 4-6 преобразователя 2 частоты на втором межкоммутационном интервале не пос

10

15

20

30 35

25

д

42632

Функциональный преобразователь 15 связан с сумматором 22 через формирователи 16-21 импульсов, которые формируют импульсы при смене межком- мута1:(ионных интервалов. Выход сумматора 22. подключен к счетному входу триггера 23, вход установки нуля которого подключен к входу формирователя имп;ульсов 16.,

реализуют следующим образом.

На первом межкоммутационном интервале триггер 23 устанавливается в начальное состояние по сигналу формирователя 16. При переходе на второй межкоммутационный интервал триггер 23 переключается под действием сигнала формирователя 21. Переключение триггера 23 при смене межкоммутационных интервалов обусловливает подачу сигнала управления U,, через элементы 24 и 25 поочередно на аппозицию и катодную группы ключей преобразователя 2 частоты. ., Рассмотрим электрические процессы, происходящие при реализации предлагаемого способа управления, на примере образующихся структур электрических контуров на втором и третьем межкоммутационных интервалах.

В соответствии с диаграммой работы ключей 4-9 (фиг. 2) на втором межкоммутационном интервале под дей- - стВием сигналов датчика 3 положения ротора во время импульса управления включены ключи 4 и 9. Ток от источ00 -Ч

ника питания Jo г протекает через ключи 4 и 9 по секциям 11 и 13 (фиг. 3). По секциям 11 и 12 через ключ 4 и диод 33 протекает коммутационный (спадающий) ток i под действием ЭДС самоиндукции, возникающей при коммутации ключей 8 и 9 в момент перехода на второй межкоммутационный интервал (фиг. 2), Он обусловлен энергией, запасенной в индуктивностях секций 11 и 12 на первом межкоммутационном интервале.

В момент паузы управляющего сигнала размыкается ключ 9, т.к на втором входе элемента 25 имеет место логический ноль с инверсного выхода триггера 23. Сигнал управления проходит

40

50

на катодную группу ключей 7-9 преобразователя 2 частоты. Сигнал управления на анодную группу ключей 4-6 преобразователя 2 частоты на втором межкоммутационном интервале не поступает, т.к. на втором входе элемента 24 имеет место логическая единица с прямого выхода триггера 23. При паузе управляющего сигнала ключ 4 остается замкнутым. Токи i и i уменьшаются, замьшаясь внутри преобразователя частоты соответственно по цепям: секции 11, 13-34-4-секции 11, 17 и секции 11,12-33-4-секции 11,12.

На третьем межкоммутационном интервале под действием сигналов датчика 3 положения ротора при импульсе сигнала управления открыты ключи 5 и9.0т источника 38 питания протекает ток i через ключи 5 и 9 по секциям

12и 13 (фиг. 4). По секциям 11 и

13протекает спадаюпщй ток i под

даваемые двигателем, и, кроме того, обеспечивается идентичный характер энергообмена между источником питания и электродвигателем, уменьшаются пульсации электромагнитного момента, о Формула изобретения

1Q Способ импульсного управления вентильным .электродвигателем, вьшолнен- ным на базе электромеханического преобразователя с трехсекционной обмоткой якоря и датчиком положения рото15 ра на валу, двухполупериодным преобразователем частоты с ключами анодной и катодной групп, подключенных к трехсекционной обмотке якоря, и диодным мостом обратного тока, при котодействием ЭДС самоиндукции, возникаю- 20 Ром по комавдам датчика положения щей при коммутации ключей 4 и 5 во ротора формируют управляющее воздействие для каждого ключа преобразователя частоты на угловом интервале

25

21Г2 ir

( -т- с фазовьш сдвигом Q д

для каждого последующего ключа .в группе и фазовым сдвигом Q г - Дпя ключей разных групп, подключенных к одной секции обмотки якоря, на каждом

время перехода на третий межкоммута- ционный интервал.

В начале третьего межкоммутационного интервала при включении ключа 5 на счетный вход триггера 23 через сумматор 22 поступает импульс с выхода формирователя 17 импульсов. Логическое состояние на выходах триггера 23 изменяется. Теперь, управляющий сиг-30 межкоммутационном интервале периоди- нал поступает на анодную группу клю-чески ветючают и выключают один из

чей 4-6, а на катодную группу ключейключей указанных групп, на который

7-9 поступают сигналы только от дат-на данном межкоммутадаонном интервачика 3 положения ротора, преобразо ле подана команда от датчика положе- ванные в функциональном преобразова- 35 ™ РОтора, отличающийся

тем, что, с целью повьппения точности управления путем уменьшения электромагнитных помех при работе вентильного электродвигателя с радиоприемными 40 устройствами, в начале К-го межком- мутационного интервала выявляют группу ключей преобразователя частоты, в которой произошла очередная комму-

теле 15.

В момент паузы управляющего сигнала токи i и 14 спадают, замыкаясь внутри преобразователя 2 частоты соответственно по цепям: секции 12, 1 3-9-36-секции 12, 13 и секции 11, 13-9-35 - секции 11,13 (фиг. 3).

Таким образом, при управлении вентильным электродвигателем по предла- тация ключей по командам датчика по- гаемому способу исключается реверс 45 ложения ротора и осуществляют указан-, тока через источник питания, что ное включение и выключение ключа этой снижает электромагнитные помехи, соз- группы.

даваемые двигателем, и, кроме того, обеспечивается идентичный характер энергообмена между источником питания и электродвигателем, уменьшаются пульсации электромагнитного момента, о Формула изобретения

Способ импульсного управления вентильным .электродвигателем, вьшолнен- ным на базе электромеханического пре образователя с трехсекционной обмоткой якоря и датчиком положения ротора на валу, двухполупериодным преобразователем частоты с ключами анодной и катодной групп, подключенных к трехсекционной обмотке якоря, и диодным мостом обратного тока, при кото25

21Г2 ir

( -т- с фазовьш сдвигом Q д

для каждого последующего ключа .в группе и фазовым сдвигом Q г - Дпя ключей разных групп, подключенных к одной секции обмотки якоря, на каждом

30 межкоммутационном интервале периоди- чески ветючают и выключают один из

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение точности управления путем уменьшения электромагнитных помех при работе вентильного электродвигателя с радиоприемными устройствами. Способ импульсного управления вентильным электродвигателем заключается в том, что на первом межкоммутацион- ном интервале триггер 23 устанавливается в начальное состояние по сигналу формирователя 16. При переходе на второй межкоммутационный интервал триггер 23 переключается под действием сигнала формирователя 21. В результате сигнал управления через логические элементы ИЛИ 24, 25 пооче- Редно поступают на анодную и катодную группы ключей преобразователя 2 частоты. В результате указанного управления исключается реверс тока через источник питания в моменты пауз сигналов управления. 4 ил. О $ (Л