Вентильный электродвигатель Советский патент 1989 года по МПК H02K29/00 

сд

00

ел

vl

00

31

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, может быть использовано для создания электропри водов, в которых мощность вентильного двигателя соизмерима с мощностью энергоустановки

Целью изобретения является повышение надежности путем снижения несимметрии и обеспечения равномерной : фазной загрузки трехфазного источ- ; ни}са в автономных энергосистемах с вентильным двигателем при его запуске.

На чертеже изображена блок-схема : вентильного двигателя Вентильный электродвигатель содержит ротор 1, механически связан- ; ный с импульсным датчиком 2 положе- ; ния ротора и тахогенератором 3, статор 4 с расположенной на нем обмот- кай якоря, преобразователь 5 частоты, включающий в себя инвертор 6 тока, к выходу которого подключена об- : мотка якоря 7, а управляющие цепи тиристоров инвертора 6 подключены к : выходу системы 8 импульсно-фазового управления инвертором 6, входом подключенной к выходу импульсного датчика 2 положения ротора, и выпрямитель 9, соединенньй с инверто ром 6 через датчик 10 тока, блок 51 выбора режима коммутации, вход которого соединен с выходом тахогенератора 3 и : первым входом регулятора 12 частоты i вращения, вход которого является входом задания частоты вращения, а выхо подключен к первому входу регулятора 13 тока, выход которого подключен к входу системы 14 импульсно-фазового управления вьшрямителем, первый формирователь 15 импульсов, интегратор. 16 с входом Сброс, двухпозиционньй управляемьй ключ 17, два логических элемента И 18 и 19, выход формирователя 15 импульсов соединен с вторым входом Сброс интегратора 16, вход которого соединен с выходом датчика 10 выпрямленного тока и первым входом управляемого ключа 17, второй вход которого подключен к выходу интегратора 16, а выход - к второму входу регулятора 13 тока, выход блока 11 выбора режима коммутации подключен к управляющему входу двухпо- зиционного управляемого ключа 17,

Кроме того, вентильньй электродвигатель содержит четыре логических элемента И 20 - 23, шестивходовой

34

логический элемент ИЛИ 24, последовательно соединенные компаратор 25, второй формирователь 26 импульсов,

триггер 27 и двоично-десятичный счетчик 28, цепочку из последовательно соединенных первого логического элемента НЕ 29, седьмого логического элемента И 30 и первого логического

элемента И-НЕ 31, цепочку из последовательно соединенных второго логического элемента НЕ 32, восьмого логического элемента И 33 и второго логического элемента И-НЕ 34, последовательно соединенные девятый логический элемент И 35 и третий логический элемент И-НЕ 36, причем вторые входы трех логических элементов И-НЕ 31, 34 и 36 соединены с выходом блока 11

выбора режима коммутации, выход первого логического элемента И-НЕ 31 подключен к вторым входам первого и второго логических элементов И 18 и 19, первые входы которых соединены со

ответственно -с первым и вторым выходами системы 14 импульсно-фазового управления выпрямителем, а выхо.ды - соответственно с первьм и вторым входами управления выпрямителя 9, выход

второго логического элемента И-НЕ 34 подключен к вторым входам третьего и четвертого логических элементов И 20 и 21, первые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами системы 14 импульсно-фазового управления выпрямителем, а выходы - с третьим и четвертым входами управления вьтрямителя 9, выход третьего логического элемента И-НЕ

36 подключен к вторым входам пятого и шестого логических элементов И 22 и 23, первые входы которых соединены соответственно с пятым и шестым выходами системы 14- импульсно-фазового управления выпрямителем, а выходы - с пятым и шестым входами управления вьтрямителя 9, шесть входов управления выпрямителя 9 подключены к шести входам логического элемента ИЛИ 24, выход которого подключен к входу первого формирователя 15 импульсов, выхо-д девятого логического элемента И 35 подключен к второму входу Сброс двоично-десятичного счетчика 28, первый выход которого соединен с вторым входом . седьмого-логического элемента И 30, входом второго логического элемента НЕ 32 и первым входом девятого ло5I 3

гического элемента И 35, а второй выход подключен к входу первого логического элемента ИЛИ 29 и второму входам восьмого и девятого логических элементов И 33 и 35, выход датчика 10 тока подключен к входу компаратора 25 о

Вентильный электродвигатель работает следующим образом

Перед пуском на выходах двоично- десятичного счетчика сформированы логические О, которые через логические элементы И 30, 33 и 35 поступают на первые входы логических элементов И-НЕ 31, 34 и 36, на выходе которых формируется логическая 1, разрешающая прохождение управляющих импульсов с выхода системы 14 импуль сно-фазового управления выпрямителем через логические элементы И 18 - 23 на управляющие входы выпрямителя Зо При пуске двигателя в преобразователе и датчике 10 тока появляется ток, который переводит компаратор 25 в состояние логической 1, подаваемой на вход второго формирователя 26 импульсов о Формирователь 26 импульсов запускает триггер 27, на выходе которого формируется перепад с

логической 1 до О

поступающий

на счетный первый вход двоично-десятичного счетчика 28„ На первом выходе счетчика 28 появится логическая 1, на втором выходе останется логический О о

В результате на выходе логических элементов И 30 и 35 .будут логические О , на выходе элемента И 33 - логическая При пуске или на частотах вращения меньше 0,1 номинальной на выходе блока 11 выбора режима коммутации формируется логическая 1 ,по- ступающая на первые входы логических элементов И-НЕ 31, 34 .и 36. При этом на выходах элементов И-НЕ 31 и 36 фомируется логическая 1, на выходе элемента И-НЕ 34 - логический О , запрещающий прохождение управляющих импульсов системы 14 импульсно-фазо- вого управления через логические элементы И 20 и 21 на тиристоры одной из фаз выпрямителя 9 Управляемый выпрямитель 9 работает по однофазной двухполупериодичной схеме При этом ток в преобразователе и датчик носит прерывистый характер Работая аналогичным образом, через каждые два импульса тока триггер 27 меняет свое

573 6

состояние, формируя счетные импульсы . счетчика 28, который с помощью элемента И 35, выход которого соединен . с вторым входом Сброс, осуществляет пересчет до трех по числу фаз ти- ристорного выпрямителя и поочередно отключает одну из фаз через элементы 29, 30, 31, 18, 19 и 35, 36.

Q Логическая ) на выходе блока 11

приводит к тому, что двухпозиционньш управляемый ключ 17 своим замыкающим контактом подключает вход интегратора 16 к входу регулятора 13 тока о

15 Интегратор 16 интегрирует величину, прерывистого выпрямленного тока и при его отсутствии между моментом времени, когда этот ток снизится до нуля, и до момента прихода очередного уп20 равляющего импульса на выходе интегратора 16 сохраняется напряжение,пропорциональное току, протекающему в звене постоянного тока, и подается на второй вход отрицательной обратной

25 связи регулятора 13 тока. При этом регулятор 13 тока работает по принципу подчиненного регулирования. Очередной управляюп1ий импульс через логи-, ческий элемент ИЛИ 24 и первый форми30 рователь 15 импульсов обнуляет интегратор 16, и схема повторяет свою работу о При частоте вращения больще О,1 номинальной блок 11 выбора режиме коммутации формирует логический О, который подключает через управляемый ключ 17 выход датчика 10 тока к второму входу регулятора 13 тока непосредственно. Кроме того, на выходе логических элементов И-НЕ 31, 34 и 36

0 сформируется логическая 1, разрешающая прохождение управляющих импульсов через элементы И 18 - 21, 23 и 24 на тиристоры всех трех фаз выпрямителя о Далее схема работает как система подд5 чиненного регулирования тока и частоты вращения о

Таким образом, за счет поочередного отключения тиристоров одной из фаз выпрямителя при запуске вентиль0 ного Двигателя удается достичь более равномерной загрузки по току трехфазного источника энергиИо

35

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий статор с обмоткой якоря, ротор, механически связанный с импульсным датчиком положения ротора и тахо10

15

20

25

генератором, преобразователь частоты, включающий в себя инвертор тока, к выходу которого подключена обмотка якоря, а управляющие цепи тиристоров инвертора подключены к выходу системы импульсно-фазового управления инвертором, входом подключенной к выходу импульсного датчика положения ротора, и выпрямитель, соединенный с инвертором через датчик тока, блок выбора режима коммутации, вход которого соединен с выходом тахогенера- тора и первым входом регулятора час- т0ты вращения, второй вход которого является входом задания частоты вращения, а выход подключен к первому входу регулятора тока, выход которо- гЬ подключен к входу системы импульсно-фазового управления выпрямителем, первьй формирователь импульсов, интегратор с входом сброс и двухпози- ц юнный управляемый ключ, два логических элемента И, выход формировате- л импульсов соединен с вторым вхо- )м Сброс интегратора, первый вход K(|jToporo соединен с выходом датчика тОка и первым входом управляемого г Kj|no4a, второй вход которого подключён к выходу интегратора, а вых:,од - к второму входу регулятора тока, выход блока выбора режима коммутации подключен к управляющему входу двух- позиционного управляемого ключа, о т- личающи йся тем, что, с ц$лью увеличения надежности путем обеспечения равномерной загрузки фаз трехфазного источника энергии в автономных энергосистемах с вентильным дйигателем, дополнительно введены четыре логических элемента И, шести- вХодовый логический элемент ИЛИ, последовательно соединенные компаратор, вtoppй формирователь импульсов, триггер и двоично-десятичный счетчик, це- дс почка из последовательно соединенных первого логического элемента НЕ,седьмого логического элемента И и перво-. го логического элемента И-НЕ, цепочка из последовательно соединенных вп орого логического элемента НЕ

30

35

40

50

восьмого логического эл второго логического эл последовательно соедин логический элемент И и ский элемент И-НЕ, при ды трех логических эле динены с выходом блока тации, выход первого л мента И-НЕ подключен к первого и второго логи тов И, первые входы ко ны соответственно с пе выходами системы импул управления выпрямителе соответственно с первым дами управления вьшрям второго логического эл подключен к вторым вход четвертого логических первые входы которых с ветственно с третьим и ходами системы импульс управления выпрямителе с третьим и четвертым ния выпрямителя, выход гического элемента И-Н вторым входам пятого и ческих элементов И, пе торых соединены соотве тым и шестым выходами но-фазового управления а выходы - с пятым и ш управления выпрямителя управления выпрямителя шести входам логическо выход которого подключ вого формирователя имп девятого логического эл ключен к второму входу но-десятичного счетчик ход которого соединен седьмого логического эл дом второго логическог и первым входом девято элемента И, а второй вы к входу первого логиче НЕ и вторым входам вос ,го логических элементо Iчика тока подключен к

Редактор С.Пекарь

тора

Составитель О.Бочкарев ТехредМ.Дидык i Корректор Л.Бескид

5

0

5

с

0

5

0

0

восьмого логического элемента И и второго логического элемента И-НЕ, последовательно соединенные девятый логический элемент И и третий логический элемент И-НЕ, причем вторые входы трех логических элементов И-НЕ соединены с выходом блока режима коммутации, выход первого логического элемента И-НЕ подключен к вторым входам первого и второго логических элементов И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами системы импульсно-фазового управления выпрямителем, а выходы - соответственно с первым и вторым входами управления вьшрямителя, выход . второго логического элемента И-НЕ подключен к вторым входам третьего и четвертого логических элементов И, первые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами системы импульсно-фазового управления выпрямителем, а выходы. - с третьим и четвертым входами управления выпрямителя, выход третьего логического элемента И-НЕ подключен к вторым входам пятого и шестого логических элементов И, первые входы которых соединены соответственно с пятым и шестым выходами системы импульсно-фазового управления выпрямителем, а выходы - с пятым и шестьм входами . управления выпрямителя, шеств входов управления выпрямителя подключены к шести входам логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, выход девятого логического элемента И подключен к второму входу Сброс двоично-десятичного счетчика, первый выход которого соединен с вторым входом седьмого логического элемента И, входом второго логического элемента НЕ и первым входом девятого логического элемента И, а второй выход подключен к входу первого логического элемента НЕ и вторым входам восьмого и девято- ,го логических элементов И, выход дат- Iчика тока подключен к входу компаратора

Изобретение относится к электротехнике, в частности может быть использовано для создания электроприводов, в которых мощность вентильного двигателя соизмерима с мощностью энергоустановки. Цель изобретения - повышение надежности путем снижения несимметрии и обеспечения равномерной фазной загрузки трехфазного источника энергии при запуске двигателя. С этой целью в устройство введены логические элементы 18-23, 29-36, счетчик 28, позволяющие поочередно отключать одну из фаз трехфазного управляемого выпрямителя, переводя его в однофазный режим, и тем самым равномерно распределять токовую нагрузку по всем фазам источника энергии. 1 ил.