Реверсивный вентильный электродвигатель с регулируемым торможением Советский патент 1991 года по МПК H02P6/24 

Фиг1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, м может быть использовано в реверсивных электроприводах, где требуется экстренное изменение направления вращения вала вентильного электродвигателя, например, в приводах робототехники, в позиционных и следящим электроприводах.

Цель изобретения - улучшение массога- баритных показателей и динамических характеристик.

На фиг.1 представлена блок-схема вентильного электродвигателя; на Фиг.2 - эпюры напряжений в узлах блок-схемы.

Реверсивный вентильный электродвигатель с регулируемым торможением содержит синхронную машину I, вал 2 которой связан с датчиком 3 положения ротора, преобразователь 4 частоты, к выходу которого подключена якорная обмотка 5 синхронной машины 1, входы 6-11 преобразователя 4 частоты подключены к выходам блока 12 формирования сигналов управления преобразователем частоты, основные входы 13 которого подключены к выходам датчика 3 положения ротора, а дополнительный вход 14 управления, например, катодной группой ключей преобразователя частоты подключен к выходу 15 гистерезисного реле 16, в блоке 12 формирования сигналов дополнительный вход 17 управления анодной группой ключей преобразователя частоты подключен к выходу 18 логической схемы ЗАПРЕТ 1S, а дополнительный вход 20 задания направления вращения подключен к первому входу 21 логической схемы 22 сравнения, второй вход 23 который подключен к выходу 24 датчика 25 направления вращения, а выход 26 - к управляющему входу 27 Л01ической схемы ЗАПРЕТ 19, вход 28 гистерезисного реле 16 подключен к выходу 29 датчика 30 тока вентильного электродвигателя, выход 15 гистерезисного реле 16 подключен к инфомационному входу 31 логической схемы ЗАПРЕТ 19.

Датчик 30 тока вентильного электродвигателя может быть любого типа, например индуктивный, резистивный, в виде датчиков Холла, расположенных в зазоре магнито- провода несущего обмотку якоря, по которой протекает измеряемый ток,

Гистерезисное реле 16 выполнено на, аналоговых компараторах с положительной обратной связью. Уровень срабатывания гистерезисного реле задается. Прм нулевом уровне срабатывания двигатель отключен от питающей сети и не вращается.

Логическая схема 22 сравнения реализуется на базе различных логических схем.

например ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ или сумматор по модулю 2.

Логическая схема ЗАПРЕТ 19 реализуется на базе различных логических схем,

например 2-Й или 2-ИЛИ.

Датчик 3 положения ротора может быть любого типа, например индуктивный с под- магничиванием. В его выходных, например, трах каналах формируются логические сигналы длительностью, например, тг/р с угловым сдвигом 2 тг/Зр.

Датчик 25 направлений вращения может быть выполнен в виде, например, реверсивного тахогенератора постоянного тока

или цифрового устройства, контролирующего порядок следования сигналов в каналах датчика положения ротора.

Поеобразователь 4 частоты выполняется двухполупериодным на полностью управляемых ключах.

Блок 12 формирования сигналов управления преобразователем частоты может выполняться по различным принципиальным схемам. Блок 12 составлен из последовательно соединенных реверсора, функционального преобразователя и двух групп схем ЗАПРЕТ, через которые управляющие сигналы поступают на цепи управления ключей анодной и катодной групп. Управляющий вход реверсора является дополнительным входом 20 блока 12. Управляющие входы групп схем ЗАПРЕТ являются входами 14 и 17 блока 12.

Для определенности при описании работы устройства примем следующее. При наличии единичного управляющего сигнала U20 (фиг,2) на дополнительной входе 20 задания направления вращения в блоке 12 формируются управляющие сигналы на воащение вправо, а нулевого сигнала - влево. При наличии единичных управляющих сигналов Ui4, Ui7 на дополнительных входах 14 и 17 управления соответственно катодной и анодной группами ключей преобразователя

частоты, ключи указанных групп размыкаются, а нулевоЕо сигнала замыкаются по алгоритму переключения того или много режима работы,

Реверсируемый вентильный электродвигатель с регулируемым торможением работает следующим образом.

Предположим, что вентильный электродвигатель на интервале времени Q-ti вращается вправо (фмг.2). Это обеспечивается

наличием на управляющем входе 20 единичного сигнала и установкой порога срабатывания гистерззмсного реле 16 выше максимальных значений тока двигателя при работе с конкретной нагрузкой, На входах

14 I 17 опила 12 отсутствуют единичные упрапляпш а согнали I а влходо 24 датчика 25 направления зр щеиия прмгг-ciaye единичный сигнал. В июмею времени ti на вход 20 5по а 12 iscr, /r.aci курево1 логиче- ский сигнал -а с е iy наг оаалзнмя зра- ,ЙРМЧ Ззнт и/ibii . злэкт родгзмгсПель переводите R ре топ.ожеигчя Г ро-иво- йклю ением, продолжая вращаться вправо. В момент еремени t2 А /.га-рпь достигает нулезсР частоть в зщени«-. На и.ьрва/1: времени ti-t2ioic двигатель спадает до нуля, и Нс растаот is противопопожн/чэ сторону под действием согласно ек/ноченных ЭДС вращения и нлтряже ч источник питания /I достигает порога ср бс Т ргнир LJc гнете резисно10 релр 16.

После OTi,ro ог.уще гзляе ся импульсное юковое регулирования в ехиметорг о- женчг гротишвчлючением Тик двигателя поддержиряется и токовом коридоре, офа- чиченном порога vii/i ср ШЕЭНЧЧ Uc и олу- ci-ания Uo ryici ерезигного оеле 16 В импульсе -оково о регулирования ток двигателя нарастает 1эч как ключи обеих групп преобразователя 4 частоты замкнуты В паузе токового регулирования размыкаются ключи обеих i оупп и ток двигателя спадает через мсс г обратного преобоазовчтеля А 1астоты и иотсннике1 питания Это обеспе- читается тем, что сигналы bis с выхода гис- терезпсного реле 16 поступают чг входы 14 л 17упоавЯ(. ния группами кл.очей преобразователя частоты

Поступление сиг -япов Dig -а дополни- тельнь й вход 17 на интерваге чремрни ста i j РОЗ. южным, cv i -i и ч указан sori пн- теьвале соап-лас-i пленное Ua/4 и задач н je награвлен / F ьрандения двигателя Схема 22 сравнения зо.л етелмни нь й сиг- нал U26 несовпэцеппч наупраелрюший ьход 27 схемы ЗАПРЕТ 19 Последняя разблокирована и на ее вьиодр 18 появляются импульсы токового реп гиоования Использование торможенчя поотивоькпючением гозволует гормоз иь цвшатель с тормозным момен i э,и, равньл максимзпьному моменту -агруш1 пусковому моменту во 3t с. i диагззонемасто вращения двигателя. Что пивитае ысгрод чгтпие эле тлопри-

ЕЭДи

Нач .5. Of онента ппе.мениt2 эяектро- пвьтагель нямии т грч аться слево. Пауза токоаого о гулирования при пуске обеспечивается пл. ut- hvei 01 очей только ча- ,ог4 Юй -р/r и 1юеобоазовэтеля частоты. Пп -ок дв гате/)Я .тадает до порога отпускачир r|icT ,ргз1 сюю реле 16 через диоди кз иднг и г руо.iы -оста обратно о то- к «реоСразсзателя вгтоты и замкнутые

ji u4f анодпой группы указанною преобра- jjba ол, Это обеспечивается тгем, что на дополни епьчом входе 17 управления анодной ,рентой ключей принудительно уста- повлрг нулевой логический уровень, так как ема ЗАПРЕТ 19 заблокирована нулевым игнэ-огч 25 совпадения с схемы /.2 В зм случае истинное U: и заданное Jan рвения вращения совпадают,

,,.-очеиие из структуры вентильного электродвигателя датчика частоты вращение и поро ового элемента позволяет улуч- iijiiTt5 массогабаритные показатели. пэ..ие изобретения позволяет упростить газовый вентильный электродвмга- гепь випогоенный по схеме устройства и состоящий из блока управления и коммута- иич КВД-25МВ и синхронней машины ДБ32-75-12 При этом уменьшается число беокоопусных ivihKnocxeri в микросоорке уп- оавтения МП 003 с 23 до 17, т е на 26%

Применение изобретения уменьшает интенсивность of a JOB управляющей части двигателя в срав iei-ли с базовым вариан- гсмсЯ 0,675 10 6 до 1 0,645 -гО6

Крокетого, Р режиме торможения проти- вовкяючением в navse токового регулирования устоойство обеспечивге рекуперацию запасен (с и 13 индуктивности якорной обмотки симхипнчой маши, в сеть во всеп диапазоне 12итот вра, ени

Тирмг. ение дчиателч осуществляется / о с чсполозсванием тсрмохения про- товчлюченис л 3io несколько повышает - ciCiOTy ко г ут-ьии силозых ключей преоб- ргзова еля ч стоть. три значительных часто- Э гзалеч т -з ,зарн°н1, v динамическим ор1 ожен;/ ivo-v с того в гаком дв пателе , юг ло.ери h O .HCCTI в контуре дат- «и,ои Сыстрееюсмозится.таккак ею ( г эоции hienbuie.

Фо jм у л а изобретения

Реверсивный вентильный электродвигатель с регулируемым торг ожением, со- дерлащий синхронную машину, свалом котооэй соед 1нен аатчик положения ротора а якооная обмотка синхронной машины подключена к преобразователю частоты, блок формиоивания сигналов управления с основным и гремя дсполнитечьчыми входа- ми выходу чотороп. подключены управля- юише входы преобразователя --астоты, к основному входу - выходы датчика положения ротора У первому дополнительному в/,оду - выход логического элемента ЗАПРЕТ, снабженного двумя входами, первый т которых соединен с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одним вхоцо( подключенного к выходу датчика направления вращения, а другим входом - к

задатчику направления вращения и третьему дополнительному входу блока формирования сигналов управления, гистерезисное реле, вход которого соединен с выходом

ным входом блока формирования сигналов управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и динамических характеристик, втодатчика тока якорной обмотки синхронной 5 рой вход логического элемента ЗАПРЕТ машины, а выход - с вторым дополнитель- подключен к выходу гистерезисного реле.

ным входом блока формирования сигналов управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и динамических характеристик, вто рой вход логического элемента ЗАПРЕТ подключен к выходу гистерезисного реле.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, и может быть использовано в реверсивных электроприводах, где требуется экстренное изменение направления вращения вала вентильного электродвигателя, например в приводах робототехники, в позиционных и f следящих электроприводах. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и динамических характеристик. Для этого в электроприводе переменного тока к выходу 15 гистерезисного реле 16 кроме дополнительного входа 14 блока 12 формирования сигналов управления, подключен также вход 31 логической схемы ЗАПРЕТ 19, управляющий вход 27 которой через схему сравнения 22 подключен к датчику 25 направления вращения. Это позволяет исключить из структуры вентильного электродвигателя датчик частоты вращения, уменьшить потери мощности, момент инерции и таким образом увеличить скорость торможения. 2 ил. сл