Вентильный электропривод Советский патент 1992 года по МПК H02K29/06 H02P6/02 

НзоСретсягие от ос;мтся к электро- техи;;кс, в маетности к электроприводу с ееитильнч ли зяектродвигателя- f-.и, i предназнйчемо для использования Р следящих электроприводах с циф- porii M управлинне.1-:.

Ih/i .iO г.зобре гения является расширение области прнмеи-ения.

На фиг, I пргдстаз/юна функцчо- нал;.ная схема вентильного электропривод.); на фиг. 2 - принципиальная схсил дсух&ходоуого Опока определения на: троило, ни я вр з ;еимл ротора.

Вентильным Э;-;ктрог,ривод содержит синхронный эг,ек тр, -.п - г-ттель 1 , якср- Нхэп оГ;.отка которого подключена к r,ti ,0 /iv Tpexfja JH;; -;ч преобрззоБсП еля 2 члстог--:, нг .пулыг ий д.ттмик 3 положения пгтора, wer.Tivo сг-язонм й с валок синл.р- -мет о . и.и ОД::.(гателл , синхp4: l;: 3-1pyV-;,:i1ti , .-JOTC-poro СО-..ДИЧГ.Я

с РЧОДО.Ч ус г.1чос -..1 о .позоо сгстояние реверсивного счетчика «, а основной выход - с первым входом Слока 5 определения направления гфзщения, выходами подключенного к счетным ( ходам реверсивного счетчика k. Выход , ргверсииного счетчика 4 подключен к входам трех загк минаю.цих блоков 6-8, запрограммировйчных по синусоидальному закону,выход каждого из которых соединен с вторым аходом одного из цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) . Объединенные перине входы (|ЛП 9-11 через инвертор 12, о ях объединенные трс ьн зходы непосредственно подключечи к задатчику 13 сигнала управления. Выходы ЦЛП 3-} соединены с входами трехфазного прс- образователл 2 частоты.

Импульсмь.;; .| 3 nojic :;rMnn снаб- кс н дополнит елы-.ым I tixcj;).-,, с.оединонныи С вторым Н.о;;ом 6Л01.П г С.Пг делем:;;; мапробле .к) иранцмшн .

{

f .

. ., .Л

.1

JO

15

/О

iHJlirnH1 .- .. ;.-ЛС:к f pCifir.-.r.Vj, .. CO ;.. - .лть flnoi: 1 ii Vjei:c..i п п;;0дна- итслм .;й , жлОч1-- ч--.,. -. /-.с;кду м/.одом и дог.олн-ч ч е л ь н .-ч НУ-,;;-;--.М реьСр :,Ч;)Г О Г ЧС 1 41-i r) i .

bjioK оп лс/ л лечия илпраьл-нин :,). : i .: Hii.T .наС; ,м зуг .и днух.т/одопыми ог пчсски и ог «- -л)тами И.ПН ;5 и 16, л,: ,ды котор. г. являются в;-ходами блоа Г f с который дополнительно введены са формирующих усчлителя 17ч 10, - входы которых образуют соответственно и второй входы блока ; опрееления напрэ г- н я зра-., дпумя f;H еренцчпторйим 19 л 20 , ьходокн сое.дмненным;- с сыходамии nep Ofo фор- мчруг п его yci /.ителя 17, четыре двух- пхс/;опых логич Cic:«x элемента И. Оиъе- динсммыс первое входы п.рсого 21 и третьего 23 логических элс-иентов И подключены к зыходу перео о ЛИФФ2 ронцизтора 13, объединенные первые B.xo/ibi второго 2 и четвертого 24 ло- riit-etKnx злемсг лое И - к выходу вто- 25 рого ди ч еренцматсрз ; попарно объе- ц нанные -вторью первого 21, четвертого 24 и второго 22, третьего 23 логических элементов И подключены соответственно к выходам формнруюце- го усилителя )8. Выходы логических элементов М 21 л 22 соединены с вхоами логичесс ог оэлемента 15, а ьыходы логичсс, их элементов 23 и 2-t - с входами логического элемента ИЛИ 16.

Вентильной электропр,вод работает

СЛедуЮЩИМ обр-Г ЛОМ.

Н,ч выходах }АП формируется система:трехфазных аналоговых кзази- с -чнусо .и-.л ьнь х , необходимых для упрзьлслия трехСззным пре- 6р-13овлт лсм час готы. Изменение ка вы.хо;;нсго идпрь -ния ЦАП ,зано с формированием двухполярного крази- сн соидалы1ого сигнала, а не с на- пра алонисг1. кручения синхро -:ного пачглтеля. Высор требуемого нлпрлв- ления враи;снин в зяект ропряеоде осу- 1цестппяетси следующим обргзо:-:. Уста- ноилонное перед пуском состогпие счетчика , ц- ровой код н, ьнхэде за- псминзющих блокея 6-8 и полякиэсть нспря еннч оп- редгГ|Г,ют .(ие вектора ниг -ряте ннн статпрл о :- cmefibHo ротона лектродг- гател -:. При из.-;.1 / -и по- j /ip -OCT - ЛО, H.T;(ip i; -JJ ii« ПОЛО - .. (JOK Vv.jp.l ; :.Лр- - СЛИЛ i :-:n--i 1ЯС:ТС Я

30

35

40

45

50

55

JO

15

/О

25

-

30

35

40

45

50

55

04

на 180J и, следонательпо, (изменяется HtiiipaLi/i .Mme iip-3 j;- injui jro .ентн. nptt/i- пало,. 1 j что при положительной по - . пооти оадо1о;:;его нап ьхения . --/щий момент i 3i.p-; rie:t по ч:и о; - отр .-нкс , ротор помнет гю г : :;;г;атьсг та.о:;е по Чг .совой s ;-,.е и импульсы датчика 3 :ерез блок 5 определения напрапления вращения поступают па суммирующий в.ход счетчика h, на выходе которого формируется развернугыйпрямой двоичный код, который при помощи запоминающих блоков 6-8 и ЦЛП 3-11 преобразуются в трехфазную систему квазиси- нусоидальных напряжений прямой г.сле- довательности, при этом вектор напряжения статора, а следовательно, и ротора электродвигателя вращается по часовой стрелке.

Во время работы привода существуют режимы, когда направление вращения ротора двигателя не совпадает с заданным управляющим сигналом. В этом случае знак смещения фаз сигналов Ф0 основного и Фе дополнительных выходов импульсного датчика 3 изменяется на противоположный, при этом блок 5 определения направления вращения переключает последовательность им- пульсов с датчика 3 на вычитающий вход реверсивного счетчика k, на выходе последнего формируется обратный даоич- ный код, который в запоминающих бло- ах 6-8 и ЦЛП преобразуется с трехфазную систему ксазисинусоидзль- ных напряжений обратной последовательности, при этом вектор напряжения статора вращается в направлении вращения ротора и угол между векторами полей ротора и статора остается постоянным, но информация о положении ротора не теряется.

Для реверса элсктроднигателя необходимо изменить полярность задающего напряжения, при этом положение вектора напряжения ротора изменится на )80° и следовательно, изменится направление вращающего момента, блок определения направления вращения переключает последовательность импульсов с датчика 3 на вычитающий вход реверсивного счетчика , на выходе которого формируется обратный двоичный код, который в запоминающих блоках 6-8 и ЦАП преобразуются в тро -«Т;а ную систему квазисинусоядаль- ны иапрямений обратной последопа- тельное.ти, при этом пектор напряжения

статора, a следовател-чо, и ротор.) электродг.игг)ч сля вра Г.а-.-.тсл против ча солой стрелки.

До подл1 1 заданного нолрлже чия ю ьвходе реверсивного счетчика с

ППМОЦЬЮ блока 1 l ИНДИКАЦИИ У ПредОЗритсльной записи устанавливается цифровой код, соответствующий углу поворота ротора после предшествующего останова синхронного электродвигателя 1 Установленное состояние реверсивного счетчика (, цифровой код на выходах запоминающих блоков 6-8 и полярность задающего напряжения однозначно определяют порядок следования фазных ч:-- прямений, о следовательно, и направление ора:це ия двигателя 1 . При подз- че задп-э его напряжения сигналы с ьы- ходоз ЦАП 9-11 поступают на сход трехфазного преобразователя частоты (инвертора) 2 и определяют порядок включения его силовых лучей. Электродвигатель 1 начинает враирться, и на выходе импульсного датчика 3 положения появляются две последовательности импульсов Ф„ и Фр смещенные по

е

фазе на угол

Г

2 одна относительно

долгой. В зависимости от направления вращения ротора блок 5 определения направления вращения подключает гзыход импульсного датчика 3 к суммирующему или вычитающему входу резсрсиелюго сметчика к С выхода последнего развернутый двоичный код подается на запоминающие блоки 6-8, выполненные Б виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), в которых в цифровом коде записаны три квазнсинусоидаль- них сигнала, сдвинутые н 120 эл.град один относительно другого (фазы А, D, С). D ПЗУ в соотсетствии с записанной программой происходит преобразование дгюичного кода в коды синуса, котср ie далее поступают на входи ЦАП , где преобразуются в аналоговый сигнал.

Формула изобретения 50

ВснтильннГ, электропривод, содержащий синхронный электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к вы45 с выходом первого дифференциатора, а их выходы - с первыми входами логических элементов ИЛИ соответственно, вторые входы которых подключены соответственно к- выходам второго и четвертого логических элементов И, объединенные первые входы которых соединены с выходом второго дифференциатора, а попарно объединенные вторые входы первого, четвертого и вто-

ходу трехфазного преобразователя ча- 55 Р°ГО тРетьего логических элементов стоты, жестко связанный с валом синх- И подключены соответственно к.выходам

второго формирующего усилителя.

рамного элек гродвигателп импульсный

0

датчик поло;;:ип я ротора с синхрон;-,; pyi-ЗЩИМ ПЫХОДОИ, .ЧиП1П.:м Г. .

(овки IB нуле:-;.ч. состояние р.. ьер- си(..| огс счетчика, и ос ноин м оылидо- - , подключенным к парному иходу блока определения нзп;.; рлг нич рргицения , сНовженного Д1 У/1Г; .;н1.:ми логическими элементами , ы-ходы коQ торых подключен к счстн .М входам реверсивного счетчика, выходом соединенного с входами трех запоминающих блоков, запрограм ч.ропанных по синусоидальному закону, выход кллдого из

r которых соединен с пторым входом одного из цифроама;;огов1.(х преобразова- те. к-й, объединенные первые нходы ко- тор;;х через логический импорт op, a объединенные третьи входы непосредо ственмо подключены к зслзтчику сигнала управления, выход каждого циф- роаналогозого преобразователя соединен с соответствующим входом трехфазного преобразователя частот,, о т 5 л и чающийся тем, что, с целью расширения области применения, импульсный датчик положения снабжен дополнительным выходом, соединенным с вторым входом блока определения

0 направления врацения, и выполнен с возможностью формирования на основном и дополнительном выходах напряжений, сдвинутых по фазе на угол, равный 1Г/2, а блок определения направления вращения снабжен дпумя формирующими усилителями, входи которых образуют соответственно первый и второй ьходы упомянутого блока, два дифференциатора, вход каждого из которых

0 подключен к одному из выходов первого формирующего усилителя, и четыре двухвходовых логических элемента И, объединенные первые входы первого и третьего логических элементов 11 сое5 с выходом первого дифференциатора, а их выходы - с первыми входами логических элементов ИЛИ соответственно, вторые входы которых подключены соответственно к- выходам второго и четвертого логических элементов И, объединенные первые входы которых соединены с выходом второго дифференциатора, а попарно объединенные вторые входы первого, четвертого и вто-

5

Р°ГО тРетьего логических элемен И подключены соответственно к.вы

второго формирующего усилителя.

/J

0--, /2

J-I

Ч-тЗ 0 H L

u:

-44-

Did Ю

-±a //

L

tf-v

ЧЗ-тВИЗ

V

a. /

-

2

J(g)

J