СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Советский патент 1970 года по МПК H02M5/22 

Способы управления вентильными двигателями, включающими в себя синхронную машину и преобразователь частоты и числа фаз (ПЧФ), известны. Согласно этим способам сигналы на управляющие электроды вентилей инверторного звена преобразователя частоты и числа фаз посылают синфазно положению продольной оси ротора относительно осей симметрии фазных обмоток двигателя, что допускает возникновение больщих пульсаций крутящего момента двигателя и, как следствие, уменьшает его среднее значение. . Предлагаемый способ отличается от известных тем, что в качестве сигналов унравления, посылаемых на вентили преобразователя, используют сигналы о положении результируюшего вектора магнитного потока относительно оси симметрии фазных обмоток, которые получают путем насыщения отдельных участков магнитопровода двигателя однонаправленными импульсами тока с частотой, превышающей частоту напряжения двигателя, и взаимного сравнения изменений индукции на этих участках.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2 и 3.

ротор 2 и векторная диагра: 1Ма, содержащая вектор магнитного потока Ф и результирхЮщий вектор намагничивающей силы (НС1) фазных обмоток F. Векторная диаграмма построена на основании допущения, что реакция якоря (фазных обмоток) отсутствует.

Намагннчивающая сила Р изменяет свое положение в вентильном двигателе скачкообразно в моменты коммутации токов в инверторном звене ПЧФ. На фиг. 1 показаны пунктиром предшествующее рассматрнваемому положение вектора НС - вектор F и последующее - вектор F. При нанесении на диаграмму F и F допущено, что инверторное звено ПЧФ работает в шестипульсном режиме и, следовательно, переключения тока в фазных обмотках синхронной машины происходят через 60° эл. Пульсации крутящего момента при этом будут минимальными, если угол между векторами Ф и F не выйдет за пределы, ограниченные 120 и 60° эл.

Положение вектора F определяется положением фазных обмоток на статоре. Зада1Ш управления по поддержанию векторов Ф и F в указанных пределах сводится к нахождению положения вектора Ф относительно этих обмоток, поскольку из-за реакции якоря его положение не совпадает с положением продольной оси ротора двигателя. Для этого на статоре устанавливают обмотки управления Wj-W(j, которые размещают в отверстиях 3-5, разделяющих его спннку в осевом направлении на два сечения - 5i и Sz, нричем 5,52.

Обмотки Wi-Ws соединяют последовательно и питают униполярными импульсами напряжения от специального генератора ГИ. Имиульс по своим параметрам должен обеснечивать перемагничиванне участков магнитопровода с сечением 52 до индукции насыщения. К концу прохождения импульса тока в обмотках Wi-Ws магнитное состояние соответствующих им участков изменяется так, как показано на фиг. 2. После же окончания нрохождения импульса тока в обмотках Wi-Ws под действием основной НС двигателя происходит обратное неремагничивание указанных участков в исходное положение. При достаточно малой продолжительности управляющего импульса тока изменением положения магнитного потока двигателя можно пренебречь. Поскольку нри обратном перемагничивании изменение магнитных потоков, сцепленных с обмотками , будет различным, будут различными и наводимые в них э.д.с.

Сигналы от обмоток подают на вход логического элемента типа «ИЛИ (на чертежах не показан), с помощью которого выделяют максимальные и минимальные значения э.д.с., наведенные в этих обмотках. Выделенные сигналы используют для выработки команд на вентили преобразователя.

На фиг. 3 приведены графики огибающих амплитуд э.д.с. /i-4, наводимых соответственно в обмотках W4-We, в зависимости от

изменения угла между результирующим вектором магнитного потока и осью О-О (см. фиг. 1), которая совпадает с осью симметрии фазной обмотки. На фиг. 3 можно заметить, что в графиках э.д.с. есть особые положения, например, при 9 0 4 4, /i /min; при

в 4, 4 /зтах И Т. Д. ЭтИ ОСОбые ПОложения в графиках изменения э.д.с. определяют логические условия, при которых начинают вырабатывать .сигналы управлення на вентили преобразователя. Практически устройство, выполняющее необходимые логические операции, может быть выполнено в виде выпрямителя с числом пульсов, равным числу пульсов инверторного звена преобразователя.

Предмет изобретения

Способ уиравлеиия вентильным двигателем, включающим в себя синхронную мащину и преобразователь частоты и числа фаз, посредством посылки сигналов на заправляющие электроды вентилей преобразователя синфазно электромагнитным процессам синхронной мащины, отличающийся тем, что, с. целью уменьщения пульсаций вращающего момента

и повыщення его среднего значения, в качестве указанных сигналов используют сигналы о положении результирующего вектора магнитного потока, которые получают путем насыщения отдельных участков магнитопровода мащины однонаправленными импульсами тока с частотой, превыщающей частоту напряжения на мащине, и взаимного сравнения изменений индукции на этих участках.

Ки N3

Начальное магнитное состоание шстнов с

сечением Во (точках 2uJ

Риг 2

/J cp,J 3 5f/3

Направление изменения магни/пного сос/пояния при Воздействии на оомо/г/