Вентильный двигатель Советский патент 1978 года по МПК H02P6/00 H02K29/06 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к машино-вентильным системам и может быть испо.чьзовано в электроприводе.

Известен вентильный двигатель, содержащий синхронную машину, синхронизированный с ней датчик, вентильный преобразователь, состоящий из выпрямителя и инвертора, систему импульсно-фазового управления выпрямителем в свою очередь, содержащую фазосдвигающее устройство и устройство формирования (распределения) отпирающих импульсов, систему управления инвертором. В цепь постоянного тока преобразователя включен сглаживающий дроссель 1.

При работе вентильного двигателя коммутация тока в вентилях выпрямителя происходит с частотой напряжения сети, а в вентилях инвертора с частотой напряжения мащины. Отпирающие импульсы, подаваемые на вентили выпрямителя и инвертора, формируются соответственно системами управления- и причем последняя работает по сигналам датчика положения ротора.

В нормальных режимах коммутация тока в вентилях инвертора может происходить за счет напряжения мащины. При пуске, когда напряжение на зажимах мащины отсутствует

или мало, коммутация тока а вентилях инвертора происходит за счет создания разрывов в токе электрической мащины.

Известен вентильный двигатель, регулируемый за счет больщего или меньщего числа запираний вентилей выпрямителя в рабочие полупериоды при сохранении прохождения тока через вентиль, при отпирании последнего на весь период 2. При этом возникают разрывы в токе электрической мащины, позволяющие производить переключения вентилей инвертора. Пуск вентильного двигателя в данном случае происходит ступенчато по мере ввода в действие вентилей выпрямителя, при этом имеют место больщиеброски тока при переходе с одной ступени на другую.

Известно устройство пуска вентильного двигателя, обеспечивающее разрывы в токе электрической мащины путем шунтирования сглаживающего дросселя с помощью ключевого устройства, например тиристора, с последующим переводом выпрямителя в инверторный режим. Указанная операция производится регулярно с частотой переключения вентилей инвертора 3. Данное устройство является наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и получаемому результату

Недостатком известного вентильного двигателя -является наличие силового ключа для шунтирования дросселя, что приводит к увеличению установленной мощности оборудования.

Цель изобретения - обеспечение более плавного пуска двигателя, упрощение силовой схемы и системы управления, повышение надежности работы, снижение массы и габаритов вентильного двигателя.

Это достигается тем, что устройство пуска выполняется в виде одноканального формирователя импульсов с частотой следования, равной частоте сети, с возможностью плавного регулирования коэффициента заполнения импульсов в пределах от нуля до единицы, выход которого связан с управляющими цепями ключей, включенных в тракты формирования (распределения) отпирающих импульсов выпрямителя, например, между выходами фазосмещающего устройства и входами формирователей (распределителей) отпирающих импульсов. Управляющие ключи, в частном случае, могут выполняться на логических интегральных схемах, осуществляющих операцию конъюкции. т.е. операцию И.

На чертеже изображена функционально-конструктивная схема вентильного двигателя.

Двигатель содержит синхронную машину 1, датчик положения ротора 2, вентильный преобразователь 3, состоящий из выпрямителя 4 и инвертора 5 со схемами управления 6 и 7 соответственно и дросселя 8.

Схема управления выпрямителем состоит из фазосдвигающего устройства 9, формирователя 10 отпирающих импульсов одноканального формирователя 11 импульсов и логических схем И 12-17, включенных в каждый канал между фазосдвигающим устройством и формирователем отпирающих импульсов.

Выпрямитель собран на тиристорах 18-23, инвертор - на тиристорах 24-29.

Работа вентильного двигателя при пуске протекает следующим образом.

Устанавливают заданный сигнал Uynp пуска определяющий установившееся напряжение выпрямителя, и, следовательно, скорость вентильного двигателя по окончании пуска.

При отсутствии сигнала пуска импульсы на выходе формирователя 11 отсутствуют, ключи 12-17 заперты и отпирающие импульсы на тиристоры выпрямителя не поступают. По мере увеличения сигнала пуска на выходе формирователя 11 образуются и.мпульсы, частота следования которых равна частоте сети. Увеличивается кже коэффициент заполнения импульсов с увеличением сигнала пуска за счет смещения фронта и.мпульсов в сторону

опережения. Эти импульсы частично отпирают ключи 12-17, разрещая прохождение отпирающих импульсов на определенные вентили выпрямителя (например 21, 22). При этом в токе электрической машины образуются разрывы, обеспечивающие возможность переключения вентилей инвертора. По мере увеличения длительности импульсов формирователя 11, т. е. увеличения коэффициента заполнения, число введенных в работу вентилей выпрямителя увеличивается, что приводит к увеличению тока мащины и ее скорости. Процесс пуска заканчивается, когда коэффициент заполнения импульсов достигает значения единицы.

Таки.м образом, применение предлагаемого устройства позволяет обеспечить плавный пуск

двигателя, упростить силовую схему и систему управления, повысить надежность работы, снизить массу и габариты вентильного двигателя.

Формула изобретения

Вентильный двигатель, содержащий синхронную машину, синхронизированный с ней датчик, вентильный преобразователь, выполненный по схеме выпрямитель-инвертор, систему импульсно-фазового управления выпрямителем, содержащую фазосмещающее устройство и устройство формирования отпирающих импульсов, систему управления инвертором и устройство пуска, для создания разрывов в токе электрической машины, отличающийся тем. что, с целью обеспечения плавного пуска двигателя, упрощения силовой схемы и системы управления, повышения надежности работы, снижения .массы и габаритов, устройство пуска

выполнено в виде одноканального формирователя импульсов с частотой следованния, равной частоте сети, с возможностью плавного регулирования коэффициента заполнения импульсов в пределах от нуля до единицы, выход которого связан с управляющими цепями ключей,

включенных в тракты формирования отпирающих импульсов выпрямителя, например, между выходами фазосмещающего устройства и входами формирователей отпирающих импульсов Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Л f f г - д.

ИИ-/- Ф

J -Г -Г

W

ШШШ

ЛИИ,

-. yl(). пуска