Управляемый вентильный электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K29/02 

Изоб)етениё относится к электричег ским машину и может быть использовано, например, в системах реп лируемого электропривода большой мощности.

По основному авт. св. 746827 известен управляемый вентильный электродвигатель, содержащий электрическую маишну с датчиками положения и скорости ротора и полупроводниковый коммутатор с логическим устройством, имеющим релейный канал реверса по цепям датчика положения и канал рекуперации энергии. Информационный вход триггера соединен через фоцидарователь фронтов со счетным входом счетного триггера, вход Устгшовка нуля которого связан с командным входом О-триггера и выходом датчика скорости. Выход О-триггера соединен со входом канала реверса, а выход счетного триггера - со входом канала рекуперации энергии.

Устройство позволяет осуществлять импульсное регулирование частоты вращения электродззигателя с рекуперацией энергии в пауаах между управляюсцими нмпульсами fl Однако при реверсе электродвига.телй необходим сложный гшгоритм уп1равления рекуперацией, не позволяющий использовать двигатель в элокт прНБОдах с часть реверсированием.

Цель изобретения - расширение области применения двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в управляемый вентильный электродвигатель введены дополнительный 0триггер и логический элемент ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ , прячем командный вход

10 дополнительного О-триггера соединён с выходом формирователя фронтов и счетньм входс 4 счетного триггера, а информационный вход - с выходом основного О-триггера, а выход дополни15тельного D-триггера связан с одним из входов логического элемента -ИСКЛЮЧАКЯЦЕЕ , ВЫХОД которого соединен со входом формирователя фронтов и информационным входом основного

20 0-триггера.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого управляемого вентильного электродвигателя; на фиг. 2 - диаграмма работы элемен25тов электродвигателя.

Обмотка электрической машины 1, с ротором которой механически связан датчик 2 обратных связей .по положе-. нию и скорости {ДПС) ,7подключена к

30 питающей сети посредством силового инвертора 3, управляющие входы ключей которого соединены с выходом ло- гического устройства 4. Логическое устройство имеет несколько входов, в том числе вход 5 канала обратной .связи по положению/ вход 6 канала управления скоростью, вход 7. канала реверса, вход 8 канала рекуперации энергии. Вход 5 логического устройства соединен с выходом Угол поворота ротора 9 ДПС. Вход 8 канала рекуперации энергии соединен с выходом счет ного триггера 10. Вход 7 канала реверса связан с выходом основного Dтриггера 11 и информационным входом 12 дополнительного О-триггера 13, выход которого соединен с первым входом 14логического элемента ИСКЛЮЧАКадЕЕ ИЛИ 15, второй вход 16 которого связан с устройством формирования сигна ла управления скоростью (не показано) . Выход элемента ИСКЛЮ ЮЩБЕ ИЛИ 15соединен со входом формирователя 17фронтов и информационным входом 18основного О-триггера 11. Выход фор мирователя 17 фронтов связан с коман дным входом 19 дополнительного Dтриггера 13 и счетным входом 20 счет ного триггера 10. Командный вход 21 основного О-триггера 11 и вход Уста новка нуля 22 счетного триггера 10 соединены с выходом 23 формирователя 24 сигнала обратной связи по скорости, один из входов 25 которого связан с выходом Скорость .вращения ротора 26 ДПС, второй вход 27 -с цепью задающего сигнала по скорости, а выход 28 - с выходом б канала упра ления скоростью. Электродвигатель работает следующим образом. На вход 16 поступает сигнал , в виде импульсной последовательности, значение О которого в установившем ся режиме соответствует двигательному режиму, а 1 - торможению с реку перацией энергии. Пусть данному направлению вращения соответствует напряжение на выходе основного О-тригге ра 11 (U-i 0) , тогда сигнал на инфор мационном входе 12 дополнительного триггера 13 равен нулю и он находится в состоянии логического ) Нулевоезначение его выходного сигнала , поступая на вход 14 логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ- 15, устанавливает его в режим повторителя, т.е. фигнал. на его выходеЦ,5 повторя ет вхйдной сигнал,, . При этом так как двигатель находится в режиме вра щения с какой-то скоростью п т п.то с выхода 23 формирователя 24 сигнала ОС по скорости сигнал U/j 0, поэтому D-триггер 11 находится все время в состоянии логического О, а счетный триггер 10 в соответствии с сигналом , поступавэщим через формирователь 17 фронтов на его счетный вход 20, устана:вливается то в состояние логичес кого О ( 0), которому соответствует О на входе 8 канала рекуперации энергии и двигательный режим, то te. состояние логической 1 ( 1), которому соответствует 1 на входе 8 и режим торможения с рекуперацией . энергии. Для изменения направления вреццения двигателя на противоположное в момент времени t сигнал Ц принимае значение равное 1. При этом с выхода счетного триггера 10 сигнал поступает на вход 8 канала рекуперации энергии и осуществляется торможение двигателя. При снижении-его скорости до безопасной величины в момент времени tj, с выхода 23 форМ}1рователя сигнала ОС по скорости поступает сигнал 1/23 Устанавлив.ая основной О-триггер 11 в состояние логической 1 (и 1) , а счетный триггер 10 в состояние логического О. При этом на вход 7 канала реверса вьадается команда на реверс, а по входу И : канала рекуперации энергии .устанавливается двигательный режим. Двигатель разгоняется в противоположном направлении. .. В момент времени tj по входу 16 устанавливается прежний алгоритм управления скоростью. При этом первый же импульс с выхода формирователя 17 фронтов , поступая на командный вход 19 дополнительного О-триггера 13, устанавливает 1 на его выходе (так как на информационный вход 12 поступает и 1) и переводит логический элемент -ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 в режим инвертирования сигнала по входу 16. Длительность ложного импульса t - tj iIpeнeбpeжш4o мала по сравнению с основными сигналами и, определяясь временем прохождения сигналов по цепям и крутизной фронтов, составляет не более нескольких микросекунд. В дальнейшем при t tJ устанавливается нормальный режим, работы, при котором сигнал на выходе счетного триггера UiO , соответствует входному сигналу U,. Процессы, происходящие при повторном реверсе с момента tj. , аналогичны описанным вьоие. Таким образом, введение дополнител;ьного О-трнггера и логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ позволяет существенно упростить алгоритм импульсного управления частотой вращения цвигателя с рекуперацией энергии в паузе и, соответственно, упростить схему вентильного двигателя в целом. Формула изобретения Управляемый вентильный электродвигатель по авт. св. 746827, отличающийся тем, что, с целью расширения Области применения, в него

введены дополнительный О-триггер и гический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,, причем командный вход дополнительного О-триггера соединен с выходом формирователя фронтов, информационный входс выходом основного о-триггера, .а вы- . ход связан с одним из входов логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход

которого соединен со входом формирователя фронтов и инфо рмационным входом основного D-триггера.

Источники информации, .принятые, во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР (Р 746627, кл. и 02 К 29/02, 13,02.78.