Устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем Советский патент 1981 года по МПК H02P7/42 H02K29/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ СИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления машинами переменного тока элекгропривода. Известно устройство для управления си1гхроннрй машиной, реализую ющее частотно-токовый способ управления, когда регулируют величину и. частоту токов в статоре синхронной электрической машины по сигналам датчика положения 3 Недостатком известного устройства управления является ограниченный диапазон регулирования скорости вращения. Наиболее близким техническим решрнием к изобретению является устрой ство для управления многофазным синх ронным электродвигателем с возбуждением от постоянных цагнитов, содёр жащее датчики частоты вращения и положения ротора синхронного электрогдвигателя, преобразователь частоты, например инвертор, управляющий вход которого соединен через регулятор фазы с датчиком положения ротора синхронного электродвигателя, второй вход регулятора фазы соединен с датчиком частоты вращения ротора синхрон- ного электродвигателя 2 . Недостатком устройства является ограниченный диапазон регулирования скорости вращения , определяемый максимальным выходным напряжением преобразователя энергии. Цель изобретения - расширение (в сторону увеличения) диапазона регул лирования скорости вращения при постоянной мощности преобразователя частоты. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления синхронным электродвигателем с возбуждением от постоянных магнитов снабжено индуктивными элементами с характеристиками типа насьш(ения, каждый из которых включен между соответ дщук)Щей фазой синхронного электро- двигателя и выходом преобразователя частоты для обеспечения резонанса напряжений в цепи преобразователь частоты - синхронный электродвигател На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит синхронный электродвигатель 1 с датчиком 2 положения, регулятор 3 тока с преобразователем 4 частоты, выполненном, например, в виде инвертора, вы ход которого через нелинейные индуктивные элементы 5 связан с синхронным электродвигателем. Регулятор 6 фазы с выходом связан с выходом да чика положения, а выход - с преобразователем частоты. Выход датчика 7 частоты вращения связан с регулятором фазы. Устройство работает следующим образом, С помощью регулятора 3 тока и дат чика 2 положения в статорных обмотках синхронного электродвигателя I формируют переменный ток, величина которого пропорциональна входному си налу Uj; t а частота - скорости вращения ротора синхронного двигателя. Одновременно с этим с помощью датчика 7 частоты вращения и регулятора 6 фазы обеспечивают пропорциональное опережение фазы тока статора с росто ЭДС (т.е. частоты вращения) машины, При этом, с помощью нелинейного индуктивного элемента 5 обеспечивается резонанс напряжений в цепи: вьГход ре гулятора тока 3 - вход синхронного электродвигателя 1, т.е. обеспечивается равенство напряжений на выходно сопротивлении регулятора тока(включающем выходное сопротивление преобразователя частоты и эквивалентное сопротивление нелинейного элемента), которое имеет индуктивный характер, и на входном сопротивлении синхронно ГО электродвигателя, которое имеет е костной характер. С ростом скорости электродвигателя возрастает угол опережения тока, что равносильно увеличению эквивален ной емкости входной цепи синхронного электродвигателя. Это приводит к тому, что на.выходном сопротивлении регулятора тока (в основном на нелинейном индуктивном элементе) будет подниматься напряжение, так как нелинейная индуктивность, выполненная на насыщающихся дросселях, автоматически настраивается в резонанс с подключенной к ней емкостью. Поскольку при резонансе в последовательной цепи напряжение на реактивных сопротивлениях может значительно превышать напряжение на клеммах питания, то и напряжение на электродвигателе может быть существенно повьпиено по сравнению с выходным напряжением преобразователя частоты. Такое устройство управления значительно расширяет (в сторону увеличения) диапазон регулирования скорости и придает характеристикам синхронной электрической машины сериесный характер, что в ряде случаев (например, в тяговых системах является наиболее целесообразным. Формула изобретения Устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем с возбуждением от постоянных магнитов, содержащее датчики частоты вращения и положения ротора синхронного электродвигателя, преобразователь частоты, например инвертор, управляющий вход которого соединен через регуляторы фазы с датчиком положения ротора синхронного электродвигателя, второй вход регулятора фазы соединён с датчиком частоты вращения ротора синхронного электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, введены индуктивные элементы, каждый из которых включен мезвду совтветствующей фазой синхронного электродвига геля и выходом преобразователя частоты для обеспечения резонанса напряжения в цепи преобразователь энергиисинхронный электродвигатель. Источ1адки информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 186019, кл. Н 02 Р 5/36, 1966. 2.Патент Японии № 50-23122, кл. 55 С 2 1975.

-