Устройство управления коммутацией трехфазного вентильного электродвигателя Советский патент 1981 года по МПК H02K29/03 

1

Изобретение относится к двигателям постоянного тока и предназначено для использования в вентильных электродвигателях (ВД) различного назначения, в частности в бесконтактных моментных ВД.

Известно устройство управления кокалутацией ВД l Недостатком этого устройства является сложность функциональной схекы

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому яв/1яется устройство, в схеме которого с помощью шести транзисторно-логических элементов и трех триггеров формируются сигналы, управляющие включением соответствующих транзисторов мостового, инвертора двигателя. В этом устройстве в любой момент времени во включенном состоянии находятся два из шести транзисторно-логических элемента, а в двигателе под напряжением оказывается две из трех секций. В момент переключения одного из триггеров происходит отключение одного и включение другого логического элемента. В соответствии с этим в двигателе одна из секций отключается, а другая включается. В отключаемой секции двигателя ток спадает от его

установившегося значения до нуля по экспоненциальному закону с постоянной времени Т, а во включаемой секций ток нарастает от нулевого значения до установившегося по экспонен- . циальному закону с той же по.стоянной времени. При этом результирующий вектор тока двигателя при коммутации на время Т (2-5) Тд уменьшается,

10 что приводит к уменьшению пускового момента на это время с амплитудой провала в 20% от установившегося 2J.

В случае применения известного устройства в моментном двигателе низ15кооборотной системы слежения при коммутации из-за провала пускового момента могут возникнуть колебательные процессы или нарушение постоянства скорости врацения - .

20

Цель изобретения - устранение провала пускового момента ВД при коммутации его секций.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее шесть

25 логических схем совпадения И и три статических триггера, у которых каж.. дый первый выход первого, второго и третьего триггеров подключен к двум первым входам первой и шестой, второй и третьей, четвертой и пятой логичес30ких схем совпадения соответственно, а каждый второй выход первого, второ го и третьего триггера подключен к двум вторым входам второй и пятой, первой и четвертой, третьей и шестой логических схем совпадения соответртвенно, введено шесть формирователе импульсов и шесть логических элементов ИЛИ, с помощью которых в момент переключения осуществляется задержка отключения отключаемой секции на время tyj 0,7 Tg, где Tg - электромагнитная постоянная времени обмотки двигателя, причем первый вход i-го логического элемента ИЛИ подключен к выходу i-ro логического элемента И, где ...6, второй вход, нечетного 1-го элемента ИЛИ подключен к первому входу i +1-го логического элемента И через 1+1 .формирователь импульсов, а второй вход четного го элемента ИЛИ подключен ко второму входу I -1-го логического элемента И через f-1 формирователь импульсов. На фиг.1 изображена электрическая схема .устройства управления коммутацией; на фиг.2 -временные диаграммы состояния элементов схемы при работе устройтсва) на фиг.З - зависимость результирующего тока и момента двигателя от времени при коммутации- одной из,секций двигателя. Устройтсво управления коммутацией (фиг.1) содержит: три статичёских триггера 1-3, шесть логических элементов И 4-9 , шесть Фоомирователей 10-15 импульсов и шесть логиче ких элёмгнтов ИЛИ 16-21, выходы которых Являются выходами устройства. На фиг.2 первая цифра при И обозначает номер элемента, а -вторая, есл она есть - номер выхода элемента. Включенному состоянию логического элемента (кроме 1-3) соответствует положительное напряжение U на его вы ходе, а отключенному сосггоянию элемента соответствует нулевое напряжение на его выходе. Включенному со тоянию элементов ИЛИ 16-21 соответст вует включенное соСтояНие соответствующего транзистора мостового трехфазного инвертора ВД. Формирователь импульсов может быть выполнен в виде заторможенного мультивибра-. тора, формирующего импульс длител ности, нужной по переднему фрон ту управляющего сигнала. На вход устройства поступает информаци о взаимном положении ротора и стато ра. С выхода триггеров управляющие сигналнпоступают на входы элементо И 4-9, с помощью которых происходит формирование сигналов, управляннцих включением элементов ИЛИ 16-21. В момент переключения, например, когда напряжение на первом выходе триггера 1 падает до нуля, отключае ся элемент И 9 и включается логичес кий элемент И 5, а элемент И 6 оста ется во включенном состоянии. По переднему фронту сигнала со второго выхода триггера 1 на время t во включенное состояние переводится элемент 15. В результате этого включение элемента ИЛИ 21 задерживается на время ц/ а включение элемента ИЛИ 17 и включенное состояние элемента ИЛИ 18 приводят к тому, что в двигателе под напряжением оказываетсй не две, а три секции. Результирующий ток двигателя и его момент за время у возрастают от его установившегося .значения Jy (фиг. 3) по экспоненциальному закону до Dmax Через время, tj. элемент 15,отключаясь, отключает элемент ИЛИ 21, в результате чего в двигателе под напряжением оказывается две секции. Результирующий ток двигателя начинает уменьшать ся по экспоненциальному закону до некоторого значения ,3у , а затем нарастает по тому. :же закону до , Т.е. чеоез время . после переключения имеем обычный процесс коммутации с провалом пускового момента. Как показывают расчеты, при - . ,7 Tg площадь заштрихованных участков 1 и,2 на фиг.З,ограниченных Кривой момента за время коммутации оказывается равной, т.е. среднее значение тока за это время остается равным установившемуся, а. амплитуда провала пускового момента уменьшается с 20 до 10% от номинального. Формула изобретения 1. Устройство управления коммутацией трехфазного вентильного/ электродвигателя, содержащее шесть логических схем совпадения И и три статических триггера, у которых каждый первый выход первого, второго и третьего триггера подключен к двум первым входам первой и шестой, второй и третьей, четвертой и пятой логических схем совпадения соответственно,а каждый второй выход первого, второго и третьего триггеров подключен к двум втоЕФИм входам второй и пятой, первой и четвертой, третьей и шестой логических схем совпадения соответственно, отличающееся тем, что, с целью уменьшения пульсаций пускового момента двигателя от коммутационных процессов, в . него введено шесть формирователей импульсов и шесть логических элементов ИЛИ, причем первый вход I -го логического элемента ИЛИ подключен к выходу 1-го логического элемента И, второй вход нечетного 1-го элемента ИЛИ подключен к первому входу l+1-ro логического элемента И через 1+1 формирователь импульсов, а второй вход четного 1-го элемента ИЛИ подключен ко второму входу -1-го логического элемента И через - 1 формирователь импульсов, где i , 2,... 6.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что формирователи выполнены с воэмозкностью создания импульса длительностью, равной 0,7 Tj где Tj - электромагнитная постоятнная времени обмотки двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 4047081, кл. 318-138, 1977.

2.Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока. Л., Наука, 1979, с. 113-114.