Устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем Советский патент 1982 года по МПК H02P5/34 

(St) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ СИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

I

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах управляемого привода постоянного тока..

Известно устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем, содержащее преобразЬватель частоты, к которому подключен двигатель, датчик положения ротора на валу двигателя, выход которого соединен с преобразователем частоты D1Недостаток устройства состоит в том, что диапазон регулирования частоты вращения ограничен диапазоном регулирования напряжения в преобразователе частоты,

, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем с возбуждением от магнитов, содержащее преобразователь частоты, датчик частоты вращения и датчик положения ротора синхронного электродвигателя, выход которого подключен к одному из входов регулятора фазы, выходом подключенного к входу преобразователя частоты, выходы которого через нелинейные индуктивные элемен.ты связаны с фазными выводами синхронного электродвигателя 1121.

Недостатком известного устройства является снижение монтажа в облас10ти малых частот вращения из-за того, что фаза частоты преобразователя начинает изменяться сразу после начала вращения ротора.

Цель изобретения - увеличение пе15регрузочной способности в нижнем диапазоне изменения частоты вращения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены регулятор

20 намагничивания и пороговый элемент, а нелинейные индуктивные элементы снабжены дополнительными выводами, подключенными к выходу регулятора намагничивания, вход которого связан с выходом порогового элемента, включенного между датчиком частоты вращения и .регулятором фазы. На ,чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем содержит преобразователь 1 частоты, двиУатель 2 с возбуждением от постоянных магнитов с датчиком 3 углового положения ротора на валу. Выход преобразователя 1 частоты соединен с обмотками двигателя 2 через нелинейные индуктивные элементы , дополнительные выводи которых соединены с регулятором 5 намагничивания. Датчик б частоты вращения, выполненный, ндприу«)ер, в виде измерителя ЭДС, через пороговый элемент 7 связан с регулятором 8 фазы, второй вход которого соединен с датчиком 3 углового положения. Выход регулятора 8 фазы связан с преобразователем. Устройство работает следующим образом. С помощью преобразователя 1 и дат чика 3 углового положения в статорных обмотках синхронного двигателя 2 формируют переменный ток, величина которого пропорциональна входному сигналу, а частота - скорости п вращения ротора синхронного двигателя. Пока скорость двигателя изменяется в диапазоне от О до п критической ЭДС двигателя меньше входного напряжения порогового элемента 7, регулятор 8 фазы не изменяет фазу сигналов датчика 3 углового положения, а нелинейный элемент находится в намагниченном состоянии, не влияя на работу двигателя. увеличении ско рости вращения двигателя больше критической (пц,р) пороговый элемент 7 начинает передавать сигнал (пропорциональный величине ЭДС) на регулятор 8 фазы и регулятор 5 тока подмаг ничиаания, включая их в работу. При этом регулируют фазу выходного сигнала датчика углового положения и те самым регулируют фазу тока статора относительно ЭДС синхронного двигате ля так, чтобы синхронный двигатель потреблял емкостной ток (т.е. в сторону опережения). Поскольку сопротивление нелинейного элемента носит индуктивный характер, то в цепи,состоящей из последовательно соединенных входного сопротивления электрической машины и выходного сопротивления преобразователя частоты, возникает резонанс напряжений. Известно, что при резонансе в последовательной цепи напряжения на реактивных сопротивлениях можно значительно превышать напряжение на клеммах питания. Поэтому напряжения (ЭДС) на двигателе, а следовательно, и скорость вращения двигателя могут быть существенно повышены. Для обеспечения резонанса в широком диапазоне изменения скорости достаточно с ростом ЭДС обеспечить пропорциональное опережение фазы сигналов датчика углового положения (т.е. фазы токов статора), поскольку индуктивное сопротивление нелинейного элемента настраивается автоматически в резонансе с подключенной к ней емкостью.. Такое устройство значительно расширяет (в сторону увеличения) диапазон регулирования скорости и позволяет получить механическую характеристику синхронного двигателя: в нижнем диапазоне регулирования (от начала разгона до ) мягкую, а в остальном диапазоне регулирования имеющую сериесный характер,что в ряде случаев (например в тяговых системах) является наиболее целесообразным . Таким образом, за счет введения B устройство регулятора намагничивания и порогового элемента обеспечивается поддержание максимально возможного момента в нижнем диапазоне регулирования скорости, поскольку регулирование фазы токов статора (и соответственно уменьшение момента) начинается со скорости, выше критической, определяемой максимальной величиной выходного напряжения преобразователя энергии, т.е. увеличивается перегрузочная способность двигателя .в области низких частот вращения . Формула изобретения Устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем с возбждением от постоянных магнитов, содержащее преобразователь частоты, датчик частоты вращения и датчик углового положения ротора синхронного электродвигателя, выход которого подключен к одному из входов регулятора фазы, выходом подключеннного к входу преобразователя частоты, выходы которого через нелинейные индуктивные элементы связаны с фазными выводами синхронного электродвигателя .отличающееся тем, что, с целью увеличения перегрузочной способности в области низких частот вращения, в него введены регулятор намагничивания и пороговый элемент, а нелинейные индуктив5fO ,15 ные элементы снабжены дополнительны ми выводами, подключенными к выходу регулятора намагничивания, вход которого связан с выходом порогового элемента, включенного между датчиком частоты вращения и регулятором фазы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 186019, кл. Н 02 Р 5/36, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке ff 2818893/07, кл. Н 02 Р Б/З, 1979. .-.