Устройство для управления вентильным двигателем циклоконверторного типа Советский патент 1982 года по МПК H02K29/04 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых электрических машинах переменного тока различного назначения.

Известно устройство управления вентильным двигателем циклоконверторного типа, содержащее циклоконвертор, к выходу которого подключена синхронная машина с датчиком частоты и фазы, а также блок логического умножения, соединенный с датчиком частоты и фазы двигателя и датчиком частоты и фазы питающей сети. Управляющие импульсы на вентили формируются путем логического умножения последовательностей импульсов датчиков частоты и фазы двигателя и питающей сети и подаются на управляемые входы циклоконвертора СП.

Недостатком указанного устройства является ограниченность диапазона регулирования частоты вращения и ухудшение использования двигателя на определенных частотах вращения.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство дли управления вентильным двигателем циклоконверторного типа содержащее циклоконвертор, к которому подсоединена синхронная машина с датчиком частоты и фазы, датчик нагрузки соединен с блоком машинной

10 коммутации, распределительный блок подключен входом к блоку сетевой коммутации, а выходом через второй логический элемент ИЛИ связан с входом циклоконвертора. Первый логи15ческий элемент ИЛИ через блок наличия коммутации и элемент И соединен со вторым логическим элементом ИЛИ, при этом второй вход первого логи.ческого элемента ИЛИ соединен с

20 датчиком пpoвoдимocт. На входы распределительного блока поступают сигналы с выходов блока сетевой комм г ции и блока машинной коммутации через первый элемент ИЛИ. Выходной сигнал блока сетевой коммутации определяет последовательность включения вентилей в rp yinax фаз двигателя, а выходной сигнал блока машинной коммутации - последовательность работы групп вентилей фаз двигателя. Распределительное устройство разрешает прохождение управляющих Импульсов на вентили циклоконвертора через второй логический элемент ИЛИ в соответствии с сигналами блоков сетевой и машинной коммутации. 8 момент начала коммутации тока в фаза двигателя разрешающий сигнал блока машинной коммутации прекращается для канала группы вентилей отключаемой фазы и подается на канал группы вентилей включаемой фазы L21. Однако разрешающий сигнал для про хождения управ.ляющих импульсов в группу вентилей отключа1емой фазы при проводящих вентилях в этой группе поддерживается за счет сигнала, поступающего с выхода датчика проводимости, который контролирует проводящее состояние вентилей группы отключаемой фазы, через первый логический элемент ИЛИ. В этом случае при совпадении сетевой и машинной коммутации сетевая коммутаций произойдет и в группе вентилей отключае мой фазы двигателя, что не приводит к введению в контур машинной коммутации напряжения питающей сети. При совпадении сетевой и машинной коммутации в контур сетевой коммутаций возможно введение ЭДС вращения машины. Для исключения того явления применяется узел, состоящий из блока наличия коммутации, фиксирующего момента процесса коммутации, выходной сигнал которого подается на вхо элемента И, на два других входа которого подаются выходные сигналы пе вого логического элемента ИЛИ и дат чика проводимости, контролирующего проводящее состояние вентилей групп фаз питающей сети. Таким образом, в время коммутации с выхода элемента подается разрешанзщий сигнал на прохождение управляющих импульсов на вентили, одноименные по фазе питающ сети проводящим вентилем группы отключаемой фазы. Данное устройство позволяет осуществлять коммутацию тока в фазах двигателя под действием ЭДС вращени а коммутацию тока в фазах питающей сети - под действием напряжения питающей сети. Однако при пуске,когда отсутствует или очень мала ЭДС вращения двигателя, устройство не может обеспечить машинную коммутацию.Кроме, того, узел, .исключающий введение в контур сетевой коммутации ЭДС вращения машины,относительно сложен. Цель изобретения - упрощение устройства и повышения надежности пуска вентильного двигателя. Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем блок машинной коммутации, к одному входу которого подключен выход датчика нагрузки,к другому входу - выход датчика частоты и фазы двигателя, а выход блока машинной коммутации соединен с первым входом распределительного блока. выход которого подключен к вводным блокам управляемых вентилей циклоконвертора, датчик проводимости,первый вход которого подключен к управляемым вентилям циклоконвертора,а первый выход - к второму входу первого элемента ИЛИ, блок сетевой коммутации, второй элемент ИЛИ,датчик частоты вращения двигателя, второй вход датчика проводимости соединен с выходом датчика частоты вращения двигателя, а второй выход с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу блока сетевой коммутации, а выход - к второму входу распределительного блока. На чертеже изображена схема устройства . К циклоконвертору 1 подсоединена синхронная машина (двигатель) 2 с датчиком 3 частоты и фазы двигателя. Датчик 4 нагрузки соединен с блоком 5 машинной коммутации. Распределительный блок 6 подключен первым входом к блоку 7 сетевой коммутации через второй элемену ИЛИ 8, вторым входом - к блоку 5 машинной коммутации через первый элемент ИЛИ 9, а выходом подключен к входу циклоконвертора 1. Датчик 10 проводимости первым входом подсоединен к управляемым вентилям циклоконвертора,вто.рым входом - к выходу датчика 11 частоты вращения, первым выходом подключен к элементу ИЛИ 9 а вторым выходом - к элементу ИЛИ 8. Устройство работает следующим .образом. На входы распределительного уст ройства поступают импульсы управле .ния блока сетевой коммутации и бло машинной коммутации через элементы ИЛИ. Импульсы управления блока сетевой коммутации длительностью 2Л/3 эл.град. частоты питающей сет определяют последовательность вклю ния вентилей в группах фаз двигателя, а импульсы управления блока машинной коммутации длительностью 2Ji/3 эл.град. частоты вращения дви теля - последовательность работы групп вентилей фаз двигателя. Распределительное устройство разрешае прохождение управляющих импульсов на вентили циклоконвертора в соответствии с алгоритмом управления вентилями циклоконвертора, причем импульсы управления формируются по выражениям Г I ,-f N 1 , если i,, О в противном случае , если i к О О в противном случае импульс управления ве где р. тиля т-ой группы фаз сети и К-ой группы фа двигателя. ток т-ой группы венти лей и К -ой группы вентилей; импульсы управления длительностью 2JT/3 эл.град.частоты тающей сети; импульсы управления длительностью 2JI/3 эл.град. частоты вращения двигателя; сигналы управления, начала коммутации ток В момент в фазах двигателя, разрешающей си нал, блока машинной коммутации пре кращается для канала группы венти лей отключаемой фазы и подается н канал группы вентилей включаемой фазы. Однако разрешающий сигнал д прохождения управляющих импульсов В группу вентилей отключаемой фазы при наличии проводящих вентипей в эЧойгруппе поддерживается за счет сигнала, поступающего с выхода датчика проводимости, который контролирует проводящее состояние вентилей группы отключаемой фазы, через элемент ИЛИ 9- В этом случае при совпадении сетевой и машинной коммутации сетевая коммутация произойдет и в группе вентилей отключаемой фазы двигателя, что не приводит к введению в контур машинной коммутации напряжения питающей сети. Для исключения введения в контур сетевой коммутации ЭДС вращения машины применяется аналогичный узел. При этом после прекращения управляющего -сигнала блока сетевой коммутации на вентили данной группы фаз питающей сети поступают управляющие импульсы через элемент ИЛИ 8 в течение времени их проводящего состояния, контролируемого датчиком проводимости. Таким образом, во врэмя коммутации подается разрешающий сигнал на прохождение управляющих импульсов на вентили, одноименные по фазе питающей сети проводящим вентилям группы отключаемой фазы. Следовательно, если во время сетевой коммутации, когда проводят ток несколько вентилей, начинается машинная коммутация, то в группе вентилей включаемой фазы двигателя управляющие импульсы подадутся на вентили, одноименные по фазе питающей сети проводящим вентилям группы отключаемой фазы. Такое построение устройства позволяет исключить блок наличия коммутации и элемент И, тем самым значительно упростить и повысить надежность устройства.. Для обеспечения пуска вентильного двигателя в датчик проводимости заведен сигнал датчика частоты вращения, который блокирует выходные сигналы датчика проводимости при низких частотах вращения и позволяет, работать по алгоритму .известного устройства. Начиная с определенной частоты вращения, по сигналу датчика частоты вращения устройство начинает работать при коммутации тока в фазах двигателя под действием ЗДС вращения синхронной машины. Таким образом, обеспечивается надежный пуск вентильного двигателя.

Формула изобретения

Устройство .для управления вентильным двигателем диклоконверторного типа, содержащее блок машинной коммутации, к одному входу которого подключен выход датчика нагрузки, к другому входу - выход датчика частоты и фазы двигателя, а выход блока машинной коммутации соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом распределительного блока, выход которого подключен к вводным блокам управляемых вентилей циклоконвертора, датчик проводимости, первый вход которого подключен к управляемым вентилям циклоконвертора, а первый выход - к второму входу первого элемента ИЛИ, блок сетевой коммутации, второй элемент ИЛИ, датчик частоты

вращения двигателя, отличающ е ее я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности пуска, второй вход датчика проводимости соединен с выходом датчика частоты вращения дв14гателя, а второй выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, вход которого подключен к выходу блока сетевой коммутации, а выход - к второму входу распределительного блока. :

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тихменев Б.Н. и др. Вентильные двигатели и их применение на электроподвижном составе. М., Транспорт, 1976, с. 155.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2819086/2 07,

кл.. Н 02 К 29/0, 1979.