Устройство для управления вентильным электродвигателем Советский патент 1982 года по МПК H02K29/00 H02P7/28 

управления выпрямителем, узел форми рования импульсов инвертора, подклю ченный к первому выходу узла синхро низации, датчик тока, соединенный с первьп 1 входом узла управления выпрямителем, иэлемент времени, второй выход узла синхронизации связан со втбрым входом узла управл ния выпрямителем 2 . Момент включения выпрямителя определяется по уровню тока (минималь ному) после заданного промежутка времени, При этом величина выдержки времени должна быть увеличена с уче том обеспечения восстановления вентильной прочности тиристоров в режи ме прерывистого тока, когда нормаль ная циклическая работа элементов, регистрирующих уровень тока, может нарушаться. Величина выдержки должн быть увеличена на длительность, рав ную периоду пульсации выходного напряжения выпрямителя (для трёхфазно мостовой схемы при частоте питающег напряжения 50 Гц величина выдержки увеличивается на 3,3 мс). Увеличение заданного промежутка времени увеличивает длительность па узы в токе вентильного двигателя и на частоте 5- Гц снижает на 8-10% ве личину вращающего момента, что приводит к увеличению установленной мо ности вентильного двигателя. Цель изобретения - уменьшение ус тановленной мощности вентильного электродвигателя,путем увеличения его вращающего момента при низких скоростях вращения. Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления вен тильным электродвигателем введены дополнительный элемент времени, нул индикатор, входом подключенный к да чику тока, три логических схемы ИЛИ-НЕ и статический триггер, подключенный одним выходом ко второму входу узла управления выпрямителем и к первому входу первой логической схемы ИЛИ-НЕ, а другим выходом через основной элемент времени к пер вому входу второй логической схемы ИЛИ-НЕ, выход которой соединен с первым входом третьей логической схе мы ИЛИ-НЕ, выходом подключенной к первому входу статического триггера причем выход нуль-индикатора соеди- нен со вторыми входа 1и третьей и первой логических схем ИЛИ-НЕ, а выход последней связан через дополнительный элемент времени со вторым входом второй логической схемы ИЛИ-г НЕ, при этом второй выход узла синхронизации подключен ко второму входу статического триггера. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Блок-схема устройства содержит синхронный двигатель 1 с обмоткой 2 возбуждения, подключенной к возбудителю 3, преобразователь частоты с зависимым инвертором 4,.выпрямителем 5 и дросселем б, узел 7 управления выпрямителем, узел 8 формирования импульсов инвертора, подключенный к первому выходу узла 9 синхронизации, датчик 10 тока, соединенный с первым входом узла 7 управления выпрямителем и входом нуль-индикатора 11, статический триггер 12, подключенный выходом 13 ко второму входу узла 7 и к nepBOh-iy входу первой логической схемы ИЛИ-НЕ 14, а выходом 15 - через элемент 16 времени к первому входу второй логической схемы ИЛИ-НЕ 17, выход которой соединен с первым входом третьей логической схемы ИЛИНЕ 18, выходом подключенной входу 19 статического триггера 12. Выход нуль-индикатора 11 соединен со вторыми входами логических схем ИЛИ-НЕ 14 и 18, а вход последней связан через элемент 20 времени со вторым входом логической схемы 17. Второй выход узла 9 подключен ко входу 21 триггера 12, установочный вход 22 которого соединен с блоком 23 пуска. Работа устройства в режиме непрерывного тока осуществляется следующим образом. В исходном состоянии стат:ический триггер 12 находится в таком устойчивом состоянии, что на его выходе 13 сформирован сигнал, равный логическому нулю. При этом выпрямитель 5 работает в инверторном режиме и ток в обмотках двигателя 1 равен нулю. В момент п.одачи команды Пуск из блока 23 пуска на установочвай вход 22 триггера 12 приходит сигнал, который переводит статический тр:;1ггер 12 в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе 13 появляется сигнал, равный логической ед;днице. При этом выпрямитель 5 переходит-в выпрямительный режим и в обмотках синхронного двигателя 1 начинает протекать ток-, появляется вращающий-момент и двигатель начинает вращаться. После поворота ротора синхронного двигателя 1 на некоторый угол узел.9 синхронизации.инвертора формирует узкий импульс, которы:й поступает на вход 21 статического триггера 12 и своим задним фронтом перебрасывает его в противоположное устойчивое состояние. При этом выходные сигналы статического-триггера 12 становятся соответственно равны: на выходе 13 - нулю, на выходе 15 - единице. В результате воздействия сигнала с выхода 13 триггера 12 на вход узла 7 управления выпрямитель 5 переходит в инверторный режим. Ток в обмотках двигателя начинает уменьшаться. В результате действия си:гнала триггера 12 с выхода 15 запускаете элемент 16 времени. Однако сигнал элемента 16 времени не вызывает при этом переброс статического триггера 12, так как логическая схема ИЛИ-НЕ 18 заблокирована выходным сигналом нуль-индикатора 11, равным логическо единице. При снижении тока до значения, равного установке нуль-индикато ра 11, на его выходе появляется сигнал, равный логическому нулю, через логическую схему ИЛИ-НЕ 14 запускает элемент 20 времени, формирующий сигнал, длительность которого равна сум ме времени спадения тока до нуля и времени восстановления вентильной прочности тиристоров. По окончании выдержки времени элемента 20 (к этому времени сигнал импульсного элемен та 16 времени становится равным логическому нулю) сигнал на выходе схемы 17 становится равным логическому нулю. 3 результате статический триггер 12 перебрасывается в противоположное устойчивое состояние, при котором сигнал на выходе 13 становит ся равным единице и по обмоткам синхронного двигателя 1 начинает протекать ток. Вращающий момент синхронного двиг%теля 1 вызывает дальнейшее вращение его ротора, после поворота которого на определенный угол узел 9 синхронизации инвертора формирует узкий импульс, на заднем фронте кото рого статический триггер 12 пе реходит в другое устойчивое состояни вызывая гашение тока. Работа устройства в дальнейшем циклически повторяется в такт с вращением ротора. В режиме прерывистого тока нульиндикатор 11 не работает в силу недо статочной чувствительности, и его выходной сигнал равен О. При этом одновременно запускаются два элемента 16 и 20 времени. Однако переключение триггера 12 в состояние, при котором сигнал на выходе 15 равен а на выходе 13 равен 1, определяется задним фронтом импульса эле мента 16 времени, имеющего большую, чем у элемента 20 выдержку времени, так как указанное переключение триггера 12 происходит при переходе выхо ного сигнала схемы 18 из состояния 1 в состояние О, что соответствует заднему фронту сигнала элемента 16 времени, выдержка которого больше выдержки элемента 20 времени на период частоты пульсации выходного напряжения выпрямителя 5. Применение предлагаемого устройства позволяет снизить длительность нулевой паузы в токе двигателя с помощью двух элементов времени и повысить на 8-10% величину вращающего момента вентильного двигателя в зоне низкой скорости и использовать синхронный двигатель меньшей мощности по сравнению с устройством для управления вентильным двигателем, в котором используется один элемент времени. Формула изобретения Устройство для управления вентильным электродвигателем, выполненным на основе синхронного двигателя и преобразователя частоты с зависимым инвертором, содержащее узел управления вьшрямителем преобразователя,узел формирования импульсов инвертора, подключенный к первому выходу узла синхронизации, датчик тока, соединенный с первым входом узла управления выпрямителем, и элемент времени, причем вто1)ой выход узла синхронизации, связан со вторым входом узла управления выпрямителем, отличающееся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности вентильного электродвигателя путем увеличения его вращающего момента при низких скоростях вращения, в него введены дополнительный элемент времени, нуль-индикатор, входом подключенный к датчику тока, три логических схемы ИЛИ-НЕ и статический триггер, подключенный одним выходом ко второму входу узла управления выпрямителем и к первому входу первой логической схемы ИЛИ-НЕ, а другим выходом - через основной элемент времени к первому входу второй логической ИЛИ-НЕ, выход которой соединен с первым входом третьей логической схемы ИЛИ-НЕ, выходом подключенной к первому входу статического триггера, причем выход нуль-индикатора соединен со вторыми входами третьей и первой логических схем ИЛИНЕ, а выход последней связан через дополнительный элемент времени со вторым входом второй логической схемы ИЛИ-НЕ, при этом второй выход узла синхронизации подключен ко второму входу статического триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1.Автоматизированный электропривод. Электротехнология. Электроснабжение. Силовая преобразовательная техника. Экспресс-информация № 36, 1977, с. 16-22. 2.Заявка Японии 52-32044, кл. Н 02 Р 7/28, опублик. 1977.