Автономный преобразователь постоянного напряжения в переменное трехфазное для питания гистерезисного двигателя Советский патент 1982 года по МПК H02P7/36 H02M7/537 

(54) АВТОНОМНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ ТРЕХФАЗНОЕ ДЛЯ ПИТАНИЯ ГИСТЕРЕЗИСНОГО

ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании автономных статистических источников питания гистерезисных электродвигателей. Известен автономный преобразователь посто янного напряжения в переменное трехфазное для питания гистерезисных электродвигателей, содержащий автономный инвертор напряжения, выход которого через ключ соединен с фазами гистерезисного двигателя , а параллельно им через второй ключ подключен дополнительный импульсный источник питания 1. Недостатком э4ого преобразователя являетс сложность реализации импульсного регулирования напряжения и, как следствие этого, низкая надежность, значительные вес и Габариты. Наибольшие габариты имеют импульсный источник питания и схема управления, так как указанные устройства должны быть гальванически развязаны от трехфазного мостового инвертора и его источнико18 питания. Недостатком такой схемы импульсного регулирования является то, что она содержит В себе два транзисторных ключа, рассчитанных на коммутацию больших токов. Наиболее близким техническим решением является автономный преобразователь постоянного напряжения в переменное для питания гистерезисного двигателя, содержащий транзисторный инвертор, к выходу которого подключен гистерезисный двигатель, а вход через диод в одной из шин питания соединен с выходом блока постоянного напряжения, при этом параллельно дасоду через управляемый ключ подключен дополнительный блок постоянного напряжения, канал управления частотой инвертора состоит из последовательно соединенных логического блока управления ключами инвертора, распределители импульсов, делителя основной частоты и задающего генератора, вход управляемого ключа соединен с первым выходом формирователя импульсов перевозбуждения, второй вь1Ход которого подключён к логическому блоку з равления ключами инвертора, а первый и второй входы соответственно связаны с программным блок1ам управления и распределителем импульсов 12. Недостаток известного преобразователя заключается в низкой стабильности характеристик гнетерезисного двигателя из-за нестабильifocTH параметров импульсов перевозбуждения. Цель изобретения - повышение стабильности характеристик гистерезисного двигателя в режиме импульсного питания за счет обеспечения стабильности параметров имггульсов. Поставленная цель доститается тем, что в автономный преобразователь постоянного напряжения в переменное трехфазное для питания гистерезисного двигателя, содержащий транзисторный инвертор, предназначенный для подключения к гистерезисному двигателю, а вход чере диод в одной из шин питания соединен с выходом блока постоянного напряжения, при этом параллельно диоду через управляемый ключ подключен дополнительный блок постоянного напряжения, канал управления частотной инвертора состоит из последовательно соединенных логического блока управления ключами инвертора, распределителя импульсов, делителя основ ной частоты и задающего генератора, вход упра ляемого ключа соединен с первым выходом формирователя импульсов перевозбуждения, второй выход которого подключен к логическому блоку управления ключами инвертора, а первый и второй входы соответственно связаны с программным блоком управления и с распределителем импульсов, введен дополнительный делитель частоты, а логический блок управления ключами инвертора выполнен из регистра сдвига, расщирителя импульсов и эле мента НЕ-И, делитель основной частоты выпол нен с козффидиентом деления 2, при зтом входы регистра сдвига подсоединены к соответ ствующим фазным выходам распределителя импульсов и к выходу задающего генератора, два выхода регистра сдвига подключены к транзисторам инвертора непосредственно, а третий через расширитель импульсов и элемент НЕ-И, второй вход расширителя импульсов со динен с упомднутым выходом формирователя импульсов,, третий вход которого соединен с выходом задающего генератора, а второй соединен с распределителем импульсов через дополнительный делитель частоты 2. На чертеже приведена схема автономного преобразователя. Автономный преобразователь содержит инвертор 1 напряжения, к выходу которого подключен гистерезисный двигатель 2, вход инвертора через диод 3 соединен с выходом блока 4 постоянного напряжения. Параллельно диоду 3 через управляемый ключ 5 подключен дополнительный блок 6. Канал управления инвертора состоит из последовательно соеданен логического блока 7 управления ключами инвертора, распределителя 8 импульсов, делите ля 9 частоты и задающего генератора 10. , Вход управления ключа 5 соединен с первым выходом формирователя 11 импульсов перевозбуждения, второй выход которого подключен к блоку 7 , а первый и второй входы соответственно связаны с программным блоком 12 управления и распределителем 8 импульсов через дополнительный делитель 13 частоты. Логический блок 7 управления содержит регистр 14 сдвига, расширитель 15 импульсов и элемент НЕ-И 16. Два выхода регистра 14 сдвига соединены с транзисторами инвертора 1 непосредственно, а третий - через расширитель 15 импульсов и элемент НЕ-И 16. Входы регистра соединены с выходами распределителя 8 импульсов и задающего генератора 10. Второй вход расширителя 15 импульсов соединен с вторым выходом формирователя 11, третий вход которого соединен с выходом задающего генератора 10. Формирователь 11 импульсов перевозбуждения содержит двухразрядный сдвиговый регистр 17, выход которого подключен к двум последовательно включенным элементам 18 и 19 типа НЕ-И. Схема работает рледуюшим образом. Сигнал с задающего генератора 10 поступает на делитель 9 частоты на два и далее на распределитель 8 импульсов, выполненный в виде кольцевой.пересчетной схемы с коэффициентом деления на шесть. С выходов каждой ячейки распределителя прямоугольные импульсы частот питания двигателя, сдвинутые относительно друг друга на 120°, поступают на входы сдвигового регистра 14, тактируемого частотой fgy. На выходах регистров образуются импульсы. сдвинутые на время относительно импульсов распределителя. С двух выходов регистра 14 сигналы поступают на управление фазами А и С инвертора. Для обеспечения непропорциональности в . изменениях фазных напряжений двигателя, исключающий опасность возникновения колебаний двигателя по окончании действия импульса перевозбуждения, в цепь управления фазой В инвертора введен расширитель 15 импульсов. Благодаря тому, что импульс перевозбуждения, поступающий с формирователя 11 на один из входов расщирителя, следует непосредственно за импульсом, поступающим на второй вход расщирнтеля с регистра 14, длительность импульса, управляющего фазой В инвертора увеличивается на время действия импульса перевозбуждения. В промежутках между импульсами перевозбуждения длительность управляющих импульсов во 5 всех фазах инвертора одинакова. Для обеспечения требуемой частоты импульсов перевозбуждения введен дополнительный делитель 13 частоты, коэффициент деления которого выбирается из требуемого соотношения частот напряжения питания двигателя и им пульсов перевозбуждения. Iff А6 где - частота напряжения питания двигателя; fg j5 - частота следования импульсов перевозбуждения. Сигнал с дополнительного делителя частоты 13 поступает на формирователь импульсов пе.ревозбуждения 11, состоящий из двухразрядного сдвигового регистра 17, тактируемого частотой fg, и двух последовательно включенных элементов 18 и 19 типа НЕ-И. Длительность формируемого импульса г-1 С первого выхода формирователя импульсов И сигнал, как было отмечено выше, поступает на вход расширителя импульсов 15, а с второго выхода - на управление транзисторным ключом 5. Благодаря этому синхронно с действием импульса перевозбуждения в цепи управления инвертором источника питания 4 и 6 включаются последовательно и инвертор запиты вается повышенным напряжением. В промежуГ ках между действиями импульсов перевозбуждения транзисторный ключ 5 закрыт, питание инвертора осуществляется только от одного источника 4, причем его отрицательный полюс соединяется с инвертором через диод 3. Программный блок 12 i управляет режимом работы преобразователя.. При необходимости осуществления форсированного запуска двигателя сигнал, поступающий с программного блока 12 на формирователь импульсов 11 , блокирует поступление импульсов перевозбуждения в блок 7 и, кроме, того, открывает транзисторторный ключ 5. В результате этого, в течение времени действия сигнала инвертор запитывает;ся повышенным напряжением, равным суммар ному напряжению источников 4 и 6. образом, реализация предлагаемого преобразователя позволяет обеспечить высокую стабильность параметров импульсов перевозбуждения, что повышает стабильность характеристики двигателя. При такой схеме возможно при необходимости выборочно изменять отдель946 ные параметры импульсов перевозбуждения (частоту, длительность, фазу). Формула изобретения Автономный преобразователь постоянного напряжения в переменное трехфазное для питания гистерезисного двигателя, содержащий транзисторный инвертор, предназначенный для подключения к гистерезисному двигателю, а вход транзисторного инвертора через диод в одной из шин питания соединен с выходом блока постоянного напряжения, параллельно диоду через управляемый ключ подключен дополнительный блок постоянного напряжения, канал управления частотой инвертора сое-. тавлен из последовательно соединенных логического блока управления, ключами инвертора, , распределителя импульсов, , делителя основной частоты и задающего генератора, вход управляемого соединен с первым выходом формирователя импульсов перевозбуждения, вто- . рой вь1ход которого подключен к логическому блоку управления ключами инвертора, в первый и второй входы формирювателя импульсов перевозбуждения соответствеггао связаны с программным блоком управления и распределителем импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности характеристик двигателя, в него введен дополнительный делитель частоты, а логический блок управления ключами инвертора выполнен из регистра сдвига, расцшрителя импульсов и злемента НЕ-И, делитель основной частоты выполнен с коэффициентом деления 2, при этом входы регистра сдвига подсоединены к соответствующим выходам распределителя импульсов и к выходу задающего генератора, два выхода регистра сдвига подключены к транзисторам инвертора непосредственно, а третий через расширитель импульсов и элемент НЕ-И, второй вход расширителя импуПьсов соединен с упомянутым выходом формирователя импульсов, третий вход которого соединен с распределителем импульсов через дополнительный делитель частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2531233/24-07. 18.10.77. 2.Разработка новых принципов экономического синхронного спецгфивода с минимальным объемом и энергопотребленнем. Ч. 4. Разработка вариантов электропривода на базе гистерезисного двигателя и перевозбуждением. Отчет МЭИ № Гос. регистр. tf У54404, 1979, с. 43.