Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором Советский патент 1983 года по МПК H02P6/00 H02P6/20 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в вентильном электроприводе Известно устройство, содержащее два прерывателя, подключающие электр двигатель через тиристорный инвертор с естественной коммутацией к полюсам источника постоянного тока блок управления, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, а выход соединен с входами прерывателей и инвертора, а также два обратных диода, предназначенных для возврата электромагнитной энергии, запасенной в электродвигателе, в источник постоянного тока при размыкании прерывателей 13Недостаток данного устройства заключается в коммутации тиристоров инвертора в процессе пуска, которая осуществляется путем прерывания входного тока на фиксированный проме жуток времени, что приводит К повышенным пульсациям вращающего момента и не обеспечивает высокой надежности пуска вентильного электродвигателя. Наиболее близким к изобрете|нию является. устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависи нлн инвертором, содержащее тиристорный регулятор, выход которого соединен через дроссель и датчик тока с основным входом зависимого инвертора, а . входы соединены с выходом блока управления регулятором , имеющим второй выход и два входа, первый ид которых соединен с выходом датчика тока обратный вентиль, шунтирущий выход регулятора, датчик положения ротора, выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора через блок управления.инвертором, имеющим второй выход, который связан с детектором 2 . Выходной сигнал детектора поступает на схему, управляющую работой регулятора выходного напряжения источни9ка питания постоянного тока. При поступлении сигнала подача напряжения постоянного тока к коммутатору прерывается на определенное время. Ток, протекающий в обмотках электродвигателя, в этом случае замыкается через обратный диод и по истечении некоторого времени спадает до нуля, при этом тиристоры коммутатора запираются. Пока ток не спал до нуля, по дача напряжения на вход тиристорного коммутатора недопустима, так как это ведет к срыву его нормальной работы. Через определенный промежуток времени запускается детектор, который предназначен для определения состоя ния покоя или аналогичного ему соеьояния электродвигателя, и цикл работы устройства повторяется. Недостатки указанного устройства заключаются в прерывании . подачи нап ряжения на вход зависимого инвертора на фиксированное время, которое в ря де случаев оказывается значительно больше, чем это необходимо для запирания тиристоров инвертора, а так же в наличии обратного диода, что значительно затягивает процесс спада тока до нуля, т.е. процесс запира ния тиристоров. Все это снижает надежность пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором. .Целью изобретения является повышение надежности пуска вентильного электродвигателя с зависимым инверто ром. Поставленная цель достигается тем что в устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым ин вертором, содержащее тиристорный регулятор , выход которого соединен через дроссель и датчик тока с основным входом зависимого инвертора, а входы соединены с выходом блока упра ления регулятором, имеющим второй выход и два входа, первый из которых соединен с выходом датчика тока обратный вентиль, шунтирующий выход регулятора, датчик положения ротора выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора через блок управления инвертором, имеющим второй выход, дополнительно вве дены датчик нуля тока , узел разрешения коммутации, узел запрещения коммутации, блок логического умножения, формирователь импульсов уп равления обратным вентилем, логический инвертор, частотный дискримйна4тор и элемент задержки, а обратный вентиль выполнен управляемым, причем его управляющий вход соединен с выходом формирователя импульсов управления обратным вентилем, первый вход которого соединен с вторым входом блока управления регулятором и выходом узла разрешения коммутации, а второй вход - с вторым выходом блока управления регулятором и входом элемента задержки, выход которого соединен с первым входом блока логического умножения, три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор, логический инвертор и узел запрещения коммутации с вторым выходом блока управления инвертором, при этом выход блока логи ческого умножения соединен с первым входом узла разрешения коммутации, второй вход которого соединен с вторым входом узла запрещения коммутации и через датчик нуля тока с выходом датчика тока. На чертеже представлена схема устройства для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором. Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором содержит тиристорный регулятор 1,выход которого соединен через дроссель 2 и датчик 3 тока с основным входом зависимого инвертора t, а входы соединены с первым выходом блока 5 управления регулятором, имеющим два входа, первый из которых соединен с выходом датчика 3 тока, управляемый обратный ве.1тиль (тиристор) 6, шунтирующий выход регулятора 1,датчик 7 положения ротора, выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора 4 Через блок 8 управления инвертором, датчик 9 нуля тока, узел 10 разрешения коммутации, узел 11 запрещения коммутации, блок 12 логического умножения, формирователь 13 импульсов управления обратным вентилем, логический инвертор , частотный дискриминатор 15 и элемент 16 задержки. Управляющий вход тиристора 6 соединен с выходом формирователя 13 импульсов управления обратным вентилем, первый вход которого соединен с вторым входом блока 5 управления регулятором и выходом узла 10 разрешения коммутации, а второй вход - с вторым выходом блока 5 управления регулятором и входом элемента 16 задержки , выход которого соединен с первым входом блока 12 логического умножения, три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор 15, логический инвертор 1 и узел 11 .запр ещения, коммутации с вторым выходом блока 8 управления инвертоэтом выход блока 12 логичес ром , при кого умножения соединен с первым вхо дом узла 10 разрешения коммутации, второй вход которого соединен с вторым входом узла 11 - запрещения коммутации и через датчик 9 .нуля тока - с выходом датчика 3 тока. Тиристорный регулятор 1 содержит силовой тиристор 17, коммутирующий тиристор 18, два коммутирующих конденсатора 19 и 20, зарядный резистор 21, диод 22 и дроссель 23. Блок 5 управления тиристорным регулятором содержит формирователь 2Ц сигналов управления коммутирующим тиристором 18, формирователь 25 Сигналов управления силовым тиристором 17 тиристорного регулятора, а также узел 26 сравнения, при этом вход узла 2б сравнения является первым входом блока 5 управления регу лятором и соединен с выходом датчика 3 тока. Первый выход узла 2б соав нения соединен через формирователь 2 с управляющим входом коммутирующего тиристора 18, а второй его выход является вторым выходом блока 5 управления регулятором и соединен с управ ляющим входом силового тиристора 17 через формирователь 25, второй вход которого является вторым входом блока 5 управления регулятором. Блок 8 управления зависимым инвер тором содержит формирователь 27 сигналов управления тиристорами инверто ра, первый вход которого соединен с выходом датчика 7 положения ротора и входом узла 28 идентификации зоны перекрытия, второй вход соединен с выходом узла 28 идентификации зоны п рекрытия и является вторым выходом блока 8 управления инвертором. Элект родвигатель 29 через инвертор и ре гулятор 1 подключен к источнику пита ния 30. Устройство работает следующим образом. В момент пуска положение ротора .двигателя характеризуется наличием сигнала на выходе одного из шести 196 чувствительных элементов датчика 7 положения ротора , на выходе узла 28 идентификации зоны перекрытия формируется сигнал единичного, уровня. Этот сигнал поступает на первый вход узла 11 запрещения коммутации, на выходе узла 11 запрещения коммутации формируется сигнал единичного уровня. На выходе частотного дискриминатора 15 -также формируется сигнал единичного уровня, а на выходе логического инвертора lA - сигнал нулевого уровня. Таким образом, на один из входов блока 12 логического умножения поступает сигнал нулевого уровня, а на выходе блока 12 логического умножения формируется сигнал нулевого уровня, поступающий на вход узла 10 разрешения коммутации, на второй вход которого поступает сигнал единичного уровня с выхода датчика 9 нуля тока. Узел 10 разрешения коммутации формирует сигнал нулевого уровня, nocTynaiQ- щий на входы.формирователей 13 и 25 импульсов управления. В результате/ формирователи 13 и 25 работают в порядке поступления сигналов с выхода .узла 26 сравнения блока 5 управления тиристорным регулятором 1 и обеспечивают нормальную работу тиристорного регулятора 1. Ротор двигателя начинает проворачиваться и занимает такое положение, которое характеризуется наличием сигналов ,на выходах двух. соседних чувствительных элементов датчика 7 положения ротора При этом, узел 28 идентификации зоны перекрытия двух чувствительных элементов формирует сигнал нулевого уровня,поступающий на вход логического инвертора 1, который формирует сигнал единичного уровня. При появлении сигнала единичного уровня на втором выходе узла 26 сравнения отпирается силовой тиристор 17, а тиристор 6 запирается. Этот же сигнал поступает на . вход элемента 16 задержки, который задерживает его появление на своем выходе на время, необходимое для вклю- . чени)ч силового тиристора 17. Как только элемент 1б задержки сформирует сигнал единичного уровня, блок 12 лог гического умножения также формирует сигнал единичного уровня, который переводит узел 10 разрешения коммутации в единичное состояние. При появлении сигн.ала единичного уровня на входах формирователей 13 и 25, подача импульсов управления на сило9бой тиристор 17 и тиристор 6 прекращается. При появлении сигнала единичного уровня на первом вы ходе узла 26 сравнения коммутирующий тиристор 18 отпирается и подключает коммутирующие конденсаторы 19 и 20 параллельно силовому тиристору 17. Кроме того, коммутирующие кондейсаторы 19 и 20 образуют вместе с дросселем 2 и фазными обмотками двигателя колебательный контур, в котором через определенное время ток спадает до нуля, и тиристоры зависимого инвертора и силовой тиристор 17 запираются. Так как тиристор б закрыт,, время коммутации значительно ,меньше, чем при наличии обратного вентиля и естественной коммутации. Когда.ток-в силовой, цепи спадает до нуля, датчик 9 нуля тока формирует сигнал единичного уровня, который поступает на вторые входы узла 11 за рещения коммутации и узла 10 разрешения коммутации. Узлы 10.и 11 формируют сигналы нулевого уровня, в результате блок 12 логического умножёния оказывается закрытым, и на входы формирователей 13 и 25 импульсов управления прступает сигнал н.улевого уровня, что обеспечивает поступление управляющих импульсов на тиристоры 17 и 18. При достижении определенной ско |рости вращения ротора, при которой возможна естественная коммутация то Ка в зависимом инверторе k, частотный дискриминатор 15 формирует сигнал нулевого уровня, который, поступая на вход блока 12 логического умножения закрывает-его, и искусст венная коммутация запрещается. Таким образом, обеспечивается на дежный пуск вентильного электродвиг теля с зависимым инвертором. Формула изобретения Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором, содержащее тиристорный регу8лятор , выход которого соединен через дроссель и датчик тока с основным входом зависимого инвертора, а входы соединены с выходом блока управления регулятором, имеющим второй выход и два входа, первый из которых соединен с выходом датчика тока, обратный вентиль, шунтирующий выход регулятора, датчик положения ротора, выход которогосвязан с управляющими входами зависимого инвертора через блок управления инвертором, имеющим второй выход, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности пуска, в него до пол-., нительно введены датчик нуля тока, узел разрешения коммутации, узел запрещения коммутации, блок логического умножения, формирователь импульсов управления обратным вентилем, логический инвертор,.частотный дискриминатор и элемент задержки, а обратный вентиль выполнен управляемым, причем его управляющий вход соединен с выходом формирователя импульсов управления обратным вентилем, первый вход которого соединен с вторым входом блока управления регулятором и выходом узла разрешения коммутации, а второй вход - с вторым выходом блока управления регулятором и входом элемента задержки, выход которого соединен с первым входом блока логического умножения,три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор, логический инвертор и узел запрещения коммутации с вторым выходом блока управления инвертором, при этом выход блока логического умножениясоединен с первым входом узла разрешения коммутации, второй вход .которого соединен с вторым входом узла запрещения коммутации и Через датчик нуля тока с выходом датчика тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Японии № г 9-38888, кл. 55С 2, опублик. 197. . 2. Заявка Японии № 49-2683, кл. 55С 2, опублик. 197.

Itk

Г

CVI

-a

ТП