SU1269236A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к вентильным электродвигател м (ВД). Цель изобретени  - повьшение надежности эксплуатации . ВД содержит синхронную машину I с секци ми 1  корной обмотки, преобразователь 3 частоты с силовыми ключами, формирователь-распределитель 4 импульсов, состо щий из нелинейных сумматоров 5-11 с первыми 12-18 и вторыми 19-25 входами и двухвходовых пороговых элементов 26-32, (П

Description

ключей 33-39 элементон 40-46 активно-реактивного соиротинлеин ., нмею-щих управл ющие 47-33, к которым подключен дополнительный регулируемый источник54 напр жени . ВД подключен к источнику 55 электрической энергии. Формиропатель-распределитель 4 содержит (m-2k-l) дополнительных ключей 56-59, первые выходы которых подключены к общей точке соединени  элемента активно-реактивного сопротивлени  40-46 и основного ключа, второй вывод каждого основного ключа п-го канала подключен к выbQ e

ходу порогового элемент,-) ln+k)-ro канапа. Второй вывод p-fo дополнительного ключа п-го канала подключен к выходу порогового элемента i-ro канала формировател -распределител  4. При этом выбираетс  k от I до т/2- 1-{-1Г /4-1. При использовании изобретени  исключаетс  возможность подключб.ни  к источнику питани  секций, намагничивающие силы которых направлены встречно, и расшир ютс  функциональные возможности путем управлени  синхронной маииной с любым числом секций. 4 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к вентильвым электродвигател м (ВД), и может быть использовано в электроприводах, в частности в вентильных электроприводах с вентил торным моментом нагрузки .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности запуска.

На фиг. I изображена функциональна  схема БД; на фиг. 2 - эпюры напр жений в узлах формировател -распределител  импульсов; на фиг, 3 эпюры ЭДС,наведенных в секци х  корной обмотки синхронной машины; на фиг. 4 - электрическа  схема источника управл ющего сигнала.

Вентильный электродвигатель (фиг. 1) содержит синхронную машину 1 с секци ми 2  корной обмотки, преобразователь 3 частоты с силовыми ключами (не показаны), формировательраспределитель 4 импульсовJ состо щий из нелинейных сумматоров 5-11 с первыми 2-18 и вторыми 19-25 входами и двухвходовых пороговых элементов 26-32, ключей 33-39, элементов 40-46 активно-реактивного сопротивлени  , имеющих управл ющие входы 47-53, к которым подключен дополнительньй регулируемый источник 54 напр жени . ВД подключен к источнику 55 электрической энергии. Кроме того, формирователь-распределитель 4 импульсов содержит дополнительные ключи 56-69.

Секции 2  корной обмотки синхронной машины 1 подключены к выходу преобразовател  3 частоты, выполненного с возможностью одновременного

подключени  k секций к источнику питани  , цепи управлени  силовыми ключами преобразовател  3 частоты подключены к выходам т-канального формировател -распределител  4 импульсов , каждьй канал которого выполнен в виде двухвходового нелинейного сумматора 5-11, выход которого подключен к первому входу порогового элемента 26-32, к первому входу 15 нелинейного сумматора п-го канала (например , четвертого) формировател распределител  4 импульсов подключен источник управл ющего сигнала, наприМер (n+l), т.е. п та  секци  2

 корной обмотки синхронной машины 1, к второму входу 22 подключена одна из секций  корной обмотки, за исключением (n-k)...(п-1) секций 2  корной обмотки, к второму входу порогового элемента, например 26, подключена цепь, состо ща  из последовательно соединенных активно-реактивного элемента-40 сопротивлени  и ключа 33. Каждый канал формировател -распределител  4 импульсов содержит (m-2k-2) дополнительных ключей 56-69. Первые выводы дополнительных ключей 56 и 57, 58 и 59, 60 и 61, 62 и 63, 64 и 65, 66 и 67, 68 и 69

подключены к общей точке соединени  элемента активно-реактивного сопротивлени  40 (41-46),и ключа 33 (3439 )j второй вывод Kjm4a, например 33, подключен к выходу порогового элемента 28, вторые выводы дополнительных ключей, например 56 и 57, подключены к выходам пороговых элементов 30 и 29.

Рассмотрим работу устройства на примере ВД с семисекционной обмоткой  кор  синхронной машины (фиг. 1) Преобразователь 3 частоты обеспечивает одновременное подключение двух секций  корной обмотки синхронной машины 1, т.е. .

При включении устройства (момент времени t, на фиг. 2) на выходе порогового элемента 26 по вл етс  положительный сигнал. По вление положительного сигнала может быть обеспечено , например, за счет внутреннего источника смещающего тока. Через ключи 62, 65 и 38 этот сигнал поступает на элементы активно-реактивного сопротивлени  43-45, перезар д которых происходит с минимальной задержкой. При этом на вторых входах пороговых элементов 29-31 по вл етс  положител ный сигнал (на фиг, 2 сигнал на втором входе каждого порогового элемента показан пунктиром и приведенным к выходу порогового элемента , т.е. инвертированным). Сплошной линией показан сигнал на выходе Номер эпюры напр жени  соответствует номеру позиции на фиг. 1. Это приведет к принудительной установке на выходе пороговых элементов 29-31 напр жени  отрицательной пол рности, Така  блокировка порогового элемента п-го канала будет продолжатьс  до тех пор, пока, по крайней мере, один из ключей п-го канала формировател распределител  импульсов будет открыт .

Допустим, что в момент времени t, после зар да элемента активно-реактивного сопротивлени  41 переключитс  пороговый элемент 27. Произойдет включение ключей 64, 67 и 39. Таким образом, положительный сигнал на выходе пороговых э пементов 26 и 27,  вл ющийс управл ющим дл  преобразовател  частоты 3, будет блокиро-. вать переключение пороговых элементов 29-32. Пороговый элемент 28 переключитс  в момент времени tj после зар да элемента активно-реактивного сопротивлени  42. Через

692364

ключ 33 произойдет перезар д элемента активно-реактивного. сопротивлени  40 и блокировка порогового элемента 26. После момента времени t 5 преобразовател  3 частоты будет подключать к источнику 55 электрической энергии секции 2 ( S и & ) синхронной машины 1. При блокировке порогового элемента 26 закроетс  ключ 62 и эле10 мент активно-реактивный сопротивлени  43 начнет зар жатьс . После его зар да пороговый элемент 29 переключитс , преобразователь 3 частоты подключит к источнику 55 питани  J2 очередные секции 2 ( & и г ),синхронной машины I,

Далее, после последовательного сн ти  блокировки с пороговых элементов 29, 30, 31, 32 и 26 и зар да 2Q элементов активно-реактивного сопротивлени  43, 44, 45, 46 и 40 соответственно на выходах указанных пороговых элементов будут по вл тьс  управл ющие сигналы, под действием 25 которых преобразователь 3 частоты

будет производить попарное последовательное подключение секций 2  корной обмотки синхронной машины и источнику 55 электрической энергии. Цшш повтор етс .

Устройство допускает колебательное движение ротора ВД в момент пуска . Это объ сн етс  тем, что после момента времени t,, когда переключилс  пороговый элемент 26 не заблокированными останутс  пороговые элементы 27, 28 и 32. Если первым пороговым элементом, переключивш1-1мс  после момента времени t,, будет пороговый элемент 28, то, с момента времени t,, переключение пороговых элементов будет происходить в следующем пор дке: 26, 28, 28и 27, 28 и 29, 29 и 30, 30 и 31, 31 и 32, 32 и 26 и т.д.

Claims (1)

1. Если после момента времени tj переключитс  пороговый элемент 32, то пор док переключений будет следующий: 26, 26 и 32, 26 и 27, 27 и 28, 28 и 29, 29 и 30, 30 и 31, 31 и 32, 32 и 26 и т.д. Как видно из анализа, число периодов упом нутьп колебаний ротора минимально и равно единице. Таким образом, при запуске ВД на преобразователь 3 частоты с формировател -распределител  4 импульсов будет поступать пара управл ющих сигналов в определенной последовательности и при неизменной фазе. S Реагиру  на последовательность управл ющих сигналов, преобразователь 3 частоты обеспечит поочередно попарное подключение секп,ий 2  корной обмотки синхронной машины 1 к источнику 55 электрической энергии. Это вызовет вращение ротора ВД (не показан). Реверсивное вращение ротора ис1спючено за счет блокировки парой по роговых элементов формировател -рас пределител  4 импульсов пороговых элементов предьщущих каналов. При достижении ЭДС. секций 2 поро говой величины элементы 26-32 начинают срабатывать. Переключение пороговых элементов 26-32 зависит в первую очередь от сигналов на первых входах, где они HNseraT меньший порог срабатывани . Фаза наведенной в секции 2 ЭДС (фиг, З) дает информацию о простран ственном положении ротора ВД, Сравнива  ЭДС секцшЧ между со(5ой или ЭДС одной из секций с управл ющим сигналом на нелинейных сумматорах на выходе пороговых элементов 26-32 можно получить управл ющие си Haju-ij, соответствующие пространствен ному положению ротора БД Дл  формировани  управл ющих сиг преобразовател  3 частоты могут быть использованы раЕишч.ьсы  сек ции синхронной машины, в том числе уже включенные. Однако с точки зрени  обеспечени  стабильности работы устройства и неизме1п остп величины угла включени  секции Iipn изменении частоть вращени  в процессе пуска целесообразнее использовать, во-пер вых, секцию, котора  вступит в рабо ту через один такт коммутации, . (п+1 )-секп,и10, поскольку включепна  перед ней  вл етс  (п-1)-секци , и во-вторых, любую другую секцию, кро ме уже включенгшх, т.е. кроме () (n-k+l) (n-1) секций. TaKj например дл  подключени  к источнику 55 секции на период Og() (фиг. З) при могут быть использованы секци  (п-ь1), т.е. секци  6, и (п+4)э т.е. секци  (J . В качестве упра1зл ющего сигнала может быть использована не только ЭДС (п+1) секции. Кроме sTorOj можн использовать сигнал, пропорциональный частоте вращени  ВД. Такой сигнал можно получпть с пo roщью однопо 36fe лупериодного вьшр мител  ЭДС секции  корной обмотки, устройство которого изображено на фиг. 4. В качестве управл ющего сигнала можно также использовать источник 55 электрической энергии. Блокировка пороговых элементов 26-32 в установившемс  режиме работы происходит так же, как в пусковом режиме, когда формирователь-распределитель импульсов самосто тельно вырабатывает сигнал управлени . Измен   напр жение на выходе дополнительного источника 53 напр жени , можно мен ть врем  зар да элементов активно-реактивного сопротивлени  40-46 и, следовательно, частоту по влени  сигналов управлени . Этим обеспечиваетс  задание начальной частоты вращени  в период заггуска ВД. Измен   коэффициенты суммировани  в нелинейных сумматорах 5-11, можно измен ть момент подключени  секций 2 синхронной машины 1 к источнику 55, Этим достигаетс  оптимальный режим рабоаъ синхронной машины . Использование изобретени  позволит повысить надежность запуска вентильного электродвигател , исключив возможность подключени  к источнику питани  секций, намагничивающие силь которых направлешл встречно и расширить функ1даональные возможности пу-. тем управлени  синхронной машиной с любым числом секций. Формула изобретени  Вентильньш электродвигатель, содержащий синхронную машину, m секций  корной обмотки которой подключены к выходу преобразовател  частоты, выполненного с возможностью одновременного под1шючени .k секций  корной обмотки к источнику питани , цепи управлени  cилoвы ш кгаочами преобразовател  частоты подключены к выходам т-канального формировател -распредн:штел  импульсов, каждый канал которого выполнен в виде двухвходового нелинейного с мматора, выход которого подключен к перво1хгу входу порогового элемента, к первому входу нелинейного сумматора и-го канала формировател -распределител  шчпульсов подключен источник управл ющего сигнала , преимуществешю (п+)-  секци   корной обмотки синхронной машины.

   к второму входу подключена одн;1 из ra-k секций  корной обмотки с номпрлми от п до (n-k+in-l)j к второму входу каждого порогового элемента подключена цепочка из последовательно соединенных элемента активно-реактивного сопротивлени  и ключа, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ёни  надежности запуска, в каждый канал формировйтел -распределител  импульсов введены (m-2k-l) дополнительных ключа, первые выводы которых подключены к общей точке сое динени  элемента активно-реактивного

   59236

   coniJOTHF jienHH и (:и)пного клшча, PIOpcni вывод каждого осковногсз ключа п-го канала подключен к выходу порогового элемента (n-k)-ro канала, об , разу  кольцевое соединение каналов распределител -формировател  имттульсов , второй вывод р-го дополнительного ключа п-го канала подключен к выходу порогового элемента i-ro ка )0 нала формировател -распределител  импульсов, причем .

   , , m -(-) . k от 1 до - - ---- - 1 .

   фи.з