SU991571A1 - Синхронизированный вентильный электродвигатель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и, в частности к синхронизиг рованннм вентильным электродвигател м .S

Известен синхронизированный электродвигатель с частотно-фазовым регулированием скорости, в котором нар ду с двигателем содержитс  датчик частоты, п-кратной частоте вращени ., tO инвертор дл  регулировсши  напр жени  двигател  и частотно-фазовый регул тор , который сравнивает задающий сигнал от внешнего или от внутреннего синхрогенератора и сигнал от датчика частоты по частоте и фазе и управл ет инвертором. Этим обеспечиваетс  синхронность частоты синхроге .нератора и вращени  двигател . В более обгдем случае использовани  20 вентильного электродвигател  инвертор выполн етс  т-фаэным ullДанное устройство имеет два недостатка , один из которых состоит в необходимости предусматривать дополни- 25 тельный датчик положени  на его валу дл  управлени  т-фазным инвертором. Это усложн ет конструкцию привода. Второй напр жению, состоит в сравнительно мЪлом диапазоне регулиро- JQ вани  скоростей в синхронном режиме.

поскольку со снижением частот вращени  и, следовательно, частот сигнала датчика увеличиваетс  и далее недопустимо возрастает запаздывание регулировани , С увеличением же частоты вращени  по вл ютс  затруднени  другого рода, вызванные ограничени ми в возможности быстродействующей обработки информации от синхрогенератора и датчика.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  синхронизированный вентильный электродвигатель , содержащий си.нхронную машину т-фазна   корна  обмотка которой соединена с т-фаэным выходом инвертора , имеющего (ri-фазный вход и вход регулировани  по напр жениюj датчик положени  ротора, выполненный в виде бесконтактного-сельсина, т-фазный вход которого сюединен с т-фазным выходом генератора опорной частоты, m дешифраторов, каждый из которых по одному входу соединен с соответствующим фазным выходом генератора опорной частоты, другим - с выходом датчика положени  ротора, а выходом - с соответствукидам фазным входом инвертора, логический элемент И Соединен первым входом с выходом датчика положени  ротора и синхрогенератор Zj. Недостаток известного устройства состоит в большой длительности и существенном перерегулировании в процессе синхронизации, и, следова тельно, в невысоких энергетических показател х вентильного электродви гател . Целью изобретени   вл етс  повышение энергетических показателей :В переходных режимах путем уменьшени  времени и перерегулировани  переходного процесса при синхрониз ции вентильного электродвигател . поставленна  цель достигаетс  тем, что в синхронизированный вентильный электродвигатель, содержащий синхронную.машину, т-фазна   корна  обмотка которого соединена с т-фазным выходом инвертора, имею щего т-фазный вход и вход регулиро вани  по напр жени , датчик положе ротора, выполненный в виде бесконтактного сельсина, т-фазный вход к торого соединен с уу1-фазным выходом генератора опорной частоты wi деши раторов, каждый из которых первым входом соединен с соответствующим фазным выходом генератора опорной частоты, другим - с выходом датчик положени  ротора, а выходом - с соо ветствующим фазным входом инвертор логический элемент И, соединенный первымвходом с выходом датчика пол жени  ротора, и синхрогенератор, первый вход которого соединен с дополнительным выходом генератора опо ной частоты, а второй вход - с задатчиком частотного сигнала требуем скорости вращени  электродвигател  дополнительно введены общий дешифратор , первый и второй узлы сброса фильтр, компаратор, генератор пилообразного сигнала и счетчик, который счетным входом соединен с вых дом синхрогенератора, разр дными вы ходами - с соответствующими разр дными входами общего дешифратора, а входами Загрузка и Установка О соответственно с выходами первого и второго узлов сброса, каждый из кот рых входом Сброс соединен с выходом датчика положени  ротора, а раз р дными входами - соответственно со второй и третьей группами разр дных выходов общего дешифратора, перва  группа разр дных выходов которого соединена со вторым входом логического элемента И, выход которого соединен со входом регулировани  ий вертора по напр жению через фильтр компаратор, вход которого соединен с выходом генератора пилообразного сигнала, соединенного входом с выходом датчика положени  ротора. На чертеже представлена схема синхронизированного вентильного электродвигател  . Схема содержит синхронную машину 1, т-фазна   корна  обмотка которого соединена с т-фазным выходом инвертора 2, имеющего с т-фазный вход и вход регулировани  по напр жению, датчик 3 положени  ротора, выполненного в виде бесконтактного сельсина , т-фазный вход которого соединен с т-фазным выходом генератора 4 опорной частоты, m дешифраторов 5, каждый из которых первым входом соединен с соответствующим фазным выходом генератора 4 опорной частоты, другим с выходом датчика 3 положени  ротора, а выходом - с соответствующим фазным входом инвертора, логический элемент .6 И, соединенный первым входом с выходом датчика положени  ротора, синхронизатор 7, первый вход которого соединен с дополнительным выходом генератора 4 опорной частоты, а второй вход - с задатчиком частотного сигнала требуемой скорости вращени  электродвигател , счетчик 8,. соединенный по счетному входу с выходом синхронизатора 7, по разр дным выходам - Ссоответствующими входами общего дешифратора 9, а входами Загрузка и Установка О соответственно с выходами первого и второго узлов сброса 10 и 11, каждый из которых входом Сброс соединен с. выходом датчика 3 положени  ротора, а разр дными входами, соответственно со второй и третьей группой разр дных выходов общего дешифратора 9, перва  группа разр дных выходов которого соединена со вторым входом логического элемента И 6, выход которого соединен со входом регулировани  инвертора по напр жению через фильтр 12 и компаратор 13,вход которогхэ соединен с выходом генератора 14 пилообразного сигнала, соединенного входом с выходом датчика 3 положени  ротора. Генератор 4 опорной частоты в свою очередь состоит из кварцевого генератора 15, фазорасщепител  16 и усилител  17 мощности . Синхронизированный вентильный электродвигатель работает следующим образом. Фаза сигнала датчика 3 тождественно равна угловому положению ротора двигател  1. Фазные дешифраторы 5, на входах которых комбинируетс  сигнал с датчика и соответствующие фазные сигналы генератора 4 опорной частоты, вырабатывают фазные сигналы, измен ющиес  тождественно угловому положению ротора двигател  1, вследствие чего двигатель 1 получает МОНОТОННЫЙ электромагнитный

момент и разгон етс  до заданной скорости .

Частота сигнала синхрогенератора 7 устанавливаетс  до запуска п-кратной сумме опорной и задающей частот вращени  и уменьшаетс  счетчиком 8 в п раз. При этом на выходах дешифратора 9 формируютс  импульсы с длительностью 1/п и с частотой, которой дл  осуществлени  заданной частоты вращени  должен быть синхронизирован сигнал датчика 3.

Пачки импульсов получаемых на первой группе разр дных 1...р-ных выходах дешифратора 9 поступают на элемент И 6, в котором объедин ютс  в результирующий опорный сигнал который сравниваетс  по фазе с сигна- лом датчика 3,в результате на выходе элемента И 6 формируютс  импульсы, длительность которых в зависимости от фазорассогласовани  фронтов сравниваемых сигналов может измен тьс  в пределах от |и до 0. Этот сигнал посредствог -фильтра 12 преобразуетс  в уровень, а с помощью компаратора 13 и генератора 14 пилообразного напр жени  снова трансформируетс  в импульсный сигнс1Л, измен е Jtlй по длительности в полном диапазоне , т.е. от Логической 1 до Логического О. Этот сигнал поступает на вход регулировани  напр жени  инвертора 2.

Таким образом, сочетание счетчика , дешифратора 9 и элемента И б, а также фильтра 12 и компаратора 13 выполн ет функцию фазового регулировани  скорости электродвигател .

Зона линейной характеристики фазового регулировани  определ етс  шириной у/И . опорного суммарного - импулса и синхрогенератора 7, в пределах которого может ориентироватьс фронт сигнала датчика 3 положени  ротора, и ирина этой зоны может быть сообразно параметрам привода установлена оптимальной в отношении статической тоности и затухани  переходного процесспосредством выбора соотношени  между числами и и f .

Кроме того, отличительные особенности работы вентильного электродвигател  обусловлены действием узлов 10 и 11 сброса. Узел 10 сброса срабатывает при ориентации фронта сигнала с датчика 3 положени  ротора в пределах действи  (i4 +1) . . .yi импульсо на выходах третьей группы разр дных выходов общего дешифратора 9, что соответствует отрицательному фазорассогласованию сигналов с выходом датчика 3 положени  ротора и синхронизатора 7. При этом узел 10 сброса переустанавливает счетчик 8 в поло. жение О в момент времени, которое непосредственно предшествует действи

опорного сигнала с синхрогенератора 7. Благодар  этому величина зоны регулировани  с Логической 1 ограничена в пределах 1/и . Узел 11 сброса срабатывает при совпадении фронта сигнала датчика 3 положени  ротора с импульсами от ( S +2) до К на выходах второй группы разр дных выходов общего дешифратора 9 и переустанавливает счетчик 8 в положение (в+1, которое

О непосредственно следует во времени за опорным сигналом синхрогенератора 7. Благодар  этому величина зоны регулировани  с Логическим О также ограничена величиной 1/Vi.

5 Эти зоны ограничени  в 5 раз меньше линейной зоны регулировани  и выбором коэффициента и могут быть сведены к как угодно малым.

Таким образом,- .-при изменении зна0 ка. рассогласовани  частот, например при запуске, привод практически мгновенно, без перерегулировани  оказываетс  в зоне линейного регулировани  у благодар  чему обеспечиваетс 

5 наиболее благопри тное течение процесса синхронизации, и тем самым достигаютсуг более высокие энергетические . показатели вентильного синхронизированного электродвигател .

0

Claims (2)

1.Трантенберг P.M. Астатические дискретные системы элект,ропривода посто нного тока.- Электричество, 1972, № 4.

2.Авторское свидетельство СССР 327552, кл. Н 02 К 29/02, 1970.