Вентильный электродвигатель

(21) 3908783/24-0 тор рав ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Заявка ФРГ У 2604638,кл, Н 02 Р 5/1 б, 1978Исследование особенностей работыбесконтактного двигателя постоянноготока с коммутацией по ЭДС вращения.Изд, Челябинский политехническийинститут. - Сборник трудов У 257,1981, с. 30-39.(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения являетсповышение надежности и улучшениеэнергетических характеристик. Вентильный электропривод содержит синхронный двигатель 1, секции якорнойобмотки которого через адаптивныеКС-фильтры подключены к одним вхо 4 Н 02 Р 6/00; Н 02 К 29/О дам компараторов (К) 6, 7, 8, другие входы которых подключены к среднему выводу якорной обмотки. Выходы К 6, 7, 8 соединены с входами логического блока 9 формирования управляющих сигналов и входами измерителя 10 частоты вращения. Выход блока 9 подключен к управляющему входу инвертора 2, связанному с выводами якорной обмотки. Выход измерителя 10 подключен к входу широтно-импульсного модуляа, выход, которого соединен с упляющими входами ЕС-фильтров б, 7, 8. В устройстве обеспечивается постоянный фазовый сдвиг коммутации, т.е. нейтральная коммутация. Введение адаптивного фильтра, управляемого в функции частоты ЭДС вращения, обеспечивает фильтрацию собственной коммутационной помехи. Кроме того, взможность использования больших начальных постоянных времени фильтров повышает помехозащищенность управления по отношению к внешним помехам, 2 ил.12806 Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильнымэлектродвигателям с простыми циклограммами работы и управлением поЭДС вращения. 5Цель изобретения - повышение надежности и улучшение энергетических показателей путем повышения помехозащищенности за счет адаптивного изменения постоянных времени 10КС-фильтров.На Фиг. 1 изображена функциональная схема вентильного электродвигателя; на фиг,. 2 - Функциональная схема одного канала управления вентильного электродвигателя с адаптивнымКС-фильтром,Вентильный электродвигатель фиг.1)содержит синхронный электродвигатель1 с якорной обмоткой, соединеннойв звезду, секции которой подключены к выходам реверсивного инвертора2. Секции якорной обмотки через адаптивные КС-фильтры 3 - 5 подключены к25одним входам компараторов 6 - 8, соответственно, другие входы которых соединены со средней точкой якорной обмотки синхронного электродвигателя 1,а выходы компараторов соединены свходами логического блока 9 Формиро 30вания управляющих сигналов, выходкоторого соединен с управляющим входом инвертора, Входы измерителя 10частоты вращения подключены к выходам компараторов 6 - 8,а выход соединен с входом широтно-импульсногомодулятора 11, выход которого соединен с управляющими входами адаптивных КС-Фильтров 3 - 5.- 40Каждый адаптивный КС-фильтр выполнен в виде двух последовательновключенных резисторов 12 и 13 фиг.2)и конденсатора 14, причем параллель-но второму резистору 13 включен управляемый ключ 15, вход управлениякоторого подключен к выходу широтноимпульсного модулятора 11.Напряжение на входе компараторов6 - 8 содержит как синусоидальную ЭДСвращения, так и импул.сную коммутационную помеху. формирование фронтавыходного сигнала компаратора происходит при отключенной секции, когда присутствует эта помеха, котораясдвигает угол коммутации или в отсутствии специальной селекции сигналов,может привести к возникновению автоколебаний в цепи обратной связи и 87 2срыву коммутации. Однако селекция сигналов с помощью фильтров с неизменной постоянной времени ограничивается условиями оптимальности энергетических характеристик. Так, длительность коммутационной помехи максимальна на пуске двигателя и определяется электромагнитной постоянной времени обмотки.Для ее фильтрации необходим фильтр с постоянной времени большей электромагнитной постоянной времени якорной обмотки синхронного электродвигателя 1.С другой стороны, увеличение постоянной времени сопровождается увеличением вносимого фазового сдвига. Для улучшения энергетических характеристик электропривода по заданной частоте необходим Фазовый сдвиг, который обеспечит нейтральную коммутацию.Вентильный электродвигатель работает следующим образом.При вращении синхронного электродвигателя 1 на выходах компараторов 6- 8 имеют место последовательности импульсов, сдвинутые относительноодруг друга на 120 . Частота следования импульсов каждой такой последовательности равна частоте ЭДС вращения. В простейшем случае измеритель 10 частоты следования импульсов может быть выполнен как последовательное соединение формирователя укороченных импульсов и сглаживающего Фильтра. При этом формирователь импульсов по каждому фронту каждого импульса последовательностей с выходов компараторов 6 - 8 формирует импульсы фиксированной длительности, Образованная таким образом последовательность сглаживается фильтром на выходе измерителя 10 частоты вращения и поступает на вход управления широтно-импульсного модулятора 11, где суммируется с постоянным отрицательным опорным напряжением. 11 одулятор 1 на повышенной частоте повторения Формирует широтно-импульсный сигнал с коэффициентом заполнения, пропорциональным входному управляющему напряжению. Этот сигнал поступает далее на входы управления КС-фильтров 3 - 5. В результате на всех частотах, для которых данное управление выполняется, обеспечивается постоянный фазовый сдвиг коммутации,. другими словарректор О, Лугова Зака исное итета ССткрытийя наб.,5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. У Проектная ми обеспечивается нейтральная коммутация и оптимальные энергетические показатели электропривода.Таким образом, за счет введения адаптивного фильтра, управляемого в функции частоты ЭДС вращения, обеспечивает фильтрацию собственнсй коммутационной помехи и одновременно оптимальные энергетические показатели на всех частотах вращения двигателя. Кроме того, возможность использования больших начальных посФ тоянных времени фильтров повышает помехозащищенность управления по отношению к внешним помехам, что особенно важно на пуске двигателя, когда полученный сигнал ЭДС вращения сравним по уровню с уровнем этих помех.Для дополнительного повышения точности регулирования может быть приме нен. цифровой измеритель частоты, а также цифровой широтно-импульсный модулятор, работающие в пределах , указанного алгоритма управления. Формула изобретения25Вентильный электродвигатель, содержащий синхронный электродвигатель 7132/57 Тираж 631ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс с якорной обмоткой, соединенной взвезду, секции которой подключены квыходам инвертора и каждая секцияякорной обмотки через РС-фильтр. - кодному входу одного из компараторов,другие входы компараторов соединенысо средней точкой якорной обмоткисинхронного электродвигателя, а выходы компараторов соединены с входами логического блока формирбванияуправляющих сигналов, выход которого соединен с управляющим входоминвертора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности и улучшения энергетических показателей путем повышения помехозашищенности ЕС-фильтров, в него введены измеритель частоты вращения иширотно-импульсный модулятор, аЕС-фильтры выполнены адаптивнымии снабжены входами управления, приэтом входы управления КС-фильтровподключены к выходу широтно-импульсного модулятора, вход которого соединен с выходом измерителя частотывращения, входы которого подключенык выходам компараторов.