Устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем

Сювз СоввтсиикСоциалистичесиикРеслублик ОП ИСАНИЕИЗОВВЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 875568(51)М. Кд. с присоединениеет заявкиН 02 Р 7/42Н 02 К 29/02 3 Ъоуддрстеенный комнтет СССР ко делам нзооретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ СИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМИзобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления машинами переменного тока электропривода.Известно устройство для управления синхронной машиной, реализующее частотно-токовый способ управления, когда регулируют величину и: частоту токов в статоре синхроннойэлектрической машины по сигналамдатчика положения 1,1 1,Недостатком известного устройства управления является ограниченный диапазон регулирования скоростивращения.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем с возбуждением от постоянных ьагнитов, содержащее датчики частоты вращения и положения ротора синхронного электро-.двигателя, преобразователь частоты,1например инвертор, управляющий вход . которого соединен через регуляторфазы с датчиком положения роторасинхронного электродвигателя, второйвход регулятора фазы соединен с датчиком частоты вращения ротора синхронного электродвигателя 12 .Недостатком устройства являетсяограниченный диапазон регулирования.скорости вращения; определяемый максимальным выходным напряжением преобразователя энергии.Цель иЗобретения - расширение (всторону увеличения) диапазона регу;тлирования скорости вращения при постоянной мощности преобразователя 15частоты.Поставленная цель достигается.тем, что устройство для управлениясинхронным электродвигателем с возбуждением от постоянных магнитов снабжено индуктивщами элементами с характеристиками типа насыщения, каждый из которых включен между соответ, а.щующей фазой синхронного электродвигателя и выходом преобразователя частоты для обеспечения резонансанапряжений в цепи преобразовательчастоты - синхронный электродвигатель.На чертеже показана блок-схема Бпредлагаемого устройства.Устройство содержит синхронныйэлектродвигатель 1 с датчиком 2положения, регулятор 3 тока с преобразователем 4 частоты, выполненном, например, в виде инвертора, выход которого через нелинейные индуктивные элементы 5 связан с синхронным электродвигателем, Регулятор6 Фазы с выходом связан с выходом дат чика положения, а выход - с преобразователем частоты. Выход датчика 7частоты вращения связан с регулятором фазы.Устройство работает следующим образом,С помощью регулятора 3 тока и датчика 2 положения в статорных обмотках синхронного электродвигателя 1Формируют переменный ток, величина 25которого пропорциональна входному сигналу О, а частота - скорости вращения ротора синхронного двигателя.Одновременно с этим с помощью датчика 7 частоты вращения и регулятора зо6 фазы обеспечивают пропорциональноеопережение фазы тока статора с ростомЭДС (т.е, частоты вращения) машины,При этом, с помощью нелинейного индуктивного элемента 5 обеспечиваетсярезонанс напряжений в цепи: выход регулятора тока 3 - вход синхронногоэлектродвигателя 1, т.е, обеспечивается равенство напряжений на выходномсопротивлении регулятора тока(включающем выходное сопротивление преобразователя частоты и эквивалентноесопротивление нелинейного элемента),которое имеет индуктивный характер,и на входном сопротивлении синхронного электродвигателя, которое имеет емкостной характер.С ростом скорости электродвигателя возрастает угол опережения тока,что равносильно увеличению эквивалент 50ной емкости входной цепи синхронного электродвигателя. Это приводит ктому, что на.выходном сопротивлениирегулятора тока 1,в основном на нелинейном индуктивном элементе) будет подниматься напряжение, так как нелинейная индуктивность, выполненная на насыщающихся дросселях, автоматически настраивается в резонанс с подключенной к ней емкостью, Поскольку при резонансе в последовательной цепи напряжение на реактивных сопротивлениях может значительно превышать напряжение на клеммах питания, то и напряжение на электродвигателе может быть существенно повышено по сравнению с выходным напряжением преобразователя частоты.Такое устройство управления значительно расширяет (в сторону увеличения диапазон регулирования скорости и придает характеристикам синхронной электрической машины сериесный характер, что в ряде случаев например, в тяговых системах является наиболее целесообразным.Формула изобретенияУстройство для управления многофазным синхронным электродвигателем с возбуждением от постоянных магнитов, содержащее датчики частоты вращения и положения ротора синхронного электродвигателя, преобразователь частоты, например инвертор, управляющий вход которого соединен через регуляторы фазы с датчиком положения ротора синхронного электродви" гателя, второй вход регулятора фазы соедийен с датчиком частоты вращения ротора синхронного электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, введены индуктивные элементы, каждый из которых включен между соответствующей фазой синхронного электродвигателя и выходом преобразователя частоты для обеспечения резонанса напряжения в цепи преобразователь энергиисинхронвый электродвигатель.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 186019, кл. Н 02 Р 5/36, 1966.2. Патент Японии 9 50-23122,кл, 55 С 2 1975.Тираж 733 Государственн лам изобретен Москва, ЖИодпнсномитета СССРкрытийкая наб., д. 4/