Устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциапнстическикРеспублик пц 917292(51)М. Кл. с присоединением заявки М Н 02 Р 5/3 1 Ъпударстюный какптет С С С,Р пп делам изааретенкй и открытий(53) УДК .62.83: :62,1.313.323. .57(088.8) Опубликовано 30,03.82. Бюллетень 12 Дата опубликования описания 30.03,82 Б.Н. Каржавов, В,Н. Бродовский и Г. "1 еруцкий с(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ СИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Изобретение относится к электро технике и может найти применение в системах управляемого привода посто янного тока.Известно устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем, содержащее преобразователь частоты, к которому подключен двигатель, датчик положения ротора на валу двигателя, выход которого соединен с преобразователем частоты Г 11 .Недостаток устройства состоит в том, что диапазон регулирования частоты вращения ограничен диапазоном регулирования напряжения в преобразователе частоты.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления многофазным синхронным электродвигателем с возбуждением от магнитов, содержащее преобразователь частоты, датчик частоты вращения и датчик положения ротора синхронного электродвигателя, выход которого подключен кодному из входов регулятора фазы, вы-.ходом подключенного к входу преобразователя частоты, выходы которого 5через нелинейные индуктивные элементы связаны с фазными выводами синхронного электродвигателя 21.Недостатком известного устройст 1 ова является снижение монтажа в области малых частот вращения из-за того,что фаза частоты преобразователя начинает изменяться сразу после начала вращения ротора.5Цель изобретения - увеличение пе"регрузоцной способности в нижнемдиапазоне изменения цастоты вращения.Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены регуляторнамагничивания и пороговый элемент,а нелинейные индуктивные элементыснабжены дополнительными выводами,подключенными к выходу регулятора10 Формула изобретения 3 9172 намагничивания, вход которого связан с выходом порогового элемента, включенного между датчиком частоты вращения и .регулятором фазы.На,чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для управления многоФазным синхронным электродвигателем содержит преобразователь 1 частоты, двигатель 2 с возбуждением от постоянных магнитов с датциком 3 углового положения ротора на валу. Выход преобразователя 1 цастоть 1 соединен с обмотками двигателя 2 через нелинейные индуктивные элементы 1, дополнительные выводь которых соединены с регулятороМ 5 намагничивания.Датчик б цастоть вращения, выполненный, например, в виде измерителя ЭДС, через пороговый элемент 7 20 связан с регулятором 8 фазы, второй вход которого соединен с датчиком 3 углового положения, Выход регулято- ра 8 фазы связан с преобразователем.Устройство работает следующим об разом.. 0 помощью преобразователя 1 и дат-, чика 3 углового положения в статор- . ных обмотках синхронного двигателя 2 формируют переменный ток, величина З 0 которого пропорциональна входному сигналу, а частота - скорости и вращения ротора синхронного двигателя, Пока скорость двигателя изменяется в диапазоне от О до и критической ЭД 0 двигателя меньше входного напряжения порогового элемента 7, регулятор 8 фазы не изменяет фазу сигналов датчика 3 углового положения, а нелинейный элемент 4 находится в намагниценном состоянии, не влияя на работу двигателя. При увеличении скорости вращения двигателя больше критической (пр) пороговый элемент 7 начинает передавать сигнал (пропор циональный величине ЭДС) на регулятор 8 Фазы и регулятор 5 тока подмагничивания, включая их в работу. При этом регулируют фазу выходного сигнала датчика углового положения и тем 10 самым регулируют фазу тока статора относительно ЗДС синхронного двигателя так, чтобы синхронный двигатель потреблял емкостной ток (т.е. в сторону опережения). Поскольку сопротивление нелинейного элемента носит индуктивный характер, то в цепи,состоящей из последовательно соединен 92 4 ных входного сопротивления электрической машины и выходного сопротивления преобразователя частоты, возникает резонанс напряжений. Известно,что при резонансе в последовательнойцепи напряжения на реактивных сопротивлениях можно значительно превышатьнапряжение на клеммах питания, Поэтому напряжения (ЭДС) на двигателе, аследовательно, и скорость вращениядвигателя могут быть существенно повышены.Для обеспечения резонанса в широком диапазоне изменения скорости достаточно с ростом ЗДС обеспечить пропорциональное опережение фазы сигналов датчика углового положения (т,е.Фазы токов статора), поскольку индуктивное сопротивление нелинейного элемента настраивается автоматически врезонансе с подклюценной к ней емкостью.Такое устройство значительно расширяет (в сторону увеличения) диапазон регулирования скорости и позволяет получить механическую характеристику синхронного двигателя: внижнем диапазоне регулрования (отначала разгона до пр ) мягкую, а востальном диапазоне регулированияимеющую сериесный характер,цто в ряде случаев (например в тяговых системах) является наиболее целесообразным,Таким образом, за сцет введения в устройство регулятора намагничивания и порогового элемента обеспечивается поддержание максимальновозможного момента в нижнем диапазоне регулирования скорости, поскольку регулирование фазы токов статора(и соответственно уменьшение момента)нацинается со скорости, выше критической, определяемой максимальнойвеличиной выходного напряжения преобразователя энергии, т,е, увеличи-.вается перегрузочная способность двигателя .в области низких частот вращения. Устройство для управления многоФазным синхронным электродвигателем с возбждением от постоянных магнитов, содержащее преобразователь частоты, датчик цастоты вращения и датСоставитель В. ТарасовТехред 3. Фанта Корректор И. Шароши Редактор А. Мотыл Подписноеитета СССРкрытийя наб., д. 4 каз 1900/74 Тираж 719 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 13035, Иосква, Ж, Раушск ж ее т елиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 5 917292 бчик углового положения ротора син- ные элементы снабжены дополнительны хронного электродвигателя, выход ми выводами, подключенными к выходу которого подключен к одному из вхо" регулятора намагничивания, вход ко" дов регулятора фазы, выходом под-торого связан с выходом порогового ключеннного к входу преобразователяэлемента, включенного между датчичастоты., выходы которого через нели- ком частоты вращения и регулятором нейные индуктивные элементы связаны фазы.с фазными выводами синхронного элект- Источники информации, родвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я принятые во внимание при экспертизе тем, что, с целью увеличения пере- , 0 1, Авторское свидетельство СССР грузочной способности в области низ" 1 т 186019, кл. Н 02 Р 5/36, 1966, ких частот вращения, в него введены 2. Авторское свидетельство СССР регулятор намагничивания и порого"- по заявке 1 т 2818893/07вый элемент, а нелинейные индуктив- кл, Н 02 Р 5/34, 1979