Способ управления гистерезисным электродвигателем

,ЯО,П,127245 51) тт САНИЕ ИЗОБРЕТЕ резиснымся в то м, что посредством инвертора напряжения подключают электродвигатель (ЭД) 2 к источнику питания, раз гоняя ЭД 2. С помощью блока 7 эад ки синхроимпульсов периодически у личивают намагничивающий полупериод питающего напряжения с частотой, меньшей частоты источника переменно го тока, и с амплитудой намагничиваю щего полупериода, равной амплитуде основного напряжения. При пуске ток ЭД 2 максимален, блок 7 обеспечивает большую длительность полупериода намагничивающего питающего напряжения. Фиксируют достижение установившегося режима вращения ЭД 2 по заранее установленному уровню тока или мощности. Уменьшают среднее значение напряжения периодических намагничивающих полупериодов до заданной величины, которую выбирают из условия обеспечения синхронного вращения ЭД 2. 4 ил. ерж ве(54) СПОСОБ УПРАВЛЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение технике и может б устройствах звуко и центрифугах. Це ляется улучшение характеристик гис двигателя. Способ ЕНИЯ ГИСТЕРЕЗИСН носится к электроь использовано в аписи, гироскопии ью изобретения яв лектромеханически ерезисного электр управления гистеГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский орд Лдена Октябрьской Ре ци ртический институтИзобретение относится к электротехнике, а именно к управляемомуэлектроприводу с гистерезисным электродвигателем, и может быть использовано в устройствах звукозаписи,гироскопии, центрифугах.Целью изобретения является улучшение электромеханических характеристик гистерезисного электродвигателя путем увеличения степени намагничивания ротора.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ управления гистерезисным электродвигателем; на фиг. 2 и 3 - диаграммы напряжения и тока электродвигателяпри импульсном перевозбуждении; наФиг, 4 - график зависимости токаэлектродвигателя от длительностиимпульса напряжения Ь с(,Устройство для управления гистерезисным электродвигателем, реализующее данный способ, содержит инвертор 1 напряжения (фиг. 1), выходыкоторого предназначены для подключения к гистерезисному электродвигателю 2, последовательно соединенныефазорасщепитель 3, блок 4 прерываниясинхронизации и задающий генератор 5,Выход фазорасщепителя 3 соединен суправляющими входами инвертора 1 напряжения, С выходом задающего генератора 5 через делитель 6 частотысоединен блок 7 задержки синхроимпульсов, второй вход которого черезпороговый элемент 8 соединен с датчиком 9 тока в цепи электродвигателя 2. Устройство работает следующим образом.Гистерезисный электродвигатель 2 питается от инвертора 1 напряжения. фазовращатель 3 синхронизируется от блока 4 прерывания синхронизации,. через который проходят синхроимпульсы с задающего генератора 5. Одновременно с задающего генератора 5 сигнал поступает на делитель 6 частоты, от которого управляется блок 7 задержки синхроимпульсов. Время задержки имеет два значения в зависимости от сигнала с порогового элемента 8, который управляется датчиком 9 тока,При включении электродвигателя 2 ток его максимален. В датчике 9 ,тока ток преобразуется в пропорцио 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 нальную величину, например напряжение, от уровня которого зависит сигнал на выходе порогового элемента 8.В пуске уровень сигнала высок и пороговый элемент 8 выдает на выходе,например, логическую "1". В соответствии с этим блок 7 задержки синхроимпульсов, построенный, например, посхеме управляемого по длительностиодновибратора, увеличивает длительность намагничивающих полупериодовпитающего напряжения на ьд, (фиг.2)с частотой, определяемой делителем6 частоты.При запуске электродвигателя 2увеличение длительности намагничивающих полупериодов питающего напряжения на ао, выбирается из условиянаиболее эффективного перевозбуждения гистерезисного электродвигателя в асинхронном режиме (обычно из .условия получения потребляемого тока,близкого к минимальному значению, иусловия минимальных потерь). ВеличинаааЫ обычно составляет более 40 . Частоту следования импульсов выбираютиз условия превышения ее в 5-10 разсобственной частоты качаний электродвигателя (обычно в диапазоне 520 Гц). На управляющий вход блока 4прерывания синхронизации подаетсясигнал с задающего генератора 5, а.на запрещающий вход - сигнал задержки синхроимпульсов с блока 7. В результате намагничивающий полупериодпитающего напряжения получается путем деления частоты задающего генератора 5, увеличение его среднего значения напряжения - за счет увеличения длительности полупериода питанияпри сохранении неизменной величиныамплитуды напряжения питания. Длясинусоидального напряжения Форманамагничивающего полупериода показана на Фиг, 2, для квазипрямоугольного (в соответствии со схемой нафиг. 1) - на Фиг. 3:1Увеличение длительности намагничивающего полупериода питающего напряжение достигается намагничиваниеротора одним импульсов тока 1длядЫ(Фиг, 3),По достижению подсинхронной частотывращения действие намагничивающихимпульсов приводит к резкому снижениюпотребляемого электродвигателем тока,однако ротор не входит в синхронизмиз-за того, что имеет место изменениенамагниченности ротора не только по амплитуде, но и по фазе - отстающее намагничивание.Если уменьшить длительность намагничивающего полупериода питающего на пряжения до величины Л , то сколь- жение ротора прекращается, так как перемагничивание ротора не происходит. При этом амплитуда намагничиваю- щего импульса тока 1 (фиг. 2) дос 1 АИататочна для демпфирования качаний4ротора. Ротор сохраняет намагниченность от амплитуды тока 1 , чтоАИ 1повышает КПД двигателя и снижает его ток, и обеспечивается синхронный ре жим работы с повышенной стабильностью мгновенной скорости вращения.Таким образом, предложенный способ управления гистерезисным электро- Одвигателем характеризуется следующими операциями,Подключают электродвигатель 2 кинвертору 1 напряжения, обеспечиваяего разгон. С помощью блока 7 задержки синхроимпульсов периодическиувеличивают намагничивающий полупериод питающего напряжения с частотой, меньшей частоты источника переменного тока, и с амплитудой намагничивающего полупериода, равной амплитуде основного напряжения. Частота импульсов при этом выбираетсяв 5-10 раз больше собственной частоты качаний электродвигателя 2. Начальное среднее значение полупериода З 5питающего напряжения выбирается изуровня наиболее эффективного перевозбуждения электродвигателя 2 васинхронном режиме. При пуске токдвигателя 2 максимален и блок 7 задержки синхроимпульсов обеспечиваетбольшую длительность полупериоданамагничивающего питающего напряженияПо мере разгона электродвигателя2 до подсинхронной скорости ток и 45мощность его из-за эффекта перевозбуждения периодическими импульсамитока резко уменьшаются, что приводит к повышению энергетических характеристик электродвигателя 2. Фиксируют достижение установившегося режима вращения электродвигателя 2по заранее установленному уровню тока или мощности. Ротор при этомв синхронизм не входит из-за того,что имеет место изменение намагниченности не только по амплитуде,но и фазе - отстающее намагничирание,Уменьшают среднее значение напряжения периодических намагничивающихполупериодов до заданной величины,которую выбирают из условия обеспечения синхронного вращения электродвигателя 2,Момент достижения ротором установившегося режима вращения может бытьопределен расчетным путем по времени разгона электродвигателя или косвенно измерен по уменьшению тока(фиксируют ток с помощью датчика 9тока и изменяют через пороговый элемент 8 длительность задержки синхронизации импульса в блоке 7).Формирование импульса тока происходит следующим образом,Обычно фазорасщепитель синхронизируется тактовыми импульсами задающего генератора 5 с постоянным интервалом (периодом)их следования, чтоопределяет традиционную квазипрямоугольную форму напряжения на выходеинвертора. При задержке очередногосинхроимпульса с помощью блока 7увеличивается длительность полупериода напряжения питания (фиг. 3).Это приводит к увеличению среднегозначения напряжения, что и используется для намагничивания ротора,Таким образом, за счет соответствующего изменения среднего значения намагничивающих полупериодов питающего напряжения в асинхронном и синхронном режимах работы гистерезисного электродвигателя обеспечивается требуемое намагничивание ротора при снижении потребляемой электродвигателем вольт-амперной мощности и возрастании максимального синхронного момента, что определяет улучшение электромеханических характеристик гистерезисного электро- привода, реализующего предложенный способ управления.Формула и з о б р е т е н и яСпособ управления гистерезисным электродвигателем, при котором подключают гистерезисный электродвигатель к источнику переменного напряжения и по мере его разгона формируют периодические намагничивающие импульсы тока путем увеличения среднего значения соответствующих им намагничивающих импульсов напряжения одной полярности, при этом амплитуду указанных намагничивающих импульсов наб 347/54 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобре 1.13035, Москва, ЖЗака ПодписноСР ного комитета Сений и открытииРаушская наб,4/5 Производственно-полиграфичечкое предприятие, г,ктная, 4 д, ул 3пряжения подцерживают равной амплитуде питающего переменного напряжения, а частота указанных намагничивающих импульсов напряжения не превышает частоты питающего переменного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения электромеханических характеристик путем увеличения степени намагничивания ротора гистерезисного электродвигателя,. предварительно определяют средние значения намагничивающих импульсов напряжения, соответствующие для 57асинхронного режима работы минимуму.потребляемого тока, а для синхронного режима работы - условию синхронности вращения ротора, поддерживаютв асинхронном режиме работы соответствие потребляемого тока найденному значению его минимума и при достижении установившейся частоты вращения в асинхронном режиме уменьшаютсреднее значение намагничивающихимпульсов напряжения, поддерживая егосоответствие найденному значению длясинхронного режима работы,