Способ управления вентильным электродвигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 02 Р 6/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ и о еск ена инв Вбе Т.,конЛтока НТИЛЬ ктротехниповышение гетических я вентильтся в том,УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Московский ордена ЛенинаОктябрьской Революции энергетиститут(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к эл ке. Целью изобретения является надежности и улучшение эне характеристик. Способ управлен ным электродвигателем заключа,Я 01277340 что на каждом межкоммутационном интервале= 2 л/т р, где т ) 3 - число фаз обмотки якоря, р - число пар полюсов электродвигателя, последовательно подключают к источнику питания и отключают от него с помощью ключей т-фазного преобразователя частоты фазы обмотки якоря. Контролируют потребляемый ток и при отсутствии потребления тока формируют сигнал управления, изменяющий последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря к источнику питания. Указанная цель в способе обеспечивается тем, что в каждый коммутационный момент времени при отсутствии потребления тока повторно включают отключаемый -й ключ на длительность /2, по истечении которого -й ключ отключают. Включают (+2)-й ключ, прина- Ж длежащий той же группе ключей, например анодной, на длительность ф/2, а затем последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря восстанавливают. 1 ил.Изобрстсци(. Относитс 5 к э,скт 0 схцкс, в частцости к электроприволу с всцтилыымц электродвигателями лля обеспсчсц:. его рдбс)тоспособцс)сти црц цсисцравп)стх тиц обрыв в цепи обмотки якоря.1 сгью изобрстеция является повышение пад жюсти работы и улучиение эпсргетических храктсрисгик Всцтильцого электролвигател прп неисправностях Гиня обрыв в цсци обмотки якоря.На чертеже схематично релстяцлс цо устройство, реализуюцее способ упрдвлеция вентильцым электролвиг;пслем с трсхфязцой обмоткой якоря.У с т р 0 и с т и) х 11 р д В Г 1 с 11 и я 1 ГС ц т 1,1 ь:1 ь х. э л с к тролвигатслсм (ф)г. 1) содержи г э,сктро- ДВИГатЕЛЬ 1 С Пг)3)-фс)ЗЦМИ ОбМОтКЯМИ 2, 3 и 4 якоря. пг-фазпй преобразователь 5 частоты с янодцой ) и катодцои 7:ру нами ключей, соответствеццо 8 10 и 1 13 кяжДа Я И 3 КОТОРЫХ В Ы П О.П С Ц а П с 3 1 Р(ХР 33:5 И С- торах, и шесть диолов 4- 19 моста обратного тока. Выходы 20, 2 и 22 датчика 23 положения ротора соединены с олоком 24 ф О р м и рВ а ц и 51 с и Г и а,1 0 В у и р а Б Г Р и и 51, и с с т ь выходов которого 25 -30 связаны с упрБ- ляюцими входами ключей 8 - 13. Уст)Ойство ддя МцсЗБЛЕНИЯ СОдсржпт ЛатЧИК 31 3 Отрсбляемого тока, блок 32 5 ы 5 псии аварийной ситуации в группе ключей преобрязовятсл 5 частоты, дешифратор 33 двоичного код в лвоисИо-лес 5 тисньЙ, бОки 34 и 35 33:5)3 цсция алгоритма управлсци, сс)отвсгствсппо ключей днодцой и като;иой груп.Датчик 31 потребляемого ток содержит юследовательно включенные измсритслыый резистор 36, нуль-орган 37 и эсчсГ 38 Вименной задержки, Выход котороО является выходом 39 датчика 3 Нгпрсблсмо 0 ток, входами которого служат )холизмерительного резистора 36.Элемент 38 временной задержки хожст быть Бьшолцец любым образом. ,Ок 32 выявления авдрийюй ситуации Б 3 рх 3 цс КЛК)ЧЕй ПрсОбраЗОВятСЛя 5 сяС 033 СОдержИ Г логический элемент 10 МАЖОРИГАРНОСТЬ, входы которого служат 3 пфорхяциоццыми в.содами указанного блока ц;ц)лключецы к выходам 20, 21 и 22 дагчикя 23 положения ротора, три логических эгсмспта 41, 42 и 43 ЗА 1 РЕ,Т, ицвсртор 4 с 3033- ческий элемент 45 И и двд Ю.триря 6 и 47. Выход 48 логического 5.смстс 40 МАЖОРИТАРНОСТЬ подключсч к пероху входу элемента 45 И, зпрспаоцСю Входу элемента 4 ЗАГ 1 РЕТ, 3-ходу Р 5-риггсра 47 и к Й-входу Ю-триср 46 через инвертор 44. Выхслы й 5-триггеро 5 46 3 47 310 ДКЛЮсЕНЫ К ЗДЦ)СИОПИ)1 ХО,с)Х ЛО 1- ческих элемецтов 43 и 42 ЗАПРЕГ и сл) ждт Выхода)и 49 и 50 Олок;3 32 вь 5 Б,сци 5 Звд рийцой ситуации. 5-вхолы Я 5-рггсро 5 46 и 47 полк.:очец Соотвстспецно к Выходу логических элементов 42 и 3 ЗАГР.Т, )1 рямыс Входы которых 33)дк,к):сцы СОГВРГстспо к Выходам логических элементов 45 И ц 41 ЗАПэЕТ, прямой Вход которого об 3 ьсЛицен с вторым Входом логического э,км( нтя 45 И, являетс управляюцим входом 51 блока 32 выявления аварийной ситуации и подключе 3 к выходу 39 датчика 31 3 ОГ)(ОГЯЕМОГО ТОК 2.(с)жлы)3 олок 34 и 35 изменения алгоритма у равлсния ключей анодцой и катодцой групп содержит три лвухвхоловых ,огиче- О ских элемецта 52, 53, 51 И, три формироватсля 55, 56 и 57 импульса по здлцему фроцтм, трц Р 5-триггер) 58, 59 и 60: три трехвхолоБых логически., -,смета 61, 62 и 63 ИЛИ, Бь ходы 64 - 69 которых служат вь.(олами 5олоков 34 и 35:змсцсция алгоритма управ,1 Ссип 51 КГ 1 ЮЧРИ И ПОКГПОСНЫ К УРсБ,51 ЮП(ИМ .и 3353.1 ключей 8 10 ц )дцой кк 1 Рй 11) КсО.НОЙ Гр13 п. 11 р пыс В х)ды )01 исеки х э,(мс 015 52, 5)3) И,)1 003 ьсдИНРНЫ, 5 ВГ 151- 30 ГР 5 уцрявл оим 3 ходом б,н)ка 34 измецсция алорцтмд управленц ключей 8 - 10 цод.Оирхппь. 6 и полк,1 оссны к Выходу 00 О.Окз 3 с; Вы 51 Б 1 сци 51 сБа рийнОЙ ситс 11)ии.ВТОПЫС ВХОДЫ Г 033 сССКХ ЭЛЕМЕНТОВ 52, 53,"13 ОЙ 1 БО Д, ,П ЯБ,СсИ 51 ВС 3 ТИ;1 ЬЦЫМс),1("(Г;)О.ВПс 1 Т(,3) )дбоТс 1 С С,1 С,КИИМ ОО 4 рдз(11 рц отсх тств и и Б Бстилык)м э,сктро,15131 Тс,С ОТК 3:5.3 Тип с 3) р Ь 35 35 ц(.п Обмотк)3 я 1 СОр 51 ГИГИ я, Н э Х)дС 3 дс)сИ Кя 3ПОГрсо 35 С)ого ток рВ. Н,ог 3 сскохх О, я,10 ГИцьС С 11 Пс 1 ЛЬ П 333,. БЮТ 13 с ВЫХГ)- ,1 х 49 ц;)О б,ц)кз 32 Бы 3 л(:И 51 ЗВзрийнОЙ 3:Г,ации и х прс 1 Б.1 к)пцх БхОЛдх 0,1 ОКОВ 34 и 35 измецсци;ыгори Гмя урдв,ения клочсй. с х прявляк)шис Входы клочсй 8 -131 Р С О 0Я 3 0 В с Т С,1 Я .) с 1ТОТ Ы О С З И:5 Х С АСИ( И 51 црохоит сигцз,Вьх,)дя 0,окд 24 формиорБ 21 И 51 с 1113 с 1 ОБ с р) ВГ 3(1.331. В(11 ТИГ 1 Ь 1 ЫИ Э, РК ГРО,БИ Гс)ТС:.Ь РЯОС)ТсС Г Б ОР М 3 ДЛЬНОМ РЕ)К МЕ.В слх ссс 5 зпкцовсцц цсипря)ностиГи 1(3 ОбрэВ Б спи бм) ки 51 КОр 51, цдпримср у цри обрыве Б си,.овои .спц клк)чя 8 анодойр) ппы 6 1 рс 003)ззовс 5.1 чстоты, сГ,12 с 30 ПОСООХ МЦРс 1)1(ЦИ 51 ПЗМСП 5 СС)С ОРИТМ рбГ ь 15 сц 3 1)ного :,3.к" р). 53 г;)с,я.В момент отключения ключа 9 ацодцой группы на выходе 66 логического элемента 63 формируется сигнал ца вклочсцие ключа 10. При открытом ключе 1 кдтодцой группы в силу того, что произошел обрыв в силовой цепи ключа 10 анодной группы замкнутого контура в цепи источник цитдния - обмотка якоря не образуется. )сся отк,ючеццой комоицации секций 32 обмотки якоря за счет возникающей ЭДС само- индукции организуется замкнутый электрический контур 3 -2 - -118- - 3, В котором протекает коммутационный ток. Обмотка якоря электродвигателя отключена от источника питания, ток через измеритсгьцый резистор 36 отсутствует. С небольшой задержкой времени, устраняюптей ложное срабатывание датчика 31 потребляемого тока в нормальном режиме, ца выходе 39 указанного датчика 31 формируется сигнал логическая . При этом ца вь(хо ге 48 логического элемента 40 МЛЖОРИЛРНОСТЬ имеется сигнал логический О, сидетельствующий о том, что по сигналам датчика 23 положения ротора должна произойти коммутация клк)чси В анодцой группе 6 преооразователя 5 частоты. Сигнал лоп(ческаяс выхода 39 датчика 31 потребл- мого тока проходит на 5-вхо( Ю-триггера 47, на е(о выходе 50 появляется сигнал логическая , который поступает нд управляющий вход блока 34 изменения алгоритма управления ключей дцодной группы. СиД)д, логическая 1 с Выя)дд 7 децИрТ 01) 60 без изменения прохо,ит нд выход,Огичсского элемента 53 И, д зд;ем цд Быя)д 65 блок 34 измецсци 51 1,11 Оритд уцрВ,си 51. Сигнал логическаяс выхо;( 65 цостуцает цд уцраВ;5 И 01 ции Вход к.Очд 9 ИО;ИОЙ группы. Ключ 9 открывается, комбинация секций 32 повторно подключается к источнику питания. В контуре 9 -3 2 -11 - 36- в источн питания появляется ток, д цд выходе 39 датчика 31 потребляемого тока сигнал логический О. При этом комод(дция сигналов ца выходе блока 32 выявлсци аварийной ситуации це изменяется. В начале очередного такта коммутации при смене комбинации сигналов 1 д Выхо; датчика 23 положения ротора нд выходе 48 логического элемента 40 МАЖОРИТЛРНОСТЬ появляется сигнал логическа , который поступает ца У-вход Я 5-трип сра 47 и обцуляет его. На управляющем Бхс)дс 50 блока 34 появляется сигнал логический О. В этот момент Бремсци сигнал цд выходе логического элсмента 53 изменяется с ун)вц логической 1 до уровня логического О, срабатывает формирователь 56 ихВ)гльсс)В. сигнал с Выхода которого, поступая цд 5- вход Ю-триггера 59, устанавливаст сг(1 в состояние логическая . На вьходе 64 блока 34 появляется сигнал логическая . Появление сигнала логический О ца выход( логического элемента 53 И приводит к появлению аналогичного сигнала на выходс 65 олока 34. Таким образом в этот мохсит Времени на выходе блока 34 формирук)тся сигналы, которыми Б ацодной груцпе закрывается ключ 9 и открывается ключ 8. Коммутация ключей катодцой группы при этом происходит по сигналам с выя)дов 28, 29 и 30 блока формирования сигналов управления, которые без изменения, в силу от О сутствия сигнала логическая единица ца управляощем входе 49, поступают на управляющие цепи ключей. В этот же момент времени в катодной группе кгючей закрывается ключ 11 и открывается ключ 2.15Направление тока в секциях 2 - 3 изменяется ца противоположное. ри этом в момент смены направления тока в секциях 2- 3 датчик 3 Иотрес)немого тока це срабатывает В силу наличия элемента 38 временной задержки. Величина временной задержки 2 О выбирается исходя из величицы электромагнитной постоянной времени вецтильного электродвигателя. На рассматриваемом угловом интервале зд счет принудительной коммутации ключа 8 осуществляется оперсжающая нд такт коммутация. В цдчдле очередного такта коммуанин восстдцавливдстся периодическое подключение к источнику питания и отключение от него комбинаций СЕКЦИИ ОО МОТКИ 5 КОРЯ ЦО СИГНЯ,ЯМ ДДТЧИ.кд 13 ИОГ 10 ж(ци 51 иц,т ктора.ЗСПри Бозцикцовсции неисправности типаОбрьБ В цсци Об 10 гки 5(корЯ В,)юбои;Ц)ОЙ испи принцип рбо ь устройВа остается ДЦДЛОГ:ЧНЫМ ОПИСДНЦОМУ ВЫШС.сля Всцтильцых электро;вигдпглей с одцополуиериодцым прсобрдзов)те,(с м частоты ,(,15 )С)1 Г 11 ЗДИ 1 РД(.СОГР11 О 0 С 10(.001 управления нсобходимо выполнять ддтчик 1 оложсция ротора ( ИОВышеццой рдзрешдк)- цИ Сцособцй( 1 Ьк),:1,5 ГОГО чГОбь ООс)сц- (и 1 ь (1)БисПик) ц,10. Ож,с)ци 5( иц. кГОрОм 40 (1,ОБО О ицтсРБ;1,1; ( , 1)ЯВИОО ИО,ОБицсМ(. ж О )1.)15 ТД ЦИ Они ОГО ИЦТС РБ,1-"(РТаким ос)разом, реализация дднГого споСооа ХРДБ,ЕЦИ 51 БЦТИ,ЬЦЫМ Э)КТ)0;ВЦГ 1- телем с 1)31-,(цо( обмоткой Якор иозВ Ол 5(с) т ц О В ы (. и т ь ц д, ж ц О ст ь р:) б 0 т ь Б ц- ТИ,1 ЬЦОГО Э,1(КТРО:ВИГ 1 ЕГЯ ЗД (.1Т И(.и;ЦО- чс)ци)51 ДРи РДООГ(.)ГлОВОГО ицт1)Вл 1 (х);, Б 1ЧС И КОТ )0 О К 1 к 151 - ТО О М1 1 Д 1 Ц 51 сскций 00110 тки 51 кор 5 Отк,к)сц 1 От ис 01- 5 О ниц 1 э,1( ктри ц)(. ) 1 цс рГии. .)тО .0(. 1 и 1(.ся зд (.т из.).1 с.51;,1 Оритм 1 хи 1 В,1(ци 5( кно)ми црсободзовя 1 с,151 (ГОть Бс:ц. О).ИОГО э 1). ЯтРО,ви ч Г(,5 1 011 Ини.(;)ни ) ИО,цито;1 ьц 01 О э,1кт 11.С(.к,гз) коц Г) 1; ).51 ио,к,к)чция .р О;1 ко)б( ц 1, к(ии 55 00)10 тк 1 5(к 01)51 к и("О Б ии иЯ)и1277340 Составитель М. СТекред И. ВерееТираж 631ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений и о13035, Москва, Ж - 35, Раушскаиал ППП Патент, г. Ужгород,оиКорректор М. ЛемчикПодписноеитета СССРткрытиия наб д, 415ул. Проектная, 4 Реда к тор Л. 11 о в к иЗаказ 667554 Формила изобретенияСпособ управления вентильным электродвигателем, при котором на каждом межкоммутационном интервале= 2 тг/т р, где т ) 3 - число фаз обмотки якоря, р - число пар полюсов электродвигателя, последовательно подключают к источнику питания и отключают от него с помощью ключей гп-фазного преобразователя частоты фазы обмотки якоря и контролируют потребляемый ток и при отсутствии потребления тока 10 формируют сигнал управления, изменяющий последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и улучшения энергетических характеристик вентильного электродвигателя при неисправности типа обрыв в цепи обмотки якоря, в каждый коммутационный момент времени при отсутствии потребления тока повторно включают отключаемый 1-й ключ на длительность тр/2, по истечении которого -й ключ отключают и включают (1+2)-й ключ, принадлежащий той же группе ключей, например анодной, на длительность 1/2, после чего последовательность подключения и отключения фаз обмотки якоря восстанавливают,