Способ импульсного управления вентильным электродвигателем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК А 1 146 102 Р 6(0 1)4 Н 02 К ОПИСАН ЗОБРЕТЕТЕЛЬСТВУ 13/24-0.89. Бюлвский э тиргетическии В,К.Лозенко718 (088. 8) П, и др. Управ двигатели пос ргоатомиздат, (72) А.А. (53) 62-8(56) Адвол мые беско ванов и : 621.31 откин Н тактные Л., Эн оян ого т 19,Там же ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСНОМУ С(54) СПОСОЬ ИМПУЛЬСНОГО УПРАВЛЕНИЯВЕНТИЛЬНЬП 1 ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехника. Целью изобретения являетсяповьпдение быстродействия путем обеспечения рекуперации энергии, Способимпульсного управления вентильнымэлектродвигателем заключается в том,что на первом межкоммутационном интервале триггер 23 устанавливаетсяв начальное состояние по сигналу формирователя 16 импульсов. При перег1464 ходе на второй межкоммутационный интервал триггер 23 переключается под действием сигнала формирователя 21 импульсов. На его выходе устанавливается уровень логического "О". Сигнал управления поступает через элемент 24 только на анодную группу ключей,преобразователячастоты 2. Так, например, в соответствии с диаграммой работы ключей 4-9 на втором межкоммутационном интервале под действием сигналов датчика 3 положения ротора синхронной машины 1 во время импульса управления включены ключи 4,9 . Ток от источника питания 38 протекает через ключи 4, 9 по секциям 11, 13, по секциям 11, 12, через ключ 2624 и диод 33 протекает спадающий ток под действием ЭДС самоиндукции, возникающей при выключении ключа 8 в момент перехода на второй межкоммутационнйй интервал в результате запасенной энергии в индуктивностях секций 11, 12 на первом межкоммутационном интервале, Т.о. форсируется за счет рекуперации энергии изменения тока в секциях обмотки синхронной машины. Кроме того, при чередовании группы ключей преобразователя частоты удается на каждом меткоммутационном интервале идентифицировать характер энергообмена между источником питания и синхронной машиной. 4 ил, 1Изобретение относится к электротехнике, в частностик электроприводу, и может быть использовано для повышения быстродействия, качества ре-. гулирования частоты вращения и уменьшения пульсаций момента вентильных электродвигателей.Целью изобретения является повышение быстродействия путем обеспечения рекуперации энергии.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства управления вентильным электродвигателем; на фиг. 2 - диа-граммы работы устройства; на фиг. 3 . и 4 - электрические контуры и контурные токи, образованные соответственно на 11-ми 111-м межкоммутационных интервалах во время импульса и паузы сигнала управленияВентилъный электродвигатель содержит электрическую машину 1, двухполупериодный преобразователь 2 частоты, датчик 3 положения ротора. Преобразователь 2 частоты включает в себя анодную группу ключей 4-6, катодную группу ключей 7-9 и диодный мост 10. обратного тока, Электрическая машина 1 включает в себя секции 11-13 якорной обмотки и индуктор 14. Устройство управления включает в себя функциональный преобразователь 15 сигна-лов датчика 3 в сигналы управления ключами преобразователя 2, формирователи 16-21,импульсов, сумматор 22, триггер 23, два логических элемента 2 ИЛИ 24 и 25 и шесть логических элементов 2 И 26-31. Иост 10 обратноготока включает в себя диоды 32-37.Импульсный сигнал управления подается на первый вход каждого элемента 5 24 и 25, на второй вход которых подается сигнал с соответствующего выхода триггера 23, логическое состояние сигналов на выходах триггера 23определяет прохождение управляющегосигнала на анодную или катодную группу ключей преобразователя 2 частоты.Функциональный преобразователь 15формирует по сигналам датчика 3 положения ротора сигналы управления длякаждого ключа преобразователя 2 частоты. Эти сигналы перемножаются ссигналом управления в элементах 2631 и подаются на управляющие цепиключей 4-9. Логический блок 15 связан с сумматором 22 через формирователи 16-21 -мпульсов, которые формируют импульсы при смене межкоммутационных интервалов. Выход сумматора 22 25 подключен к счетному выходу триггера23, вход установки нуля которого подключен к входу формирователя 16 импульсов еВ указанном устройстве способ реа лизуется следующим образом.На первом межкоммутационном,интервале триггер 23 устанавливается в начальное состояние по сигналу формирователя 16. При переходе на второй1межкоммутационный интервал триггер;35 23 переключается под действием сигнала формирователя 21, Переключение14642триггера 23 при смене межкоммутационных интервалов обуславливает подачусигнала управления Б через элеменирты 24 и 25 поочередно на анодную икатодную группы ключей преобразова 5теля 2 частоты. Рассмотрим электрические процессы на примере образующихсяструктур электромагнитных контуров на11-м и 111-м межкоммутационных интер Овалах. Допустим, что на первом межкоммутационном интервале на выходе39 триггера 23 установился уровеньлогической единицы (фиг. 2). На этоминтервале периодическое выключение и 15включение ключей происходит в катодной группе под действием сигнала управления. При переходе на второй межкоммутационный интервал триггер 23переключится под действием импульса 2 Ос формирователем 21, На его выходе39 установится уровень логическогонуля. Сигнал управления будет поступать через элемент 24 только на анодную группу ключей преобразователя 2 ф 25частоты,В соответствии с диаграммой работы ключей 4-9 (фиг2) на 11-ммежкоммутационном интервале под действием сигналов датчика 3 положения 30ротора во время импульса управлениябудут включены ключи 4 и 9. Ток отиисточника 38 питания , будет протекать через ключи 4 и 9 по секциям 11и 13 (Фиг . 3) . По секциям 11 и 12 через ключи 4 и диод 33 будет протекатьспадающий тюк " под действием ЭДС самоиндукции, возникающей при выключении ключа 8 в момент перехода на 11-ймежкоммутационный интервал (фиг. 2).Спадающий тон обусловлен энергией,запасенной в индуктивностях секций11 и 12,на 1-м иежкоммутационном интервале.В момент паузы управляющего сиг 5нала размыкается ключ 4, так как навтором входе элемента 24 имеет место логический ноль с выхода 39 триггера 23. Сигнал управления проходитна анодную группу ключей 4-6 преоб 50разователя 2 частоты. Сигнал управления на катодную группу ключей 7-9Гпреобразователя 2 частоты не пос-.тупает на 11-м межкоммутационном интервале, так как на втором входе элемента 25 имеет место логическая еди-:.ница с выхода триггера 23. При паузе управляющего сигнала ключ 9 остается замкнутым. Токи и и " умень 624шаются, замыкаясь соответственно по цепям секции 11 13-9-35 - секции)11 и 13 и секции 11, 12-33-38-35 секции 11 и 12. Ток х протекает чеирез источник 38 питания, обеспечивая рекуперацию энергии (фиг. 3). На 111-м межкоммутационном интервале под действием сигналов датчика 3 положения ротора при импульсе сигнала управления будут открыты ключи 5 и 9. От источника 38 питания проте цкает токчерез ключи 5 и 9 по секциям 12 и 13 (фиг. 4). По секциям 11 и 13 -протекает спадающий токподф действием ЗДС самоиндукции, возникающей при выключении ключа 4 во время перехода на 111-й межкоммутационный интервал .В начале 111-го межкоммутационного интервала при включении ключа 5 на счетный вход триггера 23 через сумматор 22 поступит импульс с выхода Формирователя 17 импульсов, Логическое состояние на выходах триггера 23 изменится, Теперь управляющий сигнал поступает на катодную группу ключей 7-9, а на анодную группу ключей 4-6 поступают сигналы только от датчика 3 положения ротора, преобразованные в логическом блоке 15. В момент паузы управляющего сигнаэи аила токиибудут спадать, замыкаясь соответственно по цепям: секции 12, 13-34-5-секцни 12, и 13 исекции 11, 13-34-38-35 - секции 1 Ги13, Токпротекает через. источник 3 ойпитания, обеспечивая рекуперацию .энергии,Таким образом, за счет рекуперации энергии форсируется изменениетока в секциях вентильного электродвигателя, т,ереакция его на входное воздействие. Это обеспечивает повышение быстродействия. Кроме того,при чередовании группы ключей преобразователя частоты удается на каждоммежкоммутационном интервале идентифицировать характер энергообмена междуисточником питания и электромеханическим преобразователем и тем самымстабилизировать форму тока в секцияхдвигателя, что позволяет выравнитьмгновенные значения электромагнитного момента на каждом угловом интервале и повысить качество регулирования вентильного электродвигателя.мееееюе еесюжегее чей пе ври иф, еф иде иФюамююущцавьмФ Мб июаЬег ОВЫ е чоик.аещйа Составитель А.ГоловченкоРедактор Л.Гратилло Техред И.Дидык Коррект ончакова Заказ 831/57 Тираж 645 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д, 4/5 л. Гагарина,Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужго 5 14642 Формула изобретенияСпособ импульсного управления вентильным электродвигателем, выпол- ненным на базе злектромеханического преобразователя с трехсекционной обмоткой якоря, датчиком положения ротора на валу, двухполупериодным пре,образователем частоты с ключами анодной и катпдной групп, подключенных к трехсенционной обмотке якоря, и диодным мостом обратного тока, при котором по командам датчика положения ротора формируют управляющее воздействие для каждого ключа преобразова 1 теля частоты иа угловом интервале211" 2 ИИ = с фазовым сдвигом 8= ---3 для каждого последующего ключа в группе и фазовым сдвигом 6 = и20 для ключей разных групп, подключенных 62 6к одной секции обмотки якоря, на каждом межкоммутационном интервале периодически включают и выключают одиниз ключей, на который на данном межкоммутационном интервале подана команда датчика положения ротора, о тл и .ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения быстродействия путемобеспечения рекуперации энергии, вначале К-го межкоммутационного интервала выявляют группу ключей преобра"зователя частоты, в которой произопщаочередная коммутация по командам датчика положения ротора, и осуществляижна данном межкрммутационном интерва"ле указанные включения и выключениеключа той группы, в которой очередная коммутация по командам датчикаположения ротора осуществлялась на