Вентильный электродвигатель

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) (11) 13573 51) 4 Н 02 К 29/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР В с".ОВЗНЦ(71) Криворожский горнорудный институт и Одесский гидрометеорологический институт(56) Авторское свидетельствоУ 1374357, кл. Н 02 К 29/00,Авторское свидетельство ССВ 951611, кл Н 02 К 29/06,использовано для создания электроприводов, в которых мощность вентильного двигателя соизмерима с мощностью энергоустановки. Цель изобретения - повышение надежности путемснижения несимметриии обеспечения равномерной фазной загрузки трехфазногоисточника энергии при запуске двигате-,ля, С этой целью в устройство введенылогические элементы 18-23, 29-36, счетчик 28, позволяющие поочередно отключать одну из фаз трехфазного управляемого выпрямителя, переводя егов однофазный режим, и тем самым равномерно распределять токовую нагрузкупо всем фазам источника энергии.1 ил. СССР1986.СР 54) ВЕНТИЛЪНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЪ57) Изобретение относится к электроехнике и, в частности, может быть ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ3 15135Изобретение относится к электротехнике и, в частности, может быть использовано для создания электроприводов, в которых мощность вентильного двигателя соизмерима с мощностью энергоустановки.Целью изобретения является повы- шение надежности путем снижения не- симметрии и обеспечения равномерной фазной загрузки трехфазного источника в автономных энергосистемах с вентильным двигателем при его запуске.На чертеже изображена блок-схема 15 вентильного двигателя,Вентильный электродвигатель содержит ротор 1, механически связанный с импульсным датчиком 2 положения ротора и тахогенератором 3, ста тор 4 с расположенной на нем обмоткой якоря, преобразователь 5 частоты, включающий в себя инвертор 6 тока, к выходу которого подключена обмотка якоря 7, а управляющие цепи тиристоров инвертора 6 подключены к выходу системы 8 импульсно-фазового управления инвертором 6, входом подключенной к выходу импульсного датчика 2 положения ротора, и выпрями тель 9, соединенный с инвертором 6 через датчик 10 тока, блок 11 выбора режима коммутации, вход которого соединен с выходом тахогенератора 3 и первым входом регулятора 12 частоты . вращения, вход которого является входом задания частоты вращения, а выход подключен к первому входу регулятора 13 тока, выход которого подключен к входу системы 14 импульсно-фазового 40 управления выпрямителем, первый формирователь 15 импульсов, интегратор.16 с входом "Сброс", двухпозиционный управляемый ключ 17, два логическихэлемента И 18 и 19, выход формирователя 15 импульсов соединен с вторым входом "Сброс" интегратора 16, вход которого соединен с выходом датчика10 выпрямленного тока и первым входом управляемого ключа 17, второй вход которого подключен к выходу интегратора 16, а выход - к второму входу регулятора 13 тока, выход блока 11 выбора режима коммутации подключен к управляющему входу двухпоэиционного управляемого ключа 17.Кроме того, вентильный электродвигатель содержит четыре логических элемента И 20 - 23, шестивходовой логический элемент ИЛИ 24, последовательно соединенные компаратор 25, второй формирователь 26 импульсов, триггер 27 и двоично-десятичный счетчик 28, цепочку из последовательно соединенных первого логического элемента НЕ 29, седьмого логического элемента И 30 и первого логического элемента И-НЕ 31, цепочку из последовательно соединенных второго логического элемента НЕ 32, восьмого логического элемента И 33 и второго логического элемента И-НЕ 34, последовательно соединенные девятый логический элемент И 35 и третий логический элемент И-НЕ 36, причем вторые входы трех логических элементов И-НЕ 31, 34 и 36 соединены с выходом блока 11 выбора режима коммутации, выход первого логического элемента И-НЕ 31подключен к вторым входам первого и второго логических элементов И 18 и 19, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами системы 14 импульсно-фазового управления выпрямителем, а выходы - соответственно с первым и вторым входами управления йыпрямителя 9, выход второго логическдго элемента И-НЕ 34 подключен к вторым входам третьего и четвертого логических элементов И 20 и 21, первые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами системы 14 импульсно-фазового управления выпрямителем, а выходы - с третьим и четвертым входами управления выпрямителя 9, выход третьего логического элемента И-НЕ 36 подключен к вторым входам пятого и шестого логических элементов И 22 и 23, первые входы которых соединены соответственно с пятым и шестым выходами системы 14 импульсно-фазового управления выпрямителем, а выходы - с пятым и шестым входами управления выпрямителя 9, шесть входов управления выпрямителя 9 подключены к шести входам логического элемента ИЛИ 24, выход которого подключен к входу первого формирователя 15 импульсов, выход девятого логического элемента И 35 подключен к второму входу "Сброс" двоично-десятичного счетчика 28, первый выход которого соединен с вторым входом, седьмого логического элемента И 30, входом второго логического элемента НЕ 32 и первым входом девятого ло 5 151357 гического элемента И 35, а второй выход подключен к входу первого логического элемента ИЛИ 29 и второму входам восьмого и девятого логических элементов И 33 и 35, выход датчи 5 ка 10 тока подключен к входу компаратора 25.Вентильный электродвигатель работает следующим образом, 10Перед пуском на выходах двоичнодесятичного счетчика сформированы логические "0", которые через логические элементы И 30, 33 и 35 поступают на первые входы логических эле ментов И-НЕ 31, 34 и 36, на выходе которых формируется логическая "1", разрешающая прохождение управляющих импульсов с выхода системы 14 импульсно-фазового управления выпрямите лем через логические элементы И 18 23 на управляющие входы выпрямителя 3, При пуске двигателя в преобразователе и датчике 10 тока появляется ток, который переводит компаратор 25 25 в состояние логической 1 подаваемой на вход второго формирователя 26 импульсов. Формирователь 26 импульсов запускает триггер 27, на выходе которого формируется перепад с 30 логической "1" до "0", поступающий на счетный первый вход двоично-десятичного счетчика 28, На первом выходе счетчика 28 появится логическая "1", на втором выходе останется логический "0"В результате на выходе логических элементов И 30 и 35 .будут логические "0, на выходе элемента И 33 - логическая "1". При пуске или на часто тах вращения меньше 0,1 номинальной на выходе блока 11 выбора режима коммутации формируется логическая "1, поступающая на первые входы логических элементов И-НЕ 31, 34 и 36, При этом 45 на выходах элементов И-НЕ 31 и 36 формируется логическая "1", на выходе элемента И-НЕ 34 - логический "0", запрещающий прохождение управляющих импульсов системы 14 импульсно-фазоного управления через логические элементы И 20 и 21 на тиристоры одной из фаз выпрямителя 9, Управляемый выпрямитель 9 работает по однофазной двухполупериодичной схеме. При этом ток в преобразователе и датчик носит прерывистый характер, Работая аналогичным образом, через каждые два импульса тока триггер 27 меняет свое 3 6состояние, формируя счетные импульсысчетчика 28, который с помощью элемента И 35, выход которого соединенс вторым входом 1 Сброс", осуществляет пересчет до трех по числу фаз тиристорного выпрямителя и поочередно отключает одну из фаз через элементы 29, 30, 31, 18, 19 и 35, 36.Логическая "1" на выходе блока 11приводит к тому, что двухпозиционныйуправляемый ключ 17 своим замыкающимконтактом подключает вход интегратора 16 к входу регулятора 13 тока,Интвгратор 16 интегрирует величинупрерывистого выпрямленного тока и приего отсутствии между моментом времени, когда этот ток снизится до нуля,и до момента прихода очередного управляющего импульса на выходе интегратора 16 сохраняется напряжение,пропорциональное току, протекающему взвене постоянного тока, и подается навторой вход отрицательной обратнойсвязи регулятора 13 тока. При этом регулятор 13 тока работает по принципуподчиненного регулирования. Очередной управляющий имп.льс через логический элемент ИЛИ 24 ипервый формирователь 15 импульсов обнуляет интегратор 16, и схема повторяет свою работу. При частоте вращения больше0,1 номинальной блок 11 выбора режимекоммутации формирует логический "0",который подключает через управляемыйключ 17 выход датчика 10 тока к второму входу регулятора 13 тока непосредственно, Кроме того, на выходе логических элементов И-НЕ 31, 34 и 36сформируется логическая "1", разрешающая прохождение управляющих импульсовчерез элементы И 18 - 21, 23 и 24 натиристоры всех трех фаз выпрямителя.Далее схема работает как система подчиненного регулирования тока и частоты вращения,Таким образом, за счет поочередного отключения тиристоров одной изфаз выпрямителя при запуске вентильного двигателя удается достичь болееравномерной загрузки по току трехфазного источника энергии,Формула изобретенияВентильный электродвигатель, содержащий статор с обмоткой якоря, ротор, механически связанный с импульснььм датчиком положения ротора и тахо1513573 восьмого логического элемента И ивторого логического элемента И-НЕ,последователЬно соединенные девятый 5логический элемент И и третий логический элемент И-НЕ, причем вторые входы трех логических элементов И-НЕ соединены с выходом блока режима коммутации, выход первого логического эле мента И-НЕ подключен к вторым входампервого и второго логических элементов И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторымвыходами системы импульсно-фазового 15 управления выпрямителем, а выходы -соответственно с первым и вторым входами управления выпрямителя, выход .второго логического элемента И-НЕподключен к вторым входам третьего и 20 четвертого логических элементов И,первые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами системы импульсно-фазовогоуправления выпрямителем, а выходы. - 25 с третьим и четвертым входами управления выпрямителя, выход третьего логического элемента И-НЕ подключен квторым входам пятого и шестого логических элементов И первые входы коЭ30 торых соединены соответственно с пятым и шестым выходами системы импульсно-фазового управления выпрямителем,а выходы - с пятым и шестым входами .управления выпрямителя, шеств входовупРавления выпрямителя подключены кшести входам логического элемента ИЛИ,выход которого подключен к входу пер"вого формирователя импульсов, выходдевятого логического элемента И под ключен к второму входу Сброс" двоично-десятичного счетчика, первый выход которого соединен с вторым входомседьмого логического элемента И, входом второго логического элемента НЕ 45 и первым входом девятого логическогоэлемента И, а второй выход подключенк входу первого логического элементаНЕ и вторым входам восьмого и девято, го логических элементов И, выход дат чика тока подключен к входу компаратора. генератором, преобразователь частоты, включающий в себя инвертор тока, к выходу которого подключена обмотка якоря, а управляющие цепи тиристоров инвертора подключены к выходу системы импульсно-фазового управления инвертором, входом подключенной к выходу импульсного датчика положения ротора, и выпрямитель, соединенный с ийвертором через датчик тока, блок выбора режима коммутации, вход которОго соединен с выходом тахогенера-тора и первым входом регулятора частОты вращения, второй вход которого является входом задания частоты вращения, а выход подключен к первому вХоду регулятора тока, выход которо- гО подключен к входу системы импульсно-фазового управления выпрямителем, пврвый формирователь импульсов, интегратор с входом "Сброс" и двухпозицйонный управляемый ключ, два логических элемента И, выход формирователя импульсов соединен с вторым входфм "Сброс" интегратора, первый вход кОторого соединен с выходом датчика тока и первым входом управляемогоключа, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к второму входу регулятора тока, выхОд блока выбора режима коммутации подключен к управляющему входу двух- позиционного управляемого ключа, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения надежности путем обеспечения равномерной загрузки фаз трехфазного источника энергии в автономных энергосистемах с вентильным дйигателем, дополнительно введены четыре логических элемента И, шестивходовый логический элемент ИЛИ, последовательно соединенные компаратор, второй формирователь импульсов, триггер и двоично-десятичный счетчик, цепочка из последовательно соединенных первого логического элемента НЕ,седьмого логического элемента И и перво-, го логического элемента И-НЕ, цепоч-. ка из последовательно соединенных второго логического элемента НЕСоставитель О.БоРедактор С.Пекарь ТехредМ.Дидыкчкарев Корректор Л.Бескид Заказ 6095/54 Тираж Б 48 ПодписноеЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям,при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101