Вентильный электродвигатель

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемым электроприводам.И авторском свидетельстве %499635 описан вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секции со 3 единенной в звезду якорной обмотки которой подключены к источнику переменного напряжения с помощью инвертора и управляемого выпрямителя с двумя маг нитосвязанными катушками дросселя в звене постоянного тока, а также два последовательно соединенных тиристора, подключенных необъединенными электродами к одноименным зажимам выпрями 1 теля, а обшей точкой к нулевой точке якорной обмотки синхронной машины. Управляющие цепи тиристоров инвертора связаны с датчиком положения ротора синхронной машины. Выпрямитель снабженустройством импульсно-фазового управления с включенным параллельно его входу ключом, цепь управления котороо через дифференцирующие цепочки и две логические схемы ИЛИ связаны с управляющими цепями тиристоров анодной и катодной групп инвертора. Управляющие электроды последовательно соединенных тиристоров подключены к соответствующим логическим схемам ИЛИ.Коммутация тоха тиристоров такого вентильного двигателя в зоне малых скоростей осуществляется путем перевода тиристоров выпрямителя в инверторный режим. При этом открывается один из последовательно соединенных тиристоров, создавая на время коммутации контур для протекания тока в секции синхронной машины, остающейся в работе. На первом участке коммутации ток в секции синхронной машины, выходящей из работы, и обмотке дросселя, связанной через тиристор инвертора с ней, под действием встречной ЭДС сети снижается до нуля и тиристор инвертора закрывается. После перевода тиристоров выпрямителя в выпрямительный режим и подключения тиристором инвертора третьей обмотки125 686мапИны В ней нарестает ток до устаноВивпегося значения,В известном вентильном двигателе научастках спада и нарастания тока последовательно с индуктивностью рассеянияобмотки синхронной машины, выходящейиз работы и вступающей в работу, оказывается включенной индуктивность рассеяния полуобмоток дросселя, которая уменьшает темп спада и нарастания тока, чтоможет при больших коммутируемых токах нагрузки (выше номинальных) из-задискретности управления тиристорамивыпрямителя задержать нарастание токана угол до 60 эл. град. В токе секциимашины появляется провал и вращающиймомент машины снижается.Белью изобретения является исключение из контура коммутации индуктивности рассеяния дросселя улучшение комутации и расширение области применения вентилього двигателя с электроприводами с большими динамическими нагрузками. Это достигается тем, что полуобмотки сглаживающего дросселя зашунтированы вспомогательными тиристорами, управляющие электроды которыхподключены к выходу логических схемИЛИ. Благодаря введению вспомогательных тиристоров и подключению их к соответствующему элементу ИЛИ обмоткадросселя, включенная последовательнос фазой синхронной машины, выходящейиз работы,при падении тока оказываетсязакороченной вспомогательным тиристором, ее индуктивность рассеяния исключается из контура коммутации и не влияет на процесс уменьшения тока. Не влияет она и на процесс нарастания тока в,третьей обмотке синхронной машины, поскольку ток в обмотке дросселя за время спада и паузы практически не изменяется. Сокращение времени спада и нарастания тока при коммутации улучшаетформу кривой тока синхронной машины иповышает коэффициент использования еепо моменту,На фиг. 1 изображена схема вентильного дросселя; на фиг. 2 и 3 представлены временные диаграммы и контурыпротекания тока на различных этапахкоммутации, поясняющие работу вентильного двигателя,Веитильный электродвигатель содержит выпрямитель 1, тирис оры 2-7 инверторв, статор 8 и ротор 9 синхронноймашины, полуобмотки 10 и 11 сглаживаюпего дросселя, тиристоры 12 и 13,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4устройство 14 импульсно-фазового управления выпрямителем, транзисторный ключ 15 узел 16 управления ключом 15, логические схемы ИЛИ 17 и 18, КС-цепочки 1 9, датчик 20 положения ротора вспомогательные тиристоры 21 и 22. На фиг, 2 и 3 приняты следующие обозначения; , и У, - ток и напряж- ние на выходе выпрямителя 1; Р, ед6 - фазные напряжения синхронной., машины, , ,- фазные токи синхронной машины; 8, 8, 9 - углыс гч спада, паузы, нарастания токов в процессе коммутациии2 - токи в полу- обмотках 10 и 11 дросселя соответственно; - коммутирующий ток фазы.Схема работает следующим образом,В исходном состоянии, когда напряже- ние управляющего источника равно нулю, углы управления тиристорами выпрямителя 1 составляют;к. 160 эл.градток отсутствует и ротор 9 синхронной машины неподвижен. В этом случае с выхода датчика 20 положения ротора снимаются два постоянных сигнала, которые подаются на управляющие электроды тиристоров, например 3 и 5. Постоянный сигнал с датчика положения ротора через РС цепочки 19 не проходит и тиристоры 12, 1321 и 22 а также транзистор 15 закрыты.При подаче управляющего напряжения на вход устройства 14 углы управгения тиристорами выпрямителя становятся меньше 90 эл. град., на его выходе появляется напряжение Ц и по двум секциям якорной обмотки 8, подключенной к выпрямителю двумя открытыми тиристорами 3 и 5, начинает протекать ток 4 создавая вращающий момент, Ротор си- хронной машины поворачивается и при определенном его положении на одном из выходных зажимов датчика 20 сигнал исчезает, а на другом появляется (на тиристоре 3 сигнал исчезает, а на тиристоре 4 появляется). При этом появляк. шийся сигнал с датчика 20 проходит через Ь,Сцепочки 1 9 на вход логической схемы ИЛИ 17, а затем на управляющий электрод тиристоров 13, 22 и переход эмиттер - база транзистора 15, открывая ихПри открывании транзистора 15 вход устройства 14 шунтируется, углы управления тиристорами выпрямителя к 160 эл.град. и встречно направлению тока вь- прямителя оказывается вклк.ньм напряжение сети. Ток секции якорной оЬ686125 мотки, выходяцц й из ваботы, начинает резко уменьшаться. Прц этом ток цолуобмотки 10 дросселя протекает через вспомогательный шунтируюший тирцстор 22 и индуктивность рассеяния обмотки дросселя не оказывает никакого влияния ца процесс снижения тока якорной обмот ки, Ток в секции якорной обмотки, остающейся в работе, в это время протекает через тиристор 13 и полуобмотку 11 дросселя, изменяясь крайне незначительно вследствие наличия в контуре тока ицдуктивности рассеяния обмотки 1 1 дросселя,После снижения тока выходящей из работы секции якорной обмотки до нуля и закрытия тиристора 3 транзистор 15 закрывается (время открывания транзиотора может регулироваться специальным устройством в функции спадающего тока секции или определяться постоянной времени заряда РС-цепочки), вход устройства 14 раскорачивается, углы управления тиристорами выпрямителя становятся меньше 90 эл.град. и на выходе выпрямителя появляется напряжение, под действием которого ток вступающей в работу секции якорной обмотки нарастает до номинального значения. После выравнивения токов и 1 в полуобмотках 10 и 1 1 дросселя тиристоры 13 и 22 закрываютс я. 6Предлагаемый вецтцльцьш двигательможет быть применен це только для электроприводов с цебольшцлв 1 динамическимиперегрузками (2-2,5), требуел 1 ых обы цо в главном движении металлорежушихстанков, цо и для электроцрцводов подачстанков, где требуются 8-10-кратныеперегрузки по току и врашаюшему моменту в динамических режимах. оформула изобретения Вентильный электродвигатель по авт,св. Ъ 499635, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью расширения области его прилененця, он снабжен двумя дополнительными тиристорами, шуцтирующцми полуобл 1 отки дросселя, причем управляющий электрод тиристора, которым шунтироваца полуобмотка дросселя, имеющаяобшую точку с тиристорами инвертораанодной группы, подключен через логический элемент ИЛИ к выходам датчика положения ротора, управляюшпл тпристорами катодной группы инвертора, а управляющий электрод тиристора, которым шунтироваца полуобмотка дросселя, имеющаяобщую точку с тиристорами инвертора казотодной группы, подключен через второйлогический элемент ИЛИ к выходам датчика положения, управляющим тиристорами анодцой группы инвертора.74/53 Тираж 85 1111 ИПИ Государствецног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Подпис митета СССРЗаказ открытий ауиская наб., д. 4 филиал 1 И 11 11 атент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 С,оставитель Л. СанталовРедактор Т. Юрчикова Техред Э, мужик Корректор А, Грине