Устройство для управления вентильным электродвигателем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 313, . 392-83 (088. 8) Опубликовано 300882. Бюллетень М 9 32 Дата опубликования описания 30.08. 82.фс,Научно-исследовательский электротехничесхий инстцтутПроизводственного объединения "ХЭИЗ",(74) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЬК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЫнарушается. Во избежание нарушения работы всего устройства управления вентильным: двигателем элемент времени в этом режиме запускают сразу после подачи команды на гашение тока,В связи с тем, что в известном устройстве используется один элемент времени, назначение которого обеспечить условия для гарантированного восстановления вентильной прочности тиристоров к моменту подачи команды на протекание тока, выдержка времени этого элемента увеличивается с учетом обеспечения устойчивой коммутации в режиме прерывистого тока. Выдержка времени в режиме прерывистого тока должна превосходить необходимую для режима непрерывного тока выдержку (равную сумме времени на спадение тока от момента срабатывания нуль- индикатора до нулевого значения тока и времени восстановления тиристоров) на величину периода пульсации выходного напряжения выпрямителя.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления вентильным электродвигателем, выпол- ненным на основе синхронного двигателя и преобразователя частоты с зависимым инвертором, содержащее узел Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствамуправления вентильными двигателямина основе синхронного двигателя и зависимого инвертора в зоне низких скоростей вращения, в которой коммутация тиристоров инвертора осуществляется за счет ЭДС питающей сети при гашении тока путем циклического перевода питающего инвертор выпрямителя винверторный режим в такт с вращениемротора синхронной машины,Известно устройстводля управления вентильным двигателем на основесинхронной машины и зависимого инвертора в зоне низких скоростей вращения. В этом устройстве команда нагашение тока подается с помощью узласинхронизации инвертора,20Включение тока после гашения производится в зависимости от величины нагрузки (тока) преобразователя частоты.В режиме непрерывного тока послеспадения тока до некоторой малой величины с помощью нуль-индикатора запускают импульсный элемент времени, после окончания выдержки которого формируется сигнал на протекание тока 11 .В режиме прерывистого тока нормальная цикличная работа нуль-индикатора З 0 Б. С. Александровский, Ю. Г. Карлинский, А. В. Панченко и И. И. Эпштейн955400 статический триггер 12, подключенныйвыходом 13 ко второму входу узла 7 и к первому входу первой логическойсхемы ИЛИ-НЕ 14, а выходом 15 - через элемент 16 времени к перзому входу второй логической схемы ИЛИ-НЕ17, выход которой соединен с первымвходом третьей логической схемы ИЛИНЕ 18, выходом подключенной:о входу19 статического триггера 12. Выход нуль-индикатора 11 соединен :о вторыми входами логических схем ИЛИ-НЕ14 и 18, а вход последней связан через элемент 20 времени со вторым входом логической схемы 17. Второй выход узла 9 подключен ко входу 21 триггера 12, установочный вход 22 которого соединен с блоком 23 пуска.Работа устройства в режиме непрерывного тока осуществляется следующим образом.В исходном состоянии статический триггер 12 находится в таком устой-. чивом состоянии, что на его выходе 13 сформирован сигнал, равный логическому нулю. При этом выпрямитель 5 работает в инверторном режиме и ток в обмотках двигателя 1 равен нУлю. В момент подачи команды "Пус.к" из блока 23 пуска на установочный вход 22 триггера 12 приходит сигнал, который переводит статический триггер 12 в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе 13 поя.вляется сигнал, равный логической единице, При этом выпрямитель 5 переходит в выпрямительный режим и в обмотках синхронного двигателя 1 начинает протекать ток, появляется вращающий" момент и двигатель начинает:вращаться. После поворота ротора си:нхронного двигателя 1 на некоторый угол узел.9 синхронизации.инвертора формирует узкий импульс, который поступает на вход 21 статического триггера 12 и своим задним фронтом перебрасывает его в противоположное устойчивое состояние. При этом выходные сигналы статическоготриггера 12 становятся соответственно ра:вны; на выхоце 13 - нулю, на выходе 15 - единице. В результате воздействия сигнала с выхода 13 триггера 12 иа вход узла 7 управления выпрямитель 5 переходит в инверторный режим. Ток в обмотках двигателя начинает уменьшаться, .В результате действия сигнала триггера 12 с выхода 15 запускается управления выпрямителем, узел форми.рования импульсов инвертора, подключенный к первому выходу узла синхронизации, датчик тока, соединенныйс первым входом узла управления выпрямителем, и элемент времени, причем второй выход узла синхронизациисвязан со вторым входом узла управления выпрямителем 21 .Момент включения выпрямителя определяется по уровню тока (минимальному) после заданного промежуткавремени, При этом величина выдержкивремени должна быть увеличена с учетом обеспечения восстановления вентильной прочности тиристоров в режиме прерывистого тока, когда нормальная циклическая работа элементов,регистрирующих уровень тока, можетнарушаться. Величина выдержки должнабыть увеличена на длительность, рав Оную периоду пульсации выходного напряжения выпрямителя (для трехфазноймостовой схемы при частоте питающегонапряжения 50 Гц величина выдержкиувеличивается на 3,3 мс).Увеличение заданного промежуткавремени увеличивает длительность паузы в токе вентильного двигателя ина частоте 5 Гц снижает на 8-10 величину вращающего момента, что приводит к увеличению установленной мощности вентильногодвигателя.Цель изобретения - уменьшение установленной мощности вентильногоэлектродвигателя путем увеличения его вращающего момента при низкихскоростях вращения.Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления вентильным электродвигателем введены дополнительный элемент времени, нульиндикатор, входом подключенный к датчику тока, три логических схемыИЛИ-НЕ и статический триггер, подключенный одним выходом ко второму входу узла управления выпрямителем 45 и к первому входу первой логической схемы ИЛИ-НЕ, а другим выходом - через основной элемент времени к первому входу второй логической схемы ИЛИ-НЕ, выход которой соединен,с первым входом третьей логической схемы ИЛИ-НЕ, выходом подключенной к первому входу статического триггера, причем выход нуль-индикатора соеди нен со вторыми входами третьей и первой логических схем ИЛИ-НЕ, а вы" ход последней связан через дополнительный элемент времени со вторым входом второй логической схемы ИЛИ-. НЕ, при этом второй выход узла синхронизации подключен ко второму вхо О ду статического триггера.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Блок-схема устройства содержит синхронный двигатель 1 с обмоткой 2 65 возбуждения, подключенной к возбудителю 3, преобразователь частоты сзависимым инвертором 4, выпрямителем 5 и дросселем б, узел 7 управления выпрямителем, узел 8 формирования импульсов инвертора, подключенный к первому выходу узла 9 синхронизации, датчик 10 тока, соединенныйс первым входом узла 7 управления выпрямителем и входом нуль-индикатора 11,Формула изобретения элемент 16 времени. Однако сигнал элемента 16 времени не вызывает при этом переброс статического триггера 12, так как логическая схема ИЛИ-НЕ 18 заблокирована выходным сигналом нуль-индикатора 11, равным логической 5 единице. При снижении тока до значения, равного установке нуль-индикатора 11, на его выходе появляется сигнал, равный логическому нулю, через логическую схему ИЛИ-НЕ 14 запускает 10 элемент 20 времени, формирующий сигнал, длительность которого равна сумме времени спадения тока до нуля и времени восстановления вентильной прочности тиристоров. По окончании выдержки времени элемента 20 (к этому времени сигнал импульсного элемента 16 времени становится равным логическому нулю) сигнал на выходе схемы 17 становится равным логическому нулю. В. результате статический триггер 12 перебрасывается в противоположное устойчивое состояние; при котором сигнал на выходе 13 становится равным единице и по обмоткам синхронного двигателя 1 начинает протекать токВращающий момент синхронного двигателя 1 вызывает дальнейшее вращение его ротора, после поворота которого на определенный угол узел 9 синхронизации инвертора формирует узкий импульс, на заднем фронте которого статический триггер 12 вйовь переходит в другое устойчивое состояние, вызывая гашение тока. 35Работа устройства в дальнейшем циклически повторяется в такт с вращением ротора.В режиме прерывистого тока нуль- индикатор 11 не работает в силу недо статочной чувствительности, и его выходной сигнал равен "0". При этом одновременно запускаются два элемента 16 и 20 времени, Однако переключение триггера 12 в состояние, при 45 котором сигнал на выходе 15 равен "0", а на выходе 13 равен "1", определяется задним фронтом импульса элемента 16 времени, имеющего большую, чем у элемента 20 выдержкУ времени, так как указанное переключение триггера 12 происходит при переходе выходного сигнала схемы 18 из состояния "1" в состояние "0", что соответствует заднему фронту сигнала элемента 16 времени, выдержка которого больше выдержки элемента 20 времени на период частоты пульсации выходного напряжения выпрямителя 5.Применение предлагаемого устройства позволяет снизить длительность 60 нулевой паузы в токе двигателя с помощью двух элементов времени и повысить на 8-10 величину вращающегомомента вентильного двигателя в зоненизкой скорости и использовать синхронный двигатель меньшей мощностипо сравнению с устройством для управления вентильным двигателем, в котором используется один элемент времени. Устройство для управления вентильным электродвигателем, выполненным на основе синхронного двигателя и преобразователя частоты с зависимым инвертором, содержащее узел управления выпрямителем преобразователя, узел формирования импульсов инвертора, подключенный к первому выходу узла синхронизации, датчик тока, соединенный с первым входом узла управления выпрямителем, и элемент времени, причем второй выход узла синхронизации связан со вторым входом узла управления выпрямителем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности вентильного электродвигателя путем увеличения его вращающего момента при низких скоростях вращения, в него введены дополнительный элемент времени, нуль-индикатор, входом подключенный к датчику тока, три логических схемы ИЛИ-НЕ и статический триггер, подключенный одним выходом ко второму входу узла управления выпрямителем и к первому входу первой логической схемы ИЛИ-НЕ, а другим выходом - через основной элемент времени к первому входу второй логической схемы ИЛИ-НЕ, выход которой соединен с первым входом третьей логической схемы ИЛИ-НЕ, выходом подключенной к первому входу статического триггера, причем выход нуль-индикатора соединен со вторыми входами третьей и первой логических схем ИЛИНЕ, а выход последней связан через дополнительный элемент времени со вторым входом второй логической схемы ИЛИ-НЕ, при этом второй выход узла синхронизации подключен ко второму входу статического триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвтоматизированный электропривод. Электротехнология. Электроснабжение. Силовая преобразовательная техника, Экспресс-инФормация Р 36, 1977,с, 16-22.2. Заявка Японии Р 52-32044,кл. Н 02 Р 7/28, опублик. 1977.955400 Составитель ЛКрасноведактор Ю. Ковач Техред Т.фанта Коррект лароши 4/5 113 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна з 6466/70 Тираж 721 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 035, Москва, Ж, Рауш