Способ управления гистерезисным электродвигателем

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (П) 08 с НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСК АВТО ЕТЕЛЬСТВУ КОМУ лов И.Н.гатели, ч.1 Тарасдля микением. Р б 2. ДелекторсИмпульсные возбшин с магнитнымЭлектричество80.(54)(57) СПОСОЗИСНЦМ ЭЛЕКТРОром формируютпериодических ий Б.А дители возбуж 197. 78 астоты питания. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(56) 1. Маст ОрГистерезисны двиМ., МЭИ, 196 Б УПРАВЛЕНИЯ ГИСТЕРЕДВИГАТЕЛЕМ, при котопоследсвательностьфазных токов основной з(51) Н 02 Р 7/36, Н 0 частоты питания и задают низкочастот- ную последовательность намагничиваю" щих импульсов напряжения, причем на время подачи каждого из намагничивающих импульсов напряжения прекращают формирование периодических фаэных токов основнойчастоты, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических характеристик и перегрузочной способности электродвигателя, после окончания каждого из намагничивающих импульсов напряжения отводят энергию, запасенную в фазах статора во время указанного импульса, в замкнутый контур гашения, образованный, например, с помощью разрядных,резисторов, рассеи-ЕР вают ее в упомянутом контуре, а после окончания процесса рассеяния вновь формируют последовательность периодических фазных токов основной СЦель изобретения - повышение энергетических характеристик и перегрузочной способности гистереэисного двигателя.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления гистерезисным электродвигателем, при котором формируют последовательность периодических Фазных токов основной частоты питания и задают низкочастотную последовательность намагничивающих импульсов напряжения, причем на время подачи каждого из намагничивающих импульсов напряжения прекращают 60 формирование периодических фазных токов основной частоты, после окончания каждого иэ намагничивающих импульсов напряжения отводят энергию, запасенную в фазах статора во время65,е 50 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания высокооборотных гистерезисных двигателей.Высокие энергетические характерис" тики гистереэисного двигателя могут быть получены лишь при использовании режима перевозбуждения, состоящего , в том, что искусственно увеличивают намагниченность роторав рабочем режиме. 10Известен способ управления гистереэисным электродвигателем, при котором перевозбуждение достигается пропорциональным регулированием напряжения во всех фазах двигателя пу тем его уменьшения по достижении ротором синхронной частоты вращения 1 .Недостатком такого способа является то, что для его осуществления тре" буется специальный регулятор, значительно усложняющий реализациюИзвестен.также способ управления гистереэисным электродвигателем, согласно которому формируют последовательность периодических фазных токов основной частоты питания и задают низкочастотную последовательность на. магничивающих импульсов напряжения, причем на время подачи каждого иэ намагничивающих импульсон напряжения прекращают формирование периодических фазных токов основной частоты на заданное время в определенную часть полуаериода частоты питания 23 .Недостаток указанного способа состоит в том, что для ряда гистереЗУ зисных двигателей, имеющих частоту питания более 400 Гц и выполненных с материалом ротора, прошедшим специальную термомагнитную обработку, невозможно обеспечить нысокие знер гетические показатели и требуемую перегрузочную способность в синхронном режиме, так как известный способ не обеспечивает сохранность повышенной намагниченности ротора, необхо димой для перевозбуждения. укаэанного импульса, в замкнутыйконтур гашения, образованный, например, с помощью разрядных резисторов,рассеивают ее в упомянутом контуре,а после окончания процесса рассеяниявновь формируют последовательностьпериодических фазных токов основнойчастоты питания,На фиг.1 показано устройство питания высокооборотного гистерезисного двигателя, реализующее предлагаемый способ управления гистереэиснымэлектродвигателем путем нключения гасящих сопротивлений на фазы двигателя, с пассивными разъединительными элементами; на.Фиг,2 - то же, в качестве разъединительного элемента используется управляемый ключ и для управления разделительным и разъединительным ключами. введен блок. задержки; на фиг.Зто же, гасящее сопротивление, выполненное в виде резистора, шунтирован -ного диодом, включено в цепь питанияосновного источника; на фиг.4 - тоже, намагничивание двигателя осуществляется основным источником.Устройство по фиг.1 содержит гистереэисный двигатель 1, подключенныйчерез разделительныйключ 2 к основному источнику 3 питания. Черезразъединительный элемент 4 к намагничивающим Фазам двигателя 1 подключено гасящее сопротивление 5. Параллельно фазам двигателя 1 через разрядный ключ б подключен источник 7импульсного намагничивания. Управление разделительным 2 и разрядным бключами осуществляется от блока 8управления импульсным источником, аупранление основным источнйком 3 питания - от блока 9 управления.Гасящие сопротивления могут бытьвключены на нсе фазы двигателя, еслипо ним протекает намагничинающийток.На фиг.2 разъединительный элемент4 выполнен н виде ключа, цепь управления которого соединена с выходомблока 10 задержки. Второй выход блока 10 задержки подсоединен к управляющей цепи разделительного ключа 2.Вход блока 10 задержки соединен свыходом блока 8 управления импульсным источником.В устрОйстве по фиг.З гасящеесопротивление, выполненное в видерезистора 11, шунтйрованного диодом12, включено в цепь 13 питания,основного источника 3, выполненного набазе инвертора напряжения. На Фиг,4 н цепь управления ключами инвертора напряжения включен логический блок 14 коммутации ключей инвертора, который соединен своими входами с блоком 9 управления инвертором, блоком 8 упранления импульсным источником и блоком 10 задержки, который, в свою очередь, подключен к блоку 8 управления импульсным источником.После прохождения намагничивающе" го импульса в двигателе образуется несимметричное магнитное поле, а периодическая составляющая которого неподвижна в пространстве относительно обмоток статора. Время затухания этого поля составляет 3-4 периода (О частоты питания. Ротор высокооборотного двигателя, вращаясь в этом поле, теряет часть приобретенной в импульсе намагниченности, т.е, после перевозбуждения развоэбуждается, Это 15 ухудшает энергетические характеристики и снижает перегрузочную способность двигателяУлучшить энергетические характеристики двигателя и повысить его перегрузочную.способность можно, если сохранить приобретенную в импульсе намагниченность ротора, Для этого необходимо быстро погасить неподвижное в пространстве поле, исключив возможность размагничивания ротора. Этого можно добиться, отключив на некоторое время после прохождения намагничивающего импульса двигатель от,источникапитания, Однако при отключении двигателя на коммутационной аппаратуре возникает большое перенапряжение, что может вызвать выход ее из строя, Поэтому необходим приемник реактивной энергии,: выплескиваемой из двигателя после прохож дения намагничивающего импульса, в качестве которого применяют сопротивление 5 (фиг.1), которое подключается к фазам двигателя после отключения источника 7. 40На фиг,2 показана система питания, где гасящее сопротивление 5.представляет собой резистор,. а разъединительный элемент 4 - управляемый ключ, Цепи управления разъединительного 4 и . разделительного 2 ключей подключены к блоку 8 управления импульсным источником 7 через блок 10 задержки,До прихода намагничивающего импульса разрядный 6 и разъединительный 4 ключи разомкнуты, а разделительный ключ 2 замкнут, Затем по команде блока 8 управления импульсным источником разделительный ключ 2 размыкается, а разрядный 6 замыкается,55 .подключая импульсный источник 7 к Фазам двигателя 1. В фазах двигателя создается импульс тока, который намагничивает ротор, через определенное время (длительность импульса), 60 задаваемое блоком 8 управления импульсного источника, разрядный ключ 6 размыкается и намагничивающий ток в фазах двигателя 1 начинает спадать. Для обеспечения быстрого спадания тока по сигналу блока 8 управления импульсным источником и блока10 задержки разделительный. ключ остается разомкнутым, а разъединительныйключ 4 замыкается, подключая к фазамдвигателя 1 гасящее сопротивление 5.Разъединительный ключ 4 остаетсязамкнутым до тех пор, пока ток в Фазах двигателя 1 не уменьшится до номинального уровня, Одновременно остается разомкнутым разделительныйключ 2, препятствуя замыканию токачерез основной источник 3 питания.После спадания тока по .команде блока 10 задержки разъединительный ключ4 размыкается, отключая гасящее сопротивление 5, а разделительный ключ2 замыкается, подключая двигатель 1к основному источнику 3 питания.На. Фиг.3 гасящее сопротивление5, выполненное в виде резистора 11,шунтированного диодом 12, включено вцепь 13 питания основного источника3, представляющего собой инверторнапряжения. Разделительный 2 и разрядный 6 ключи работают в противофазе. На время импульса по команде блока 8 управления импульсным источникомразмыкается разделительный ключ 2 изамыкается разрядный ключ 6, подключая фазы двигателя 1 к импульсному.намагничивающему источнику 7. -После;окончания импульса размыкания разРядного 6 и замыкания разделительного2 ключей, реактивный ток замыкаетсячерез диоды обратного тока инвертора3, гасящий резистор 11 и выходнойконденсатор первичного источника питайия. Наличие в цепи протекания то-ка гасящего резистора 11 уменьшаетпостоянную времени цепи и приводитк быстрому спаданию тока до номиналэ.ного уровня,В системе питания. по фиг.4 гасящее сопротивление 5 также включено в цепь 13 питания основного источника 3 - инвертора напряжения. В цепь управления ключами иивертора 3 введен логический блок 14 коммутации ключей инвертора, на входы которого поступают сигналы с блоков 8 и 9 управления инвертором и импульсным источником и блока 10 задержки. Наличие логического блока 14 коммутации ключей позволяет управлять каждым ключом инвертора 3 по команде блока 8 управления импульсным источником и блока 10 задержки независимо от сигнала блока 9 управления инвертором.Возможность независимого управления ключами инвертора позволяет использовать основной источник - инвертор напряжения в качестве разрядного ключа, осуществляя широтно-импульсное перевозбуждение двигателяВ определенный момент по сигналу бло 1008876ка 8 управления импульсным источником задерживается естественная коммутация ключей инвертора 3, что приводит к нарастанию тока в фазах двигателя 1 и намагничиванию ротора.Энергия, необходимая для намагничивания, отбирается от первичного источника питания. После окончания импульса по команде блока 10 задержкиразмыкаются все ключи инвертора 3.Это приводит к тому, что реактивныйток, замыкаясь через обратные диодыинвертора 3, гасящий резистор 11 ивыходной конденсатор первичного источника, быстро спадает до номинального уровня. После этого управляющеевоздействие со стороны блока 10 задержки и блока 8 управления импульсным источником прекращается и инвертор 3 продолжает работу, подчиняясьблоку 9 управления инвертором. 5 Таким образом, предлагаемый способ управления позволяет быстро погасить неподвижное в пространствеполе внутри двигателя, что дает воэможность сохранить уровень намагни ченности ротора, приобретенный приимпульсном намагничивании,повыситьперегрузочную способность гистерезисного двигателя почти в два разаи улучшить его энергетические характеристики. Кроме того, повышаетсянадежность привода.1008876 Составитель Л. КрасновПчелинская Техред А,Бабинец Корректор А, Дэятк Редакт каэ 2356/6 11 30 илиал ГХППатент , г. Ужгород, ул. Проектная; 4 Тир ИИПИ Госуда по делам и Москва, Ж