Вентильный электродвигатель

(19) И 1) ш Н 02 К 29/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ-ра ны к и орде- гетичесватель и акти ключен и- го сторо ого орог ое со аспре лью п ДВИГАТЕЛЬ у, ш секатель о о стоговог вый дополнительных ключа,которых соединен с общединения основного клюреактивного контура, акаждого 1 с-го дополнител(я) вывод кой с рй точ" аи а второ вно о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИ 258/24-071.835.84. Бюл. 9 17Иванов( ) овский ордена Ленинана Октябрьской Революции энеркий институт(53) 621,313.13,014.2:621,382(088.8)1561 1. "Електропромышленност и приборостроене". Журнал НРБ, 1973, У 1,с. 21-24, фиг.1.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3309351/24-07,кл. Н 02 К 29/02, 1982.(54)(57) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОсодержащий синхронную машинций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователей частоты, цепи управления силовых ключейкоторого подключены к выходам ш-канального Формирователя-распределителяимпульсов, каждьп канал которого выполнен в виде двухвходового нелинейного сумматора, выход которого подключен к первому входу пороговогоэлементами, к двум входам нелинейногосумматора, и-го канала формироватеределителя импульсов подклю+1) и (и+2) секции якорной обсинхронной машины, и цепей, из которых состоит из последоо соединенных основного ключа но-реактивного контура и подсо стороны .ключа к выходу порогового элемента, а соупомянутого активно-реактивнтура к второму входу (и)-го ого элемента, образуя кольцединение каналов ормирователяелителя импульсов, о т л и -ч а ю щ и и с я тем, что, с вьппения надежности запуска, в его цепь, состоящую из послед но соединенных ключа и активн тивного контура и подключенную роны ключа к выходу и-го поро элемента, дополнительно введе ключа соответственно подключен к выоду (и+К)-го порогового элемента.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов электроприводах, в частности ввентильных электроприводах с вентиляторным моментом нагрузки. 5Известен вентильный электродвигатель, содержащии синхронную машину, ш секций якорной обмотки которой подключены к выходу преобразователя частоты, цепи управления 10ключей которого свяэакы с распределителем импульсов, управляющий входкоторого связан с задающим генератором переменной частоты. Пускэтого вентильного электродвигателя 15происходит от зацающего генератораимпульсы которого, проходя через распределитель импульсов, поочереднопринудительно открывают силовьеключи преобразователя частоты, чтообеспечивает последовательное подключение секций синхронной машины кисточнику питания. Зтот режим работы вентильного электродвигателяпродолжается до тех пор, пока ключипреобразователя частоты не начнутсамостоятельно открываться под действием ЗДС, наводимой в секцияхсинхронной машины Г 1 3,Недостатком этого технического1 ешения является сложность, обусловленная наличием задающего генератораи низкая надежность, вызванная наличием режима работы, когда ключи преобразователя частоты могут аткры 35ваться как от задающего генератора,так и под действием ЗДС, наводимойв секциях синхронной машины,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, т секций якорной обмотки которой подключены: к выходу преобразователя частоты, цепи управления силовых ключей котос 5 рого подключены к выходам ш-каналь-. ного формирователя-распределителя импульсов, каждый канал которого выполнен в виде двухвходового,нелинейного сумматора,- выход которого подключен к первому входу порогового элемента, к двум входам нелинейного сумматора и"го канала формирователя-распределителя импульсов подключены (и+1) и (и+2) секции якорной обмотки синхронной машины кроме того, ш цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных ключа и активно-реактивного контура и включена со сторо-ны ключа к выходу и-го пороговогоэлемента, а со сторон активнореактивного контура к второмч входу(и) порогового элемента 21.Недостатком этого вентильногоэлектродвигателя является низкаянадежность запуска, Так, например,при использовании синхронной машины,содержащей 4 секции якорной обмотки,з момент включения питания возможна появление управляющих импульсовна выходе пороговых элементов первого и третьего каналов. Зто вызоветолокировку пороговых элементов второго и четвертого каналов. Такое состояние будет устойчивое и на выходемногоканальнага формирователя-распределителя импульсов не будет происходить поочередного появления импульсон управления. Вентильный электродвигатель не будет запускаться,яалагичная ситуация может произойти при любом четном количестве секций синхронной машины.Цель изобретения - повышение надежности запуска вентильнаго электродвигателя.Поставленная цель достигаетсятем, что в каждую цепь вентильногоэлектродвигателя, состоящую из последовательно соединенных ключа иактивно-реактивного контура и подключенную са стороны ключа к вьгходуи" го порогового элемента, дополнительно введены (ш) дополнительных,ключа, первый вывод которых соединенс общей точкой соединения основногаключа и активно-реактивного контура,а второй вывод каждого ,к-го даполнительнага ключа соответственно подключен к выходу (и+1)-го пороговогоэлемента,На фиг. 1 изображена функциональная схема вентильного электродвигателя с синхронной машиной, содержащей, например, четыре секции якорнойобмотки; на фиг. 2 - эпюры напряже"ний в узлах формирователя-распределителя импульсоц.Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1 с секциями2 якорной обмотки, преобразователь3 частоты, формирователь-распределитель 4 иытульсов, состоящий изнелинейных сумматоров 5-8 и двухвходовых пороговых элементов 9-12,ключей 13-16, активно-реактивныхконтуров 17-20 с регулируемыми пос 1091281тоянныи времени заряда и разряда,имеющие управляющие входы 21-24, ккоторым подключен дополнительныйрегулируемый источник 25 напряжения.Вентильный электродвигатель подключен к источнику 26 электрическойэнергии. Кроме того, схема электродвигателя включает дополнительныеключи 27-30,и входы 31-34,Секция 2 якорной обмотки синхраиной машины 1 подключена к выходупреобразователя 3 частоты, цепи управления силовыми ключами которого(не показаны) подключены к выходуш-канального формирователя-распре 15делителя импульсов 4, каждый каналкоторого выполнен в виде двухвходоваго нелинейного сумматора 5-8, выход которого подключен к первомувходу порогового элемента 9 (10-12).К двум входам нелинейного сумматора5 (6-8) и-го канала формирователяраспределителя импульсов подключены(и+1) и (и+2) секции 2 якорной обмотки синхраннаи машины 1. Выход каждого 5и-го порогового элемента 9 (10-12)подключен к второму входу 31 (32-34)(и) порогового элемента 12 (9-11)через последовательно соединенныеключ 13 (14-16) и активно-реактивный30контур 17 (18-20) с регулируемойпостоянной времени заряда и разряда, управляющий вход 21 (22-24) которого подключен к дополнительномурегулируемому источнику 25 напряжения,35Дополнительный клнл 27 (28-30) подключен первым выводом к общей точкесоединения ключа 13 (14-16) и активно-реактивного контура 17 (18-20),а второй вывод дополнительного ключа27 (28-30) подключен к выходу порогового элемента 10 (11-13).Рассмотрим работу устройства напримере вентильнога электродвигателяс четырехсекционной обмоткой якорясинхронной машины.При включении устройства (моментвремени С,1) на выходе пороговогоэлемента 9 появляется отрицательныйсигнал (Фиг. 2). Отрицательный сигнал является управляющим для преобразователя 3 частоты, Появлениеотрицательного сигнала может бытьобеспечено, например, за счет внутреннего источника смещающего тока,Через ключ 13 этот сигнал поступаетна активно-реактивньй контур 17,заряд которого происходит с минимальной задержкой, обусловленной наличием реактивных сопротивлений. Через дополнительный ключ 30 отрицательный сигнал поступает также на активна-реактивный контур 20 который аналогичным образом заряжается, При этом на вторых входах 31, 34 пороговых элементов 12 и 11 появляется отрицательньп сигна, который приво" дит к принудительной установке на их выходах напряжения положительной полярности (ани будут блокированы .Напряжение на выходе активна-реактивного контура 19 (или на входе 33) будет плавна увеличиваться под действием его перезаряда. В момент времени эта напряжение достигнет уровня срабатывания порогового элемента 10. На ега выходе установится отрицательньп сигнал, Кчюч 14 и дополнительный ключ 27 откроются. Это приведет к перезаряду активно-реактивнога контура 18 и, как следствие, блокировке порогового элемента 9, Ключ 13 и дополнительный ключ 30 закроются. Открытый дапалнительньй ключ 27 исклйчит перезаряд активно- реактивного контура 17. Пороговый элемент 12 останется заблокированным.1С момента времепначнетсяперезаряд активно-реактивного контура 20, В момент временинапряжение на ега выходе достигнет уровнясрабатывания порогового элемента 11,На ега выходе установится отрцательный сигнал. Ключ 15 и дополнительнь ключ 28 откроются, Произойдет блакиравса порогового элемента10 и останется заблокированным элемент 9. Дополнительный ключ 27 откроется. Блокировка порогового элемента2 будет продолжаться до моментавремени, пока не перезарядится активна-реактивный контур 17. Пикл повторяется,В результате этого на выходе многоканальнога Формирователя-распределителя 4 импульсов появится последовательность отрицательных импульсов, фазы появления которых неизменны,Реагируя на паслецавательнасть отрицательных импульсов, преобразо" ватель 3 частоты обеспечит паачередьное подключение секций 2 якорной обмотки синхронной машины 1 в определенной последовательности к источнику электрической энергии 26.Это вызовет вращение индуктора сикх" ронной машины (он не показан),Реверсивное вращение индуктора исключено эа счет блокировки пороговым элементом очередного по направлению вращения канала формирователя распределителя импульсов порогового элемента предыдущего канала.При движении индуктора в секциях 2 якорной обмотки наведутся ЭДС, которые, суммируясь в нелинейных сумматорах 5-8, подводятся к первым входам пороговых элементов 9-12.Как только напряжение на выходе каокого-либо нелинейного сумматора достигнет величины, достаточной для срабатывания одного из пороговых элементов 9-12, на выходе одного из них появится отрицательный сигнал,определяемый пространственным поло"жением индуктора синхронной машины.С этого момента вентильный электродвигатель работает в режиме самокоммутацииР Переключение пороговыхэлементов 9-12 зависит в первую очередь от сигналов на первых входах,так как они имеют по этим входамменьший порог срабатывания,Использование изобретения позволитповысить надежность запуска вентильного электродвигателя, исключив возможность полной взаимной блокировкипороговых элементов и расширить функциональные возможности путем управления синхронной машиной с любымчислом секций.091281 ктор Е. Папп ставитель В. Ком хред Л.Иартяшова овКорре А.Дзятко аказ 3095/51 Тираж 667 1 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035 Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная