Способ управления вентильным электродвигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК БО 4 4 А 0 11 4 Н 02 К 29 06, Н САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПЬСТ вЬь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ А ВТОРСКОМУ СВИ(56) Заявка Японии51-42726,кл. Н 02 Р 5/16, 1976.Разработка систем электропривода дляорганов управления подвижного объекта.Отчет МЭИ.ГРФ 13966,109681, ч. 1,197723, ч. П. - М., 1980 - 1982.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение энергетических показателей вентильногоэлектродвигателя путем уменьшения тепловых потерь в обмотках якоря при работедвигателя на регулировочной характеристике. Для этого в способе управления вентильным электродвигателем коммутируютключи одной из групп преобразователей 6 и 24 частоты обмоток 2 и 6 якоря вентильного двигателя, контролируют смену межкоммутационных интервалов в обмотках 2 и 6. При смене межкоммутационного интервала в одной из обмоток, например обмотке 6, отключают от источника 17 питания одну из ее секций (например, секцию 7) ключом 18 анодной группы преобразователя частоты, например преобразователя 24, и коммутируют ключ (например, ключ 23) катодной группы преобразователя 24 частоты. Затем устанавливают факт смены межкоммутационного интервала в другой обмотке 2 и коммутируют ключ 9 анодной группы преобразователя 24 частоты. В результате исключается протекание токов в отключенной секции 7 обмотки 6, возникаюших с за счет трансформаторной связи секции 7 с секциями обмоток 2 и 6 якоря, в которых фу регулируется ток. Это снижает потери меди в ф Ф отключенной секции и потери в силовой части за счет разгрузки ключей и диодов обратного моста. 5 ил.141Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с многообмоточными вентильными электродвигателями.Цель изобретения повышение энергетических показателей вентильного электродвигателя путем уменьшения тепловых потерь в обмотках якоря, обусловленных токами, протекающими в отключенных от источника питания секциях обмоток якоря в режиме работы двигателя на регулировочной характеристике.На фиг. 1 показана блок-схема вентильного электродвигателя с двумя трехсекционными обмотками якоря; на фиг. 2 принципиальная схема источника управляющих сигналов ключами преобразователей частоты вентильного электродвигателя; на фиг. 3 -- эпюры напряжений в узлах блоксхемы на фиг. 1; на фиг. 4 - осциллограмма тока секции обмотки якоря вентиль- ного электродвигателя с т=З при регулировании тока ключами противоположных, чем в предлагаемом способе, групп; на фиг. 5 осциллограмма тока секций обмотки якоря вентильного электродвигателя (фиг. 1).Индексы при напряжениях, изображенных на эпюрах на фиг, 3, соответствуют позициям блок-схемы на фиг. 1 и принципиальной схемы на фиг. 2.Вентильный электродвигатель содержит электрическую машину 1 (фиг. 1) с индуктором, имеющим число пар полюсов Р=1, и двумя обмотками якоря (п=2). Первая обмотка 2 содержит три секции (щ=З) 3 - 5, а вторая обмотка 6 - три секции 7 9. Обмотки сдвинуты друг относительно друга на фиксированный угол л/трп=л/6. Первая обмотка 2 якоря связана ключами 10 - 15 анодной и катодной групп первого преобразователя 16 частоты с источником 17 питания, а вторая обмотка 6 якоря - ключами 1823 анодной и катодной групп второго преобразователя 24 частоты с указанным источником 17 питания. По сигналам источника 25 управляющих сигналов осуществляется управление ключами преобразователей 16 и 24 частоты. Наличие напряжения на управляющих входах управляемых ключей 10 в 15 и 18 23, например транзисторов, свидетельствует о том, что они открыты. Ключи каждого из указанных преобразователей 16 и 24 частоты снабжены диодами мостов обратного тока. Источник 25 управляющих сигналов снабжен управляющим входом 26, на который подаются сигналы на регулирование тока вентильного электродвигателя. Наличие напряжения на входе 26 свидетельствует о том, что обмотки якоря вентильного электродвигателя отключены от источника 17 питания.Источник 25 управляющих сигналов может быть выполнен как по разомкнутой схеме на базе генератора импульсов и рас 15348 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2пределителя, так и по замкнутой, например, с использованием датчика положения ротора.Регулирование тока в обмотках вентиль- ного электродвигателя по входу 26 также возможно осуществлять как по разомкнутой схеме от внешнего генератора 27 импульсов, так и по замкнутой схеме с применением датчика тока вентильного электродвигателя и порогового элемента.Источник 25 управляющих сигналов имеет выходы 28 - 39 (фиг. 2), подключенные к управляющим выводам ключей соответственно 1 О 15 и 18 - 23. Он выполнен на базе датчика 40 положения ротора с двумя комплектами чувствительных элементов. Первый комплект чувствительных элементов имеет выходы 41 - 43, связанные с управляющими выводами ключей 10 - 15 первого преобразователя 16 частоты через функциональный преобразователь 44. Первые три выхода функционального преобразователя 44 связаны с управляющими выводами ключей 1 О - 12 анодной группы преобразователя 16 частоты через блок 45 схем ЗАПРЕТ. Вторые три вывода функционального преобразователя 44 связаны с управляющими выводами ключей 13 - 15 катодной группы преобразователя 16 частоты через блок 46 схем ЗАПРЕТ.Второй комплект чувствительных элементов имеет выходы 47 49, связанные с управляющими выводами ключей 18 - 23 второго преобразователя 24 частоты через функциональный преобразователь 50. Первые три выхода функционального преобразователя 50 связаны с управляющими выводами ключей 18 - 20 анодной группы преобразователя 24 частоты через блок 51 схем ЗАПРЕТ. Вторые три выхода функционального преобразователя 50 связаны с управляющими выводами ключей 21 - 23 катодной группы преобразователя 24 частоты через блок 52 схем ЗАПРЕТ.Седьмые выходы функциональных преобразователей 44 и 50 подключены к управляющим входам 53 и 54 соответственно второго 55 и первого 56 распределителей импульсов такового управления, первые выходы 57 и 58 которых подключены соответственно к управляющим входам блоков 51 и 45 схем ЗАПРЕТ, а вторые выходы 59 и 60 - к управляющим входам соответственно блоков 52 и 46 схем ЗАПРЕТ. Информационные входы распределителей 55 и 56 объединены и служат управляющим входом 26 источника 25 управляющих сигналов.Датчик 40 положения ротора может быть любого типа, например индуктивный с подмагничиванием, На его выходах 41 - 43 и 47 - 49 (фиг. 2) формируются сигналы о положении ротора электрической машины 1, смещенные в комплектах для рассматриваемого случая (фиг. 3) друг относительнодруги нд угол 2 л,3 р.,1 ли Гельц(1 кдж,ого си На,а соответствует угловемх Иворо(у рогора ца упл л. ( игнзлы второО комплекта чувствительных элечентов от( гдк)т от СИ НДЛОВ ПЕРВО 0 КОЛ:1,1 ЕКта На Д,1 ИТЕ,1 Ь- ность, соответствуюцхк угловому повороту ротора ни упл л/6 р.СПОСО 6 УПРаВЛЕНИЯ БецтИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРО- двигателем с источником 25 упрзвляОцих синилов осупествляется следу ни)им 061 изом. 101 усть ротор вентиль)Ого элекгролвигателя вращается и на упривлякнпий вход 26 источника 25 управлякпих сигналов поступают импу.)ьсы токового регулирования. При этом регулирование тока в обмотках 2 и 6 якоря электродвигателя (существляегся посредством коммутации только одной изрупп ключей каждого из прео 6 разователей 16 и 24 частоты. Например, нз интервале времсни 1 -. (фиг. 3) регхлировдцие осхпествляет.ся носредсгвоч кол)хМт(ии ключей 15 и 23 катодных (рупп соответственцо прео 6 разова.телей 16 и 24 чдстоты. В функциональцык преобрз.Взтеляк 44 и 5( осуществляется контроль схец чежкомчутапионных интерВдлов и при (мен. межкомчлтаГионнОГО ин терва.а. например, в момент времени . во втоОЙ Обмотке 6 якоря Отклк)дют От источника 17 питзни 51 сек(июукдздннОЙ обмотки якоря клкчоч 18 ацодной группы второго преобразователя 24 частоты.После указанной смены чежкоммута ионнык интервалов во второй обмотке 6 якоря в момент Времени 1. коммутирхют ключ 23 кзтодн(й группы второго преобразовзтеля 24 частоты. Наряду с этим контролируют счень) лежкочмутдпиоццык интервалов в рй 06 л 10 кс 2 якоря. Посл 35 0( е 1 ел ц 0 и с л е н ь В 1 е Р Б 0 и 0 О х От кея к 01) 51 и ЛОМЕН 1 ВРЕМЕНИ ) КолЛ 1)тир Ет К.ЮЧе) днодноихппы втоя 1 пр.06 пз Овдтел 24 чдс)оты1 иботз к.1 к)чеи необрзЗОВ)1 Ге,151 651 с Г- ТЫ ОСЧПРСТБЛ 5 Е(Я ЗНДЛОГИ НО С ВРЕЧЕННЬХ дВНГ)ч, (00)тств(кпич ) Гзоволч по)роту роОри нз л гол и бр:)кспе риме иге,)ье у( т;)цовлено, что, есг)и ци 1 Ос.ц,(ук)пей п(ргй щ,цвине (фиг. 4) ме жкол 1 мл т)1 иоцно 0 ин ерВЗ,1 и В 06 мо) ке 45 як)р 5 Иос.е ест.(твецнои пер.кол хх Гд,ии5р и ч . р . к,101ч и 1О,ц (их иы) (. 0 6 рд:в)ел)1 частоты о хиествлять ичпу.)ьсни тк)вое реулироване клкчол г(й жеНОдной Гнгппы чкБзннОГО нре 061 БОБЕ 1 е.ля ч)стоты, то во:можно открЯ Гие;дне)д; 50 О,и;и (топки дноименцой группы )икры.вие;Ому клк х и пртекзни илну.)ьсных 1 0 ко в Б ни р( ю), 1( н и и, Б к с)Г) ро л и рГ тек и,1 . П и, и К11ТК О Т К, 1 К)Е1(Й 0 Т И С Т 0Н И К )1 пит)ни 5 екпи пос,1( е тее 1 Бсиной и(.ре- кочх)уг;1 Ни к,Кл;л;Н.Ной группы укд- )1)нно се 06 рзове,15 1(с) Гы.11,)против е ли;1; Второй 1 ливии( ( фи5 )еж ком л)(и(н Н 01 0 и н 1 е рв.1( рз селЗтри Бе 10 и 06 л)01 к якор 51 О(л ие т. В 15 ТЬ РЕГХЛИ РОВ)НИЕ ТОКОВ, БО1 ИСТБ) Я Ц к.)к)ч кдтоднОЙ грхппы, то возможно Открь) тие диода, шуцтируюпего отклкченцый клнч и НО,ИОЙ Группы, и протекание им пчг 1 ьснОГО тока в направлении, противополжноч направлецик, в котороч протекал спздикпий ток отключенной от источники пиг;(ния (екиии поеле естественной пере коммутации к.)к- чачи ацодной группы ук;Банного преобризовдтеля частоты.Для сравнения способа управления вентильныч электродвигателем со способом, в котороч регулирование токд осуществляется клкчачи противоположцык, чел в описанцол способе, рупп, приведены осциллограммы )оков секпии вецтильного электродвигателя с числом секций И=З (фиг. 4 и 5). Нз фи. 4 приведена еспиллограчмз тока в сек(ии вецтильцого электродвигателя, регули. руемого ключами противоположны, чем в описдннол способе, групп; на фиг. 5 - осциллограмма тока в секции 7 вентильного .электродвигателя, управляемого по предлагаемому способу.Практически регулирование токов осу)пествляется воздействиел На ключи только одной из групп преобразователей частоты. В этом случае импульсы тока появляются либо нд интервале времени 1 (фиг. 5), либо ца интервале времени (- 1. Такой режим рз 6 оты также характеризуется повышенными потерями в меди обмоток якоря. Применение спосо 6 д упрдвления вецтильным электродвигателем позволяет исключить протекание токов в отключеццых от источника питания секциях о 6 моток якоря вентильного электродвигат(ля, возникающее за счет трансформиторных связеЙ ук 1- зднных секций с сек)Иями обмоток якоря, Б которых осуществляется ре гул проание токоч. ЭТО снижает потерив чели обчоток ЯКОРЯ В ОТК;)К)ЧННЬХ Г)Т НСТОЧНИКД ПИТЕ)НИ 51 СЕ К 1 И Я Х О 0 Ч ОТ К И Я КОЯ, Ч Е М П 0 В Ы Н1 К ) Г С 51 энергетические показатели эл ктрохе х)ци)еликоО прео 6 рззовдтеля.Сниже цие мопНсти )отер в эл кгрочехиническоч прео 6 ризовителе х л)е н ие) Ч Д ( С Ч Т Р Е Г Х Е Л 0 Г О Т . П, 1 0 ОТ В О. 1 Д И С Р Е;Е Т Б; К- тивного охлждения. Нзря;у с этич р;)зру(- кд клк)чей и диодов мости Осртного 1 ки преобрд)овин(лей частоты от ичпх,)ьеов ндводичого токи т)Кже сп 06 сБх 1 снже чин ПотсрЬ В э,ЕКтрОЧЕХИНИЧЕ СКОЧ Пре 06 рИЗБ;1. телех хменьц;т л;сс) тре 6 х(хОО ге и;н;. води и (ре:ств ик 1 ивцого Охлиж.еци 1 Н, ря. с этим рззгрк;1 к, кчеичОтз 06 ритного токи прео 6 р;1 Б;Г,)си ч;с т ты ОГ ичпуль(ов иГдич 01; Гок; 1,кж сик )ствхс (и кеник по)ерь Б, и,)011 э,екгронной ч,си вентц,1 Иых )ьро.(:,Н,1 Ге,(и. В: е0 спое(н)вле г ;Ич(11 ин т;ких э,)е кгродвиг;телец Б (иеГ ч;х 10 1 рприво,1 в;вОно)ны, 6 ь 1.ОБ; 33333 ны, ин(рц;),ц В бмгка, якоря и И 1) и ые 1 е л 1 ж ком маион ног) и(рВВ,1 а В одной из обмоток якоря отключаю( от источника Витания одну из секций этой обмотки якоря ключом, например, анодной группы нреобразоватля частоты указанной блотки, от,(ичави 1 иш.1 тел(, цто, с целью иовынния энергетически) показателей пуем лл Иьнения те(лоВык потерь В обмотк;л якоря при работе днигателя на регулирцоццой .лч(рактеристике, после указанной 1 Омены и жкол(л(ута(Ионнык интерналоВ кол(- лу 3(рлк клк)чи катодной группы иреобра зонателя 3 стоть упомянутой обмотки, а нри смеи меж кол(мутапионного ин Гернала на друпй бмотке якоря комлутирук)т ключи аноднойрл ниы нрч)бразонателя чотлиты 1 орной из укзанньобмоток якоря.Составитель Л. Техред И. Верес Тираж 665омитета СССР по Ж - 35, Раушсеское предприяти делам изобретенийая наб д 45г, Ужгород, ул. П