Вентильный электродвигатель

(ц) Н 02 Р 6/02,К 29 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ %НТ СССР И"Ж ЗОБРЕТЕН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Целью изобретения является повышение н.адежности путем увеличения перегрузочной способности. Для достижения указанной цели вентильный электродвигатель дополнительно содержит регулятор 59 напряжения, блок 60 импульсной модуляции и логический элемент И-НЕ 61, ходы которого подключены к выходам датчиков тока 52, 53 четных и нечетных тирнсторов анодной группы, а выход - к входу блока 60 мпульсной модуляции, выход которого одключен к управляющему входу регулятора напряжения, выход которого подключен к цепи питания источник 28и п НТИЛЬНЬЙ ЭЛЕК обретение отнс и может быть исполнительнбольшой и ср АТЕЛЬк электр ТРОДВ)ситсиспол е ьзовано лсмента ве ах го коммути ис точни еи мощности1582324 гГичении нагрузки увеличивается длительность интервала коммутации тирисгоров, это приводит к увеличению вреМени одновременного появления сигнаггов на выходах датчиков 52, 53, чтоПриводит к изменению коэффициента заполнения сигнала на выходе устройст"ва 60 импульсной модуляции, что в свою очередь увеличивает напряжениена выходе регулятора 59. Напряжениепитания источника коммутирующих импульсов увеличивается и длительностьинтервала коммутации уменьшается,т,е. при увеличении нагрузки интервалкоммутации тиристоров не изменяется,2 ил,1Йзобретение относится к лгектроехнике, в частности к электроприво 15у, и может быть использовано в каестве исполнительного элемента в гГриводах большой и средней мощности,Целью изобретения является повышеггие надежности путем увеличения пе 1 егрузочной способности.На фиг. 1 изображена функциоцыьгая схема шестифазного вентильного лектродвигателя, на фиг. 2 - диаг - гаммы напряжений на выходах формиро 25 дателей импульсов.Вецтильный электродвигатель содержит электромеханический преобразонаГель с. обмоткой якоря, включающейесть фаз 1-6, ротор с обмоткой возуждения (не показан), датчик положеНия ротора с чувствительными элементами 7-12, источник коммутирующих импульсов с коммутирующим трансформа- тором 13, Первичная обмотка трансфор оратора 13 включает две последовательо соединенные секции 14 и 15, Начало И конец первичной обмотки соединены с анодами первого 16 и второго 17 Коммутирующих тиристоров соответст Венно, ее средний вывод подключен к объединенным катодам двух диодов 18 и 19 и образует положительный вход цепи питанияисточника .коммутируемых импульсов. 45Вентильный электродвигатель содержит также тиристоры 20-25 анодной и тиристоры 26-31.катодной групп, управляющие электроды которых подклю" чены через формирователи 32-37 им п пульсов к выходам чувствительных элементов 7-12 датчика положения ротора соответственно. Каждый анодный выводтиристоров 26-31 катодной группы объединен с катодным выводом соответ 55 ствующего тиристора 20-25 анодной группы, Объединенные силовые выводы тиристоров 20, 26; 21, 27; 22, 28; . 23, 29; 24, 30; 25, 31 подключены соответственно к точкам соединениясмежных секций 1,2; 2,3; 3,4; 4,5;56; 6,1 обмотки якоря.Анодные выводы четных тиристоров20, 22, 24 анодной группы подключенык началу первой вторичной обмотки38 коммутирующего трансформатора 13.Анодные выводы нечетных тиристоров21, 23, 25 подключены к концу первойвторичной обмотки 38. Тиристоры 26,28 и 30 катодным выводом подключенык началу второй вторичной обмотки39 коммутирующего трансформатора 13,а нечетные тиристоры 27, 29 и 31 катодным выводом подключены к концувторичной обмотки 39, Средние выводыкаждой вторичной обмотки 38 и 39 подключены соответственно к положительному и отрицательному выводам источника постоянного тока.Вентильцый электродвигатель содержит также восемь 40-47 управляемыхи два неуправляемых 48, 49 Формирователей импульсов, четыре датчика 5053 тока, конденсатор 54, первый 55 ивторой 56 дополнительные коммутирующие тиристоры,. Катод первого коммутирующего тиристора 16 соединен с анодом первого дополнительного коммутирующеготиристора 55, который катодом,подключен к началу первичной обмоткидатчика 50 тока,Катод второго коммутирующего тиристора 17 соединен с анодом второгодополнительного коммутирующего тиристора 56, который катодом подключенк началу первичной обмотки датчика51 тока. Концы первичных обмотокдатчиков 50 и 51 тока объединены иобразуют отрицательный вход питанияисточника коммутирующих импульсов,Третий датчик 52 тока включенмежду началом первой вторичной обмотки 38 коммутирующего трансформатора 13 и анодами четных тиристоров82324 5 15 20, 22, 24 анодной группы, Четвертыи датчик 53 тока включен между концом обмотки 38 и анодами нечетных тиристоров 21, 23, 25 анодной группы.Входы первого 40 и второго 41 управляемых формирователей импульсов соединены с выходами датчиков 52, 53 тока соответственно, а входы первого 48 и второго 49 неуправляемых формирователей импульсов - с выходами датчиков 50, 51 тока соответственно,Входы третьего 42, пятого 44 и седьмого 46 управляемых формирователей импульсов подключены соответственно к выходам чувствительных элементов 7, 9, 11 датчика положения ротора четных тиристоров 26, 28, 30 катоднай и нечетных тиристоров 21, 23, 25 анадной групп. Входы четвертого 43, шестого 45 и восьмого 47 управляемых формирователей импульсов подключены соответственно к выходам чувствительных элементов 8, 10, 12 нечетных тиристоров 27, 29, 3 1 катодной и четных тиристоров 20, 22, 24 анодной групп.Выход формирователя 41 импульсов объединен с одним из выходных зажимов формирователей импульсов 43, 45, 47, 48 и подключен к управляющему электроду коммутирующего тиристора 17. Выход формирователя 40 импульсов объединен с одним из выходных зажимов формирователей импульсов 42, 44, 46, 49 и подключен к управляющему электроду коммутирующего тиристора 16, Объединенные вторые зажимы 57 формирователей импульсов 43, 45, 47, 40 подключены к управляющему электроду, второго дополнительного коммутирующего тиристара 56, а объединенные вторые зажимы 57 и 58 формирователей импульсов 42, 44, 46, 41 подключены к управляющему электроду первого дополнительного коммутирующего тиристора 55. Конденсатор 54 включен между катодами тиристоров 16, 17, к которым соответственно подключены аноды диодов 18, 19. Дополнительно вентильный электродвигатель содержит регулятор 59 напряжения, блок 60 импульсной модуляции и логический элемент И-НЕ 61, входы которого подключены к выходам датчиков 52, 53 тока четных и нечетных тиристоров анодной группы, а выход - к входу блока 60 импульсной модуляции.Выход блока 60 импульсной модуляции подключен к управляющему входу регулятора 59 напряжения, выход которого подключен к цепи питания источника коммутирующих импульсов, а вход - к источнику постоянного .тока.Вентильный электродвигатель работает следующим образам.В момент запуска электродвигателя управляемые формирователи. импульсов 42-47 отключаются, а обмотка возбуждения обесточивается. Затем подается переменное прямоугольное напряжение на чувствительные элементы 7-12 датчика положения ротора. Предположим, чта в момент времени(фиг,2) ротор вентильного электродвигателя находится в таком положении, при котором срабатывает чувствительный элемент 7, и импульсы поступают на входы формирователей 32, 42 импульсов, 11 ри этом формирователь 32 импульсов (фиг.2) будет работать в импульсном режиме, обеспечивая отпирание тиристоров 26, 23. В результате этого так якоря протекает по цепям: "+"-38-53- -23-5-6- 1-26-39"-" и "+"-38-53-23-4- -3-2-26-39" - ",Для обеспечения необходимой полярности первоначального заряда конденсатора 54 используются два датчика тока 52, 53 и формирователи 40, 4 1 импульсов. Срабатывает тот формирователь, вход которого соединен с датчиком тока, через первичную обмотку которого протекает ток, Так как ток протекает по первичной обмотке датчика тока 53, то формирователь 41 импульсов сформирует импульс управления в момент времени с (фнг,2) и1откроет тиристоры 55 и 17. В результате этого создается цепь заряда конденсатора 54: 59-15-17-54-55-50-59. В конце заряда конденсатора 54 с полярностью, указанной на фиг. 1 без скобок, тиристэры 17, 55 запираются. Затем в момент времени(фиг.2) включаются формирователи 42-47 импульсов и подается питание на обмотку возбуждения электродвигателя, чта обеспечивает поворот ротора. Когда угол поворота окажется равным фазной зоне обмотки якоря, срабатывает чувствительный элемент 8 и отключается чувствительный элемент 7 датчика положения ротора (фиг,2), На выходах формирователя 33 импульсов появятся импульсы, которые откроют тиристоры 24, 27 соответственно анодной и катадной групп (фиг,1), В результате этого фазы 2, 5 обмотки 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55якоря оказываются замкнутыми черезоткрытые тиристоры 23, 24 и 26, 27на вторичные обмотки соответственно38 и 39 коммутирующего трансформатора 13.5Одновременно с выходов формирователя 43 импульсов поступят одиночныеИмпульсы на управляющие электродытиристоров 17, 56 (фиг.1), при отпирании которых обмотка 15 коммутирую, щего трансформатора 13 подключаетсяк тиристорному регулятору напряжения59 и через нее начинает протекатьток, перемагничивающий сердечник магнитопровода коммутирующего трансформатора 13, что обеспечивает наведениеЭДС на вторичных обмотках 38, 39коммутирующего трансформатора 13,Так как обмотки 38, 39 находятся вконтурах 38-52-24-5-23-53-38 и 39-2620-2-27-39, то это обеспечивает коммутацию тока в секциях 2, 5 якоря иобмотках 38, 39 коммутирующего трансформатора 13. При этом ЭДС обмоток38, 39 прикладываются к тиристорам24, 27 в прямом, а к тиристорам 26,23 в обратном направлениях, В моментравенства тока параллельной ветвиякоря току коммутации тиристоры 23,26 закрываются и ток якоря начинаетпротекать по цепям: "+"-38-52-24-5 --2-27-39-"-,.После того, как закрываются тиристоры 23, 26, процесс перемагничиванин коммутирующего трансформатора13 заканчивается, ЭДС самоиндукцииобмотки 15, уменьшаясь, способствуетувеличению тока через тиристоры 17,56 и датчик тока 51. Вследствие 40этого в момент времени с на выходеформирователя 49 импульсов появитсяимпульс управления и откроется тиристор 16. Ранее заряженный конденсатор 54 с полярностью, указанной 45на фиг. 1 без скобок, лерезаряжаясьпо контурам 54-17-14-16-54 и 54-19-14-16-54, обеспечивает закрытиетиристора 17, а далее перезаряжаетсяпо цепи 59-14-16-54-56-51-59. В конце перезаряда ток конденсатора 54уменьшается до нуля и тиристоры 56,16 закрываютсяр а конденсатор 54 приобретает полярность, указанную нафиг. 1 в скобках. 55В дальнейшем ротор электродвигателя приходит во вращение и все описанные процессы циклически повторяюся. Динамический характер изменениямомента сопротивления на валу электродвигателя изменяет длительностьпроцесса коммутации. При неизменномзначении ЭДС коммутации интервал времени коммутации тока в секциях обмотки якоря электродвигателя можетпревысить время поворота ротора на60 эл.град, что приведет к нарушениюего работы.Регулятор 59 напряжения, блок 60импульсной модуляции и логическийэлемент И-НЕ 61, включенные в источник коммутирующих импульсов, обеспечивают регулирование ЭДС коммутациив функциональной зависимости от длительности процесса коммутации токав секциях обмотки якоря электродвигателя. Происходит эта следующим образом.На междукоммутационных интервалах,когда ток якоря протекает лишь попервичной обмотке одного из датчиковтока 52, 53, на выходе элементаИ-НЕ 61 возникает потенциал высокогоуровня, а на коммутационных интервалах, когда ток якоря протекает подвум первичным обмоткам датчиков тока52, 53, на выходе элемента И-НЕ 61создается потенциал низкого уровня.Таким образом, на выходе элементаИ-НЕ 61 при чередовании коммутационных интервалов формируются импульсы,пропорциональные длительности процесса коммутации тока в секциях обмотки якоря электродвигателя. Этиимпульсы поступают на вход блока 60импульсной модуляции, который изменяет коэффициент заполнения регулятора 59 напряжения, а следовательно,и напряжение на его выходе,Так, при наборе момента сопротивления длительность процесса коммутации в каждой последующей коммутируемой секции обмотки якоря будет увеличиваться, Это обеспечит рост длительности импульсов, формируемых элементом И-НЕ 61, В результате этого устройство 60 импульсной модуляции будет увеличивать коэффициент заполнения регулятора 59 напряжения, а следовательно, и напряжение в цепи питания источника коммутирующих импульсов, Вследствие этого ЭДС коммутации возрастает, обеспечивая снижениедлительности процесса коммутации.Таким образом, создается отрицательная обратная связь по длительности коммутационного процесса, обеспе9 1582324 10 чивающая его стабилизацию, Вследст- полнительно введены регулятор напрявив чего перегрузочная способность жения, блок импульсной модуляции и электродвигателя при динамическом логический элемент И-НЕ, входы кото характере изменения нагрузки повыша- раго подключены к выходам датчиков5ется. тока четных и нечетных тиристорованодной группы, а выход - к входу ф о р м у л а и з о б р е т е н и я блока импульсной модуляции, выходкоторого подключен к управляющемувходу регулятора напряжения, выходомподключенного к цепи питания источника коммутируемых импульсов, авходом - к источнику питания постоянного тока. Вентильный электродвигатель по авт,св. М 1483580, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повьпдения надежности путем увеличения перегрузочной способности, в него доЗ 45 б 1 б У б 1 Составитель А,ИвановРедактор А.Лежнина Техред М.Ходаннч Корректор И,Мус Заказ 2096НИИПИ Государственно11303 аж 449 Подписное о комитета по иэобр Москва, Ж, Рауш ениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гага