Способ импульсного управления в режиме торможения вентильным электродвигателем

(19) (10 Г 51)5 Н 02 Р 6 02 3/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7 з с Изобрете путем сохраненияй в электромеханителе во время пауеристик апасенно образова яющего с 1 изобр них хара . энергии, ческом п ится к электриспользовано ие отно жет быт электр технике и морегулируемыхтильными элЦель изогетических приводах с венателями.- повышение. энерзы управл На фиг ства упра двигателеродви тения игнала, ажена схема устройентильным электропутем уменьшелен казате кобках показаны воззи элементов с цепями уплючей преобразователя часи повышения их регулиров можные с равления образователя часто жесткости механиче ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛСТУ(56) Адволоткин Н.П. и др., Управляемые бесконтактные двигатели постоянтого тока. - Л,: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1984, с, 16,(54) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО УПРАВЛЕНИЯВ РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повьшениэнергетических показателей путемуменьшения частоты переключения ключей преобразователя частоты и повышения жесткости механических регулировочных характеристик путем сохранения энергии, запасенной в электромеханическом преобразователе во времяпаузы импульсов управления. Способимпульсного управления вентильнымэлектродвигателем заключается в том,частоты переключения ключеи пречто отключают, например, ключи 7,8,9катодной группы преобразователя частоты 2 и по командам датчика положения 3 коммутируют ключи 4,5,6 в последовательнос , обеспечивающей режим протнвовключения, На каждом межкоммутационном интервале, напримервтором, по командам импульсов управления периодически включают и выключают ключ 6. Выключение и включениеключа 6 осуществляют по командам импульсного управления, формирующихсяна выходе логических элементов 30-38Дополнительно на втором межкоммутационном интервале в противофазе с ключом б периодически включают один иключей 5,8. В результате энергия,запасенная в секциях 9,17 обмоткиякоря к моменту размыкания ключа 6,будет не полностью рекуперироватьсявисточник питания, Часть ее будетзапасаться в секциях 18,17 обмоткиякоря за счет образования новогоэлектромеханического контура привключении ключа 5 или 8. Аналогичные процессы будут протекать и на другихмежкоммутационных интервалах. 5 ил.,тоты); на фиг,2 - диаграммы работы устройства управления; на фиг.3,4 - электрические контуры и контурные токи, образованные на втором межкоммутационном интервале, соответственно при включении в паузе сигнала управления ключа анодной группы или ключа катодной группы; на фиг,5 - ЭДС вращения, наведенные в секциях электро О двигателя на втором межкоммутационном интервале.Вентильный электродвигатель, реализующий предлагаемый способ управления, -содержит, например, 3-секци онный электромеханический преобразо" ватель 1, двухполупериодный преобразователь 2 частвты, датчик 3 положения ротора. Преобразователь 2 частоты включает в себя анодную группу ключей 20 4-6, катодную группу ключей 7-9 и диодный мост 10 обратного тока с диодами 11-16. Электромеханический преобразователь 1 включает в себя секции 17-19 якорной обмотки и индуктор 20, 35 Устройство управления включает в себя . логические элементы ИСКЛ 10 ЧАЮ 9 ЕЕ ИЛИ 21-23, 2 ИЛИ 24-29, 2 И 30-32, ЗИ 33-38, один вход которых выполнен инвертирующим, и 2 И 39-41, один вход которых ЗО выполнен также инвентирующим. Обмотки 17-19 через преобразователь 2 подклю" чены к источнику питания 42. Перевод вентильного электродвигателя в режим торможения осуществляется при подаче логического сигнала управления 1 наи и входь 1 43 и 44. При этом команды Ц-Б с датчика 3 положения ийвертируются в элементах 21-23, преобразуются в команды Б-Б, управления кличей 40 4-9 в элементах 24-29, соответствующие режиму противовключения. Команды управления поступают только на ключи 4-6 анодной группы через элементы 30-32, На выходе элементов 33-41 име ет место логический "О", так как на их инвертирующем входе присутствует логическая "1" с выходов управления 43 и 44, и на ключи 7-9 команды не поступают, Аналогично вентильный 50 электродвигатель может быть переведен в режим торможения за счет перевода ключей катодной группы на работу в режиме нротивовключения и отключения ключей анодной группы.5Импульсное управление в режиме тор можения вентильным электродвигателем 1 происходит следующим образом. В режиме торможения с датчика 3 положения ротора периодически формируются импульсы управления для ключей преобразователя частоты 2, Например, на втором межкоммутационном интервале с датчика 3 подана команда через логический элемент 32 на ключ 6 (0, Бб,фиг,2), В паузе команды импульсов управления на входе 44 имеет место логический оО", следовательно, на выходе элемента 32 установится также логический "0". Ключ 6 закроется. При импульсе управления ключ 6 вновь откроется. Аналогичное периодическое выключение и включение соответствующего ключа происходит и на других межкоммутационных интервалах.На втором межкоммутациснном интервале во время паузы команды управления логическая "1" появится только на выходе элемента 36, за счет чего будет включен ключ 5, не связанный с ключами 6,7, которые при включениина втором межкоммутационном интервале реализуют режим противовключения, Включение элемента 36 обеспечивается за счет подачи на его входы сигнала логическая "1" с элементов 26 и 27 и сигнала логический "0" с входа 44.Логические элементы 30-35, 37-41 навтором межкоммутационном интервале при паузе импульсов управления формируют на выходе логический "О", Если логический элемент Зб будетсвязан выходом с цепью управленияключа 8, а не ключа 5, осуществитсяпериодическое включение и выключениев противофазе с ключом 6 ключа 8,также не связанного с кличами 6 и 7,которые могли бы реализовать режимпротивовключения на рассматриваемом втором межкоммутационном интервале,Рассмотрим электрические процессы,происходящие при реализации способа, на примере образующихся структур электрических контуров на втором межкоммутационном интервале.В соответствии с диаграммой работы ключей 4-9 (фиг.2) на втором межкоммутационном интервале по командедатчика 3 положения ротора во времяимпульса управления будет включенключ б. Под действием ЭДС вращения(фиг.5) цо секциям будет протекатьток х (фиг,3) по цепи ключ 6, сек Дции 19,17, диод 11, ключ 6. В момент паузы импульсов управления размыка2 6ной коммутации ключа 5 анодной группы (фиг.2), так и при дополнительной коммутации ключа 8 катодной группь часть энергии во время паузы управляющего сигнала будет сохраняться в электромеханическом преобразователе, Кроме того, при данном способе управления во время паузы импульсов управления всегда существуют цепь, по которой протекает ток, т.е. отсутствуют прерывистые токи в электромеханическом преобразователе, что повышает линейность механических регулировочных характеристик и уменьшает пульсации электромагнитного момента,Способ распространяется на случай, когда дополнительная электромагнитная цепь может быть организована за счет коммутации ключа поочередно из анодной или катоднай группы ключей преобразователя частоты. Такая реализация возможна при подкгпочении выходов логических элементов 33-38 к цепям управления кгпочей, номера которых указаны в скобках (фиг,1) вторыми и третьими. Такое подключение может быть осуществлено с помощью логических элементов ИЛИ с требуемым числом входов, Необходимость в поочередной коммутации возникает при управлении электродвигателями с повышенными требованиями к пульсации момента и частоте вращения,Таким образом, способ импульсного управления в режиме торможения вен - тильным электродвигателем обеспечивает повышение энергетических показателей путем уменьшения частоты переключения ключей преобразователя частоты и повышения жесткости механических регулировочных характеристик за счет частичного сохраненияэнергии в электромеханическом преобразователе во время паузы управляющего импульса, исключения прерывистых токов в секциях электромеханического преобразователя. Кроме того,уменьшаются пульсации электромагнитного момента и частоты вращения вентильного электродвигателя. Формула изобретения Способ импульсного управления в режиме торможения вентильным электродвигателем, выполненным на базе электромеханического преобразователя с датчиком положения его ротора и пре 5164257ется клн;ч 6, так как на втором входеэлемента 32 появляется логический"О", и включается ключ 5 аноднойгруппы ключей, так как на выходе5элементов 26,27 имеет место логическая "1", и, следовательно, на выходелогического элемента 36 имеет местотакже логическая "1", В момент паузыимпульсов управления по секциям электромеханического преобразователя 1будут протекать токии 1 , Токл .лпротекает по цепи диод 16, секции19, 17, диод 11, источник питания 42,диод 16 под действием ЭДС самоиндукции, вызванной коммутацией ключа 6 инаведенной в секциях 17 и 19, В цепиключ 5, секции 18,17, диод 11, ключл5 начнет протекать токпод дейст -вием ЭДС вращения е7 и ЭДС самоиндукции, наведенной в секции 17 приразмыкании ключа 6, Таким образом,энергия, запасенная в секциях 19,16к моменту размыкания ключа 6, будетне полностью рекуперироваться в источник питания. Часть ее будет запасаться в секциях 18,17 за счет образования нового электромеханическогоконтура при вкгпочении ключа 5.Рассмотрим электрические процессы, 30происходящие при коммутации на втором межкоммутационном интервале ключа8 катодной группы Для реализацииэтого варианта управления выходы логических элементов 3-38 необходимосвязать с цепями управления ключейпреобразования частоты 1 (номера которых указаны первыми в скобках),Как указывалось, при импульсе управления будет замкнут только один ключ 40б. Но секциям 19,17 будет протекать,оток 1 (фиг,4)В паузе импульса управлейия ключ 6 разомкнется, а ключ8 замкнется. Образуются две новыеэлектромагнитные цепи, Первая цепь -диод 16, секции 19,17, диод 11, источник 42 питания с током 1", проте Укающим под действием ЭДС самоиндукции, вызванной размыканием ключа 6.Вторая цепь - ключ 8, диод 16, секции 5619,18, ключ 8, в которой возникаетток ", протекающий под действиемЭДС вращения е 8 (фиг.5) и ЭДС самоиндукции, наведенной в секции 19при размыкании ключа 6. Таким образом, часть энергии, запасенной в индуктивности секции 19, перейдет вэнергию, накапливаемую в секции 18.Следовательно, как при дополнителв//о/о/уо/оооовиооен а/оонооору/Фты иб иб цг До//оо//ио/е,оы/оооо/иеуле/боою/о//омооаеоонооору/7 оы Ио//о/омми///ационныеино/ерба//ыФиг.2 образователем частоты с ключами анодной и катодной групп и диодным мостом обратного тока, при котором накаждом межкоммутационном интервалеотключают одну нэ групп ключей преобразователя частоты и по командамдатчика положения ротора коммутируютключи другой группы в последовательности, обеспечивающей режим противовключения электромеканического преобразователя, на каждом межкоммутационном интервале по командам управления включают и выключают ключ коммутируемой группы, на который поданакоманда от датчика положения, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических показателей путем уменьшения частоты переключения ключей преобразователячастоты и повышения жесткости механических регулировочных характеристикпутем сохранения энергии, запасеннойв электромеханическом преобразователе, на каждом межкоммутационном интервале дополнительно в противофазес указанным ключам включает и выключает ключ Другой группы, который подключен к секции электромеханическогопреобразователя, непосредственно несвязанной с теми ключами преобразователя частоты, на которые на данноммежкоммутационном интервале поданакоманда от датчика положения ротора.1642572 Составитель А. Головчеедактор Н.Каменская Теехред Л.Олийнык рректор Н.Ревская ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,ЗаВНИИПИ ИК- онтер 8 апР Г 435 Тираж 353 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям пр113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5