Способ импульсного управления вентильным электродвигателем

16460254ветствующего ключа другой группыключей преобразователя 2 частотыв это же время. Сигналы 116-11 э 1 подаются на цепи управления ключей 4-9с элементов 26-31, изменяя импульсыуправления 1, -Б,7,Способ импульсного управленияве 1 лтильным электродвигателем осуществляется следующим образом. команды для коммутации каждого ключа преобразователя 2 частоты. Эти ко 11 а 11 ди церем 11 ожаются с им 11 у 11 ьсями уцравлец 1 л 11 в элементах 38-43 и подаются на у 11 равляющие цепи клк 1 чей 4-9 через логические элементы 26-31.Логический бпок 15 связан с сумматором 22 через фор 1 л 11 рователи 1 лмпульсов 6-21, которые 111 срмируют цмпульсь 1 цри смене межко 1 лмутац 1 лоцных интервл,"1 ов, Выход сумматора 28 подключен к счетному в 1;1 ходу триггера 23, вход устапов 1 а 1 нуля которого подключен к в 1 коду Аорм 1 лрователя импульсов 16. Э 1 емец 111 38-43 обеспечивают вь 1 кпюченце соот 11 етствулпщего ключа одной из групп преобразователя 2 во время паузы управляющего сигнала. Элементы 44-49 обеспечивают включение соот 3са управленияи паузы команды управления 1иВецтильный электродвигатель, реализующий данный способ управления, содержит мпогосекционный электромеханический преобразователь 1, двухполупериодный преобразователь 2 частоты, датчики положения ротора 3. Преобразователь 2 частоты включает в себя анодную группу ключей 4-6, катодную группу ключей 7-9 и диодный мост 10 обратного тока. Электромагнитный преобразователь 1 снабжен секциями 11-13 якорной обмотки и индуктором 14. Устройство управления включает в себя Функциональный преобразователь 15 сигналов датчика 3 в сигналы управления кпючами преобразователя 2, Формирователи 16-21 импульсов, сумматор 22, триггер 23, восемь логических элементов 2 ИЛИ 24-31. Г 1 ост обратного тока 10 включает в себя диоды 32-37, Вентильный электродвигатель содержит также логические элементы 2 И 38-43 с двумя прямым 1 л входами и 2 И 44-49 с одним прямым и одним инверсным входами. Импульсы управления подаются на первый вход каждого элемента 24, 25, а второй вход которых подается сигнал с соответствующего выхода триггера 23. Погцческос состояние сигналов и 1 лыход 11 х триггера 23 определяет прохожд 1.пце им 1 ульсов управления на анодную цлц катодцую группу ключей преобразователя 2, Функциональный преобразоватепь 15 формирует по сцгн;1 лам датчика 3 положения ротора 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Предположим, что при включении питания на первом межкоммутационном интервале (фиг. 2), по командам датчика положения включатся ключи 4, 8 преобразователя частоты 2, 1( источнику питания подключаются секции 11, 12 обмотки якоря электромагнитного преобразователя 1, выполненного на базе синхронной машины. Двигатель начнет вращаться после поворота индуктора 1211 (ротора) 14 на угол О = - в анод( 3 ной группе кпючей по командам датчика 3 произойдет отключение ключа 4 и включение ключа 5. Угловой интервал включенного состояния каждого ключа2 11составляет Б = - . Переключение клю 11 3чей 7-9 в катодной группе будет происходллть по командам датчика 3 со смеЛгщением на угол 1 = 11 относительногключей 4-6 анодной группы, подключенных соответственно к одноименным секциям обмотки якоря электромеханического преобразователя 1. Указанные угловые интервалы обеспечивает конструк" ция датчика 3 положения и логика работы логического блока 15.В начале 1-го межкоммутационного интервала выявляют группу ключей преобразователя частоты, в которой произошла коммутация ключей под действием команд датчика 3 положения ротора и осуществляют периодическое включение и выкпючение ключа в той группе, в которой очередная коммутац 1 ля под действием команд датчика 3 осуществлялась на (К)-м межкоммутационном интервале, Происходит это следующим образом, Например, на первом межкоммутационном интервале логический сигнал 11 триггера 23 устанавливается в нулевое состояние по прямому выходу 50, за счет подачи импульса с формирователя 16. На инверсном выходе 51 установится логическая единица. Это состояние триггера определяет прохоз;цение импульса516управления на катодную группу ключей(7-9) . При переходе на второй межкоммутационный интервал триггер 2переключается под действием импульсас формирователя 21 и импульсы управления на втором межкоммутационноминтервале поступают на анодную группу ключей 4-6,Рассмотрим электрические процессы,происходящие при реализации способауправления на примере образующихся структур электрических контуровна втором и третьем межкоммутационных интервалах.В соответствии с диаграммойработы ключей 4-9 (Лиг. 2) на втором межкоммутационном интервалепод действием команды датчика 3положения ротора будут включеныключи 4 и 9 (Фиг. 3).В момент паузы импульсов управления Б размыкается ключ 4, т,к,на втором межкоммутационном интервале на втором входе элемента 25имеет место логический ноль с инверсного выхода триггера 23 и импульсуправления проходит на аноднуюгруппу ключей 4-6 преобразователя2 частоты. Одновременно с переходомлогического элемента 38 в ноль,логический элемент 44 перейдет всостояние логической единицы и подаст управляющий сигнал на ключкатодной группы, который как иключ 4 подключен к секции 11 Ключ7 на 2-м межкоммутационном интервале во время паузы импульсов управления будет включен. Во время импульса управления на втором межкоммутационном интервале ток д будет протекать от источника152 по секциям 11, 13 через ключи 4, 9 (фиг. 3). В секциях 11, 13 наводится ЭДС вращения е н (Фиг. 5), направленная встречно по отношению к току , . В момент паузы импульса управления выключается ключ 4 и включается ключ . Т.к. секции 11, 13 отключены от источника 52 питания, ток 1 1 будет уменьшаться, замыкаясь по цепиф ключ 9 - диод 35 - секции 1.1, 13 - клоч 9 (участок а-б, Лиг. 5). После равенства д = 0 образуется новая электрическая цепь: ключ 7 - диод 37 - секции 13, 11 ключ 7, по которой под действием ЭДС вращения е, будет протекать ток а" на участке б-в (фиг. 5). 46025Одновременно образуется еше од:аэлектрическая цепь: ключ 7 - диод36 - секции 12, 11 - ключ 7, г,о которой под действием ЭЛС вращения5 иебудет протекать то" 1 , Эт,электрическая цепь будет возникатьдо середины межкоммутационного интервала, пока ЭДС ене станетменьше е , По мере уменьшения.яЭДС е ток 9 в паузе импульсауправления также будет уменьшаться.В течение всего межкомутационного интервала в двигателе протекаютнепрерывные токи, это повышает линейность регулировочньгк характеристик,Иа Аиг, 5 при первом импульсеуправления показан ток- это20 коммутационный ток, вызванный переключением ключей под действием командыдатчика 3 положения ротора при переходе на очередной межкоммутационный интервал.Иа 3-м межкоммутационном интервале под действием команды датчика 3будут включены ключи 5 и 9. Иа счетный вход триггера 23 с Формирова;-еля17 импульсов в начале этого межкокчутационного интервала поступит импульсчерез сумматор 22. Иа прямсм выходе50 триггера 23 установится логическийноль и импульс управления для выключения ключа будет поступать на катодную группу ключей. Т.е. на этом интер 35 вале будет периодически выключатьсяключ 9. Одновременно с переходом элемента 43 в ноль, логический элемент49 перейдет в логическую единицу. Этоприведет к подаче импульса управления4008 с элемента 28 на ключ 6, которыйоткроется. В момент импульса управления по 45 секциям 12, 13 будет протекать ток 1,Ц 1от источника 52 питания через ключи5, 9 (Фиг. 4). При выключении ключа9 и включении ключа 6 после уменьшения тока х до нуля образутеся новая 50 электрическая цепь: ключ 6 - секции13, 12 - диод 33 - ключ 6, по которойпод действием ЭДС протекает токОдновременно с этой целью в паузеимпульса управления на первой половине межкоммутационного интервала образуется дополнительная цепь: ключ 6секции 13, 11 - диод 32 - ключ 6, покоторой протекает токпод действием спадающего участка ЭДС вращения.115 Фиг.й 16460Таким образом способ управления обеспечивает повышенную линейность регулировочных характеристик за счет непрерывности токов во время паузы сигнала управления благодаря образованию электромагнитных цепей, по которым протекает ток под действием ЭДС вращения. Нроме того, реализуется управление, при котором на каждом межкоммутациокном интервале электромагнитные процессы повторяются, что выравнивает пульсации электромагнитного момента на межкоммутационных интервалах и особенно важно при реализации моментных двигателей или двигателей с повышенной равномерностью вращения.Применение данного способа управления при частоте управляющего сигка ла кратной частоте вращения вентиль- ного электродвигателя и при появлении импульса управления в конце межкоммутационного интервала позволит одновременно с увеличением линей ности сохранить жесткость регулировочной характеристики двигателя в 125области малых частот вращения, чтосущественно скажется на разрешающейспособности при реализации следящихэлектроприводов. Формула изобретения Способ импульсного управления вентильным электродвигателем по авт,св. Р 1464262, о т л и ч а ющ и И с я тем, что, с целью повыпекия линейности регулировочных механических характеристик при сохранении минимальных пульсаций электромагнитного момента, на каждом межкоммутационном интервале в противофазе с периодически выключаемым и включаемым по командам управления ключом одной группы преобразователя частоты дополнительно ьо командам управления включают и выключают ключ другой группы, который подкьючек к той же секции обмотки якоря электромагнитного преобразователя, что к первый иэ указанных ключей.1 б 46025 Составитель В, ГоловченкоРедактор Е. Зубиетова Техред Л,Олийнык Корректор Л. Пата оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 1554 Тираж 336ВНИИПц Государственного комитета по иэоб113035, Москва, Ж, Ра Подпис ноениям и открытиям при ГКНТ Сая наб., д. 4/5