Устройство для управления гистерезисным электродвигателем

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26.01.81 (21) 3239139/24-07с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Опубликовано 15,11 В 2Бюллетень М 42Дата опубликования описания 15. 11, 82 Р)М Кз Н 02 Р 7/36Н 02 К 19/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГИСТЕРЕЗИСНЫМ ЭЛЕКТРОДВ ИГАТЕЛЕМИзобретение относится к электро;технике и может быть использовано для управления гистереэисным двигателем в пусковом и рабочем режимах.В ряде случаев для обеспечения надежного запуска гистереэисного двигателя необходим. режим Форсажа по напряжению. При этом возможно использовать либо два раздельных источни-. ка питания - для пускового и рабочего режимов, либо к основному источнику подключать устройство вольтодобавки,ДЛя получения высоких энергетических характеристик двигателя в рабочем режиме необходимо использовать режим перевозбуждения, состоящий в искусственном увеличении намагничен,ности ротора, Для исключения раэвозбуждения гистереэисного двигателя в процессе работы целесообразно применять способы импульсного намагничивания ротора.Известно устройство для питания гистерезисного двигателя, содержацее инвертор напряжения; в цепь питания которого послеговательно с первичным источником питания включен выпрямитель блока вольтодобавкн, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора вольтодобавки. Преобразователь вольтодобавки, представляющий собой двухтактный магнитополупроводниковый усилитель мощности, питается от первичного источника постоянного тока.Управление транзисторными ключами преобразователя осуществляется от блока управления вольтодобавкой.Данное устройство обеспечиваетФорсированный запуск гистереэисного двигателя и амплитудное перевозбуждение его после входа двигателя в синхронизм (11.Однакоприменение данного устройства для импульсного перевозбуждения не представляется возможнытл, так как Фронты нарастания и спадания импульса напряжения оказываются .сильно затянутыми во времени ввиду наличия на входе инвертора сглаживающего пи" тания конденсатора большой емкости, Кроме того, понижение напряжения питания с целью перевозбуждения двигателя сопровождается большими возмуц 1 ениями по моменту, что может вызвать развозбукдение двигателя и ухудшение его энергетических характеристик в рабочем режиме.Наиболее близким к изобретению яв" 30 ляется устройство для управления гис 974540терезисньвл электродвигателем, содержащее инвертор напряжения с разделительным ключом в цепи питания, источник импульсов, подключенный параЛлельно указанному ключу через управляемый разрядный ключ, блок Формирования параметров импульсов и канал управления иннертором. мирования параметров импульсов, соединенного вторым выходом с управляющим входом регулятора Фазы выходного напряжения инвертора.5На фиг. 1 изображен вариант выполнения устройства с объединенными входами разрядного ключа и регулятора Фазы;на Фиг, 2 - устройство с трехфазным инвертором напряжения с 180 коммутацией ключей и регулятором фаза, управляющим двумя ключами одного плеча иннертора; на Фиг. 3 - устройство с регулятором Фазы, управляющим одним ключом инвертора. 60 65 Ланное устройство позволяет осуществить питание гистерезисного дви гателя в рабочем режиме с импульсным перевозбуждением 2 3.Недостатки этого устройства состоят в том, что оно не дает воэможности осуществить Форсированный по напряжению запуск гистерезисного двигателя, что приводит к увеличению времени запуска, Кроме того, использование известного устройства для импульсного намагничивания приводит к большому изменению мгновенной величины электромагнитного момента и к качаниям ротора.Целью изобретения является сокращение времени запуска и улучшение энергетических характеристик гистерезисного двигателя.Поставленная цель достигается тем, что в устройстно для управления гистерезисным электродвигателем введены блок управления запуском и регулятор фазы выходного напряжения инвертора, включенный последовательно в канал управления инвертором, причем управляющие входы упомянутого регулятора и разрядного ключа связаны с блоком 35 Формирования параметров импульсов и блоком управления запуском.При этом устройство может быть выполнено так, что управляющие входы регулятора Фазы ныходного напряжения 40 инвертора и разрядного ключа объединены и соединены с блоко Формирования параметров импульсов и блоком управления запуском через введенный логический двухвходовой элемент ИЛИ 45 или так, что управляющий вход разрядного ключа соединен через введенный логический двухвходовой элемент ИЛИ с первыми выходами блока Формирования параметров импульсов и блока управления запуском, второй выход ко О торого подключен ко входу блока ФорУстройство для управления гистерезисным электродвигателемсодерит инвертор 1 (фиг, 1) напряжения с разделительным ключом 2 в цепи питания, источник 3 импульсов, подключенный параллельно ключу 2 через управляемый разрядный ключ 4, блок 5 формирования параметров импульсов, канал управления инвертором, выполненный в виде последовательно соединенныхзадающего генератора 6, регулятора 7Фазы выходного напряжения инвертораи распределитель 8 импульсов. Управляющие входы регулятора 7 Фазы и разрядного ключа 4 объединены г соедине.ы с блоком 5 формирования параметров импульсови блоком 9 управления запуском через логический двухвходовой элемент 10 ИЛИ, Гистерезисный электродвигатель 11 подключен через инвертор 1 к блоку 12 постоянного напряжения.При включении регулятора 7 фазы между распределителем 8 импульсов и инвертором 1 (фиг. 2) управляющий вход регулятора 7 подключен ко второму выходу блока 5 формирования параметров импульсов, нход которого подключен ко второму выходу блока 9 управления запуском, а регулятор 7 Фазы содержит дна логических элемента И-НЕ 13 и 14 и два логических элемента НЕ 15 и 16, включенных между распределителем 8 импульсон и управляемыми ключами одного плеча инвертора 1,При управлении одним ключом инвертора 1 регулятор 7 фазы содержит последовательно соединенные логические элементы НЕ 17 и И-НЕ 18 (фиг. 3), Устройство, изображенное на фиг. 1,работает следующим образом.Запуск днигателя осуществляется при повыиенном Форсированном уровне напряжения питания. для этого по команде блока 9,управления запуском замыкается разрядный ключ 4, подключая источник 3 импульсов питания последовательно с блоком 12 постоянного напряжения н цепь питания инвертора 1. По окончании запуска и входе двигателя в синхронизм, блок 9 управления запуском двигателя вырабатывает команду на размыкание ключа 4. Разрядный ключ 4 размыкается, отключая источник 3 импульсов, что приводит к понижению напряжения питания двигателя до рабочего уровня, Одновременно с понижением напряжения регулятор 7 фазы изменяет фазу питающего напряжения, исключая возлущения по,моменту.Здесь изменение фазового положения результирующего нектора напряжения происходит эа счет измененияв определенный момент фазы тактового импульса на входе распределителя 8имгольсон974540 ЗО 35 40 Формула изобретения 45 50 65 При работе в синхронном режиме намагничивающие импульсы создаются путем кратковременного подключения источника 3 импульсов последовательно с блоком 12 постоянного напряжения при замыкании разрядного ключа 4. Управление ключом 4 осуществляется от блока 5 формирования параметров импульсов через логический элемент 10 ИЛИ. Блок 5 задает момент включения импульсов, их длительность и частоту следования. Одновременно управляющий сигнал с блока 5 поступает на регулятор 7 фазы, который задает Фазовое положение результирующего вектора напряжения относительно синхронной системы координат, обеспечивающее максимальную намагниченность ротора, и, следовательно, наилучшие энергетические характеристики двигателя.Для получения оптимальных энергетических характеристик рабочего режима в зависимости от типа двигателя необходимо регулировать Фазовое положение результирующего вектора напряжения при импульсном перевозбужд,ении,В устройстве (фиг. 2) при запуске двигателя, одновременно с замыканием разрядного ключа 4 по команде блока 9 управления запуском блок 5 формирования параметров итлпульсов формирует команду, отключающую регулятор 7 фазы. Таким образом, в процессе запуска двигателя регулятор 7 Фазы не "вмешивается" в работу привода, и управление инвертором осуществляется сигналами распределителя 8 импульсов. При входе двигателя в синхронизм намагничивающие импульсы создаются путем кратковременного подключения источника 3 импульсов через разрядный ключ 4 последовательно с блоком 12 постоянного напряжения.Управление разрядным ключом 4 осуществляется блоком 5 формирования параметров импульсов через логический элемент 10 ИЛИ, Необходимое фазовое положение результирующего вектора напряжения в момент намагничивания достигается путем изменения естественной коммутации ключей инвертора 1. Для иэиенения Фазы результи рующего вектора на б 0 необходимо управлять двумя ключами плеча ичвертора, Для этой цели и служат логичес-ф кие элементы 13, 14, 15 и 1 б, на базе которых построен регулятор 7 Фазы. Во время прохождения намагничивающего импульса по команде блока 5 формирования параметров импульсов регулятор "Т фазы запрещает прохождение управляющих сигналов с распределителя 8 импульсов и вырабатывает сигналы управЛения ключами одного плеча инвертора 1, размыкается ранее замкнутый ключ и замыкается разомкнутый. Изменение коммутации кличей инвертораприводит к изменению Фазового положения в пространстве результирующеговектора напряжения во время импульсаПосле прохождения намагничивающегоимпульса управляющее воздействие нарегулятор 7 фазы со стороны блока 5Формирования параметров импульсовпрекращается, и управление ключами 10 инвертора 1 осуществляется сигналамираспределителя 8 импульсов, Восстанавливается естественная коммутация ключей.Устройство, изображенное на иг. 3, 15 обеспечивает изменение Фазового положения результирующего вектора на пряжения при импульсном намагничивании на 30 . Здесь регулятор 7 фазывыполнен в виде двух последовательносоединенных логических элементов 17,18 НЕ и И-НЕ, включенных в цепь управления одного ключа инвертооа 1,размыкание которого на время прохождения импульса приводит к необхоГимому повоооту оезультиоуюшего векто,ра напряжения. Работа устройства аналогична работе устройства по Фиг. 2. Таким образом, использование изобретения позволяет осуществить Форсированный по напряжению запуск гистерезисного двигателя, что значительно сокращает время разгона ротора до синхронной скорости, перевод двигателя на рабочее напряжение без резких изменений момента и импульсный режим питания в рабочем режиме, что улучшает энергетические характеристики электродвигателя. 1. Устройство для управления гистерезисним электродвигателем, содержащее инвертор напряжения с раздели тельным ключом в цепи питания, источник импульсов, подключенный параллельно указанному ключу через управляемый разрядный ключ, блок формирования параметров импульсоэ.и канал управления инвертором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью сокращения времени запуска электродвигателя и улучшения его энергетических характеристик, в устройство введеныблок управления запуском и регуляторФазы выходного напряжения инвертора,включенный последовательно в каналуправления:инвертором, причем управляюгие входы упомянутого регулятора 60 и разрядного ключа связаны с блоком Формирования параметров импульсов и блоком управления запуском. 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я теи, что в неговведен логический двухвходовой эле 974540мент ИЛИ, причем управляющие входы регулятора фазы выходного напряжения инвертора и разрядного ключа объединены и соединены с блоком фбрмирования параметров импульсов и блоком управления запуском через указанный элемент ИЛИ,3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введен логический двухвходовой элемент ИЛИ, причем управчяющий вход разрядного ключа соединен" через указанный элемент ИЛИ с первыми выхолами блока формирования параметров импульсов и блока управления запускам, второй выход которого подключен ко входу блока формирования параметров импульсов, соединенного вторым выходом с управляющимвходом регулятора фазы выходного напряжения инвертора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 140881, кл. Н 02 К 19/08, 1962. 2. Авторское свидетельство СССР 9 705636, кл, Н 02 Р 7/36, 1979.974540 Составитель Л. Красновинич Техред М.Кскатура Корректор Н. Ко А Редакт 4 В ПодписноеССР аказ 8731/75 Тираа 721 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, З, Раушсомитет открыт кая на д. 4/5 филиал ППП фПатент", г, Уагород, ул. Проектная,