Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1 997219(51)М. Кл. Н 02 Р 6/02 Н 02 Р 1/52 Гееударствеккый кемктет СССР ав аелам изобретении и открой.(53) УДК 621.313 . 014.2: 621 . . 382 (088;8) Дата опубликования описания 15 .02 .83 фаТд 1 засенВз= .(72) Авторы изобретения ный политехничеитут краинский з 7) Заявите и(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ЗАВИСИИЫИ ИНВЕРТОР 1Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в вентильном электроприводе.Известно устройство, содержащее два прерывателя, подключающие электродвигатель через тиристорный инвертор с естественной коммутацией н полюсам источника постоянного тока, блок Управления, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, а выход соединен с входами прерывателей и инвертора, а также . два,обратных диода, предназначенных для возврата электромагнитной энергии, запасенной в электродвигателе, в источник постоянного тока при раз.- мыкании прерывателей 11 1.Недостаток данного устройства заключается в коммутации тиристоров инвертора в процессе пуска, -которая 2 о осуществляется путем прерывания .входного тока на фиксированный промежуток времени, что приводит к повышенным пульсациям вращающего моменобеспечивает высокой надежска вентильного электродвиг та. и нености пу а" теля.Наиболее близким к изобретению является, устройство для пуска, вентиль- ного электродвигателя с зависимым инвертором, содержащее тиристорный регулятор, выход которого соединен че-рез дроссеяь и датчик тока с основным входом зависимого инвертора, а . входы соединены с выходом блока управления регулятором, имеющим второй выход и два входа, первый из которых соединен с выходом датчика тока обратный вентиль, шунтирующий выход регулятора, датчик положения ротора, выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора .через блок управления,инвертором, имеющим второй выход, который связан с детектором 1,2 1.Выходной сигнал детектора поступает на схему, управляющую работой ре,гулятора выходного напряжения источни 3 99721ка питания постоянного тока. Припоступлении сигнала подача напряжения постоянного тока к коммутаторупрерывается на определенное время.Ток, протекающий в обмотках электродвигателя, в этом случае замыкаетсячерез обратный диод и по истечениинекоторого времени спадает до нуля,при этом тиристоры коммутатора запираются. Пока ток не спал до нуля, по. 10дача напряжения на вход тиристорногокоммутатора недопустима, так как этоведет к срыву его нормальной работы,Через определенный промежуток времени запускается детектор, который15предназначен для определения состоя ния покоя или аналогичного ему сосояния электродвигателя, и цикл работы устройства повторяется,Недостатки указанного устройствазаключаются в прерывании . подачи напряжения на вход зависимого инверторана Фиксированное время, которое в ряде случаев оказывается значительнобольше, чем это необходимо для запирания тиристоров инвертора, а также в наличии обратного диода, чтозначительно затягивает процесс спада тока до нуля, т.е, процесс запирания тиристоров. Все это снижает надежность пуска вентильного электро-,двигателя с зависимым инвертором..Целью изобретения является повышение надежности пуска вентильногоэлектродвигателя с зависимым инвертором.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором, содержащее тиристорный ре 40гулятор, выход которого соединен через дроссель и датчик тока с основным входом зависимого инвертора, .авходы соединены с выходом блока управления регулятором, имеющим второй45выход и два входа, первый из которых соединен с выходом датчика тока,обратный вентиль, шунтирующий выходрегулятора, датчик положения ротора,выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора через блок управления инвертором, имеющим второй выход, дополнительно введены датчик нуля тока, узел разрешения коммутации, узел запрещениякоммутации, блок логического умножения, формирователь импульсов уп"равления обратным вентилем, логический инвертор, частотный дискримина 9 1тор и элемент задержки, а обратный вентиль выполнен управляемым, причем его управляющий вход соединен с выходом формирователя импульсов управления обратным вентилем, первый вход которого соединен с вторым входом блока управления Регулятором и выходом узла разрешения коммутации, д ВТОРОЙ ВХОД - С ВТОРЫМ ВЫХОДОМ блока управлениярегулятором и входом элемента задержки, выход которого соединен с первым входом блока логического умножения, три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор, логический инвертор и узел запрещения коммутации с вторым выходом блока управления инвертором, при этом выход блока логического умноже ния соединен с первым входом узла разрешения коммутации, второй вход которого соединен с вторым входом узла запрещения коммутации и через датчик нуля тока с выходом датчика тока.На чертеже представлена схема устройства для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором.Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором содержит тиристорный регулятор 1,выход которого соединен через дроссель 2 и датчик 3 тока с основным входом зависимого инвертора 4, а входы соединены с первым выходом блока 5 управления регулятором, имеющим два входапервый из которых соединен с выходом датчика 3 тока, управляемый обратный ве.тиль (тиристор) б, шунтирующий выход регулятора 1,датчик 7 положения ротора, выход которого связан с управляющими входами зависимого инвертора 4 через блок 8 управления инвертором, датчик 9 нуля тока, узел 10 разрешения коммутации, узел 11 запрещения коммутации, блок 12 логического умножения, формирователь 13 импульсов управления обратным вентилем, логический инвертор 14, частотный дискриминатор 15 и элемент 16 задержки. управляющий вход тиристора б соединен с выходом формирователя 13 импульсов управления обратным вентилем, первый вход которого соединен с вторым входом блока 5 управления регу,лятором и выходом узла 10 разрешения коммутации, а второй вход - с вторым выходом блока 5 управления Речувствительных элементов датчика 7 положения ротора, на выходе узла 28 .идентификации зоны перекрытия формируется сигнал единичного. уровня.Этот сигнал поступает на первый входузла 11 запрещения коммутации, навыходе узла 11 запрещения коммутацииФормируется сигнал единичного уровня.На выходе частотного дискриминатора15 также Формируется сигнал единичного уровня, а на выходе логическогоинвертора 14 - сигнал нулевого уров-ня. Таким образом, на один из входовблока 12 логического умножения поступает сигнал нулевого уровня, а на выходе блока 12 логического умноженияформируется сигнал нулевого уровня,поступающий на вход узла 1 О раарешения коммутации, на второй вход которого поступает сигнал единичного уровня с выхода датчика 9 нуля тока.Узел 10 разрешения коммутации формирует сигнал нулевого уровня, поступающий на входы .Формирователей 13 и 25импульсов управления. 8 результатеФормирователи 13 и 25 работают в порядке поступления сигналов с выходаузла 26 сравнения блока 5 управлениятиристорным регулятором 1 и обеспечи.вают нормальную работу тиристорногорегулятора 1. Ротор двигателя начинает проворачиваться и занимает такоеположение, которое характеризуетсяналичием сигналов,на выходах двухсоседних чувствительных элементов датчика 7 положения ротора, При этом,узел 28 идентификации зоны перекрйтия двух чувствительных элементбвформирует сигнал нулевого уровня,поступающий на вход логического инвертора 11, который формирует сигнал единичного уровня. При появлении сигнала единичного уровня на втором выходе узла 26 сравнения отпирается силовой тиристор 17, а тиристор 6 запирается. Этот же сигнал поступает навход элемента 16 задержки, которыйзадерживает его появление на своемвыходе на время,необходимое для включения силового тиристора 17, Какф только элемент 16 задержки сформируетсигнал единичного уровня, блок 12 ло",гического умножения также формируетсигнал единичного уровня, которыйпереводит узел 10 разрешения коммутации в единичное состояние. При появлении сигнала единичного уровняна входах формирователей 13. и 25,подача импульсов управления на сипо. 5 997219 6гулятором и входом элемента 16 задержки, выход которого соединен спервым входом блока 12 логического умножения, три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор 15, логический инвертор 1 ч и узел 11.запрещения, коммутации с вторым выходом блока 8 управления инверто"ром, при этом выход блока 12 логического умножения соединен с первым входом узла 10 разрешения коммутации,второй вход которого соединен с вторым входом узла 11 запрещения коммутации и. через датчик 9 .нуля тока - с 5выходом датчика 3 тока.Тиристорный регулятор 1 содержитсиловой тиристор 17, коммутирующийтиристор 18, два коммутирующих конденсатора 19 и 20, зарядный резистор 21, диод 22 и дроссель 23.Блок 5 управления тиристорнымрегулятором содержит формирователь2 ч сигналов управления коммутирующим тиристором 18, формирователь 25 2сигналов управления силовым тиристором 17 тиристорного регулятора,а также узел 26 сравнения, при этомвход узла 26 сравнения является первым входом блока 5. управления регулятором и соединен с выходом датчика 3 тока. Первый выход узла 26 соавнения соединен через формирователь 21с управляющим входом коммутирующеготиристора 18, а второй его выход является вторым выходом блока 5 управления регулятором и соединен с управляющим входом силового тиристора 17через формирователь 25, второй входкоторого является вторым входом блока 5 управления регулятором,Блок 8 управления зависимым инвертором содержит формирователь 27 сигналов управления тиристорами инвертора, первый вход которого соединен свыходом датчика 7 положения ротора ивходом узла 28 идентификации зоныперекрытия, второй вход соединен свыходом узла 28 идентификации зоны перекрытия и является вторым выходомблока 8 управления инвертором, Электродвигатель 29 через инвертор 4 и регулятор 1 подключен к источнику питания 30.Устройство работает следующим обМразомВ момент пуска положение роторадвигателя характеризуется наличиемсигнала на выходе одного из шести,.799 Вой тиристор. 17 и тиристор6 прекращается. При появлении сигнала единичного уровня на первом вы ходе узла 26 сравнения коммутирующий тиристор 18 отпирается и подключает коммутирующие конденсаторы 19 и 20 параллельно силовому тиристору 17. Кроме того, коммутирующие конденсаторы 19 и 20 образуют вместе с дросселем 2 и фазными обмотками двигателя колебательный контур, в котором через определенное время ток спадает до нуля, и тиристоры зависимого инвертора 4 и силовой тиристор 17 запираются. Так как тиристор 6 закрыт,. время коммутации значительно меньше, чем при наличии обратного вентиля и естественной коммутации.Когда.ток в силовой. цепи спадает до нуля, датчик 9 нуля тока формирует. сигнал единичного уровня, который поступает на вторые входы узла 11 зап рещения коммутации и узла 10 разрешения коммутации. Узлы 10 и 11 формируют сигналы нулевого уровня, в результате блок 12 логического умножения оказывается закрытым, и на входы формирователей 13 и 25 импульсов управления поступает сигнал нулевого уровня, что обеспечивает поступление управляющих импульсов на тиристоры 17 и 18.При достижении определенной скорости вращения ротора, при которой возможна естественная коммутация тока в зависимом инверторе 4, частотный дискриминатЬр 15 Формирует сигнал нулевого уровня, который, поступая на вход блока 12 логического умножения, закрывает его, и искусственная коммутация запрещается.Таким образом, обеспечивается на" дежный пуск вентильного электродвигателя с зависимым инвертором. лятор, выход которого соединен черездроссель и датчик тока с основнымвходом зависимого инвертора, а входы соединены с выходом блока управления регулятором, имеющим второйвыход и два входа, первый из которыхсоединен с выходом датчика тока, обратный вентиль, шунтирующий выходрегулятора, датчик положения ротора,выход. которого связан с управляющими входами зависимого инвертора,через блок управления инвертором, имеющим второй выход, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности пуска, в него допол=нительно введены датчик нуля тока,узел разрешения коммутации, узел запрещения коммутации, блок логического умножения, формирователь импульсов управления обратным вентилем,логический инвертор,.частотный дискриминатор и элемент задержки, а обратный вентиль выполнен управляемым,причем его управляющий вход соединенс выходом формирователя импульсов управления обратным вентилем, первыйвход которого соединен с вторым входом блока управления регулятором и выходом узла разрешения коммутации,а второй вход - с вторым выходом блока управления регулятором и входомэлемента задержки, выход которогосоединен с первым входом блока логического умножения,три других входа которого соединены соответственно через частотный дискриминатор, логический инвертор и узел запрещения коммутации с вторым выходом блока управления инвертором, при этом выход бло. ка логического умножения соединен с 40первым входом узла разрешения коммутации,второй вход, которого соединен с вторый входом узла запрещения ком,мутации и через датчик нуля тока свыходом датчика тока.Источники информации, формула изобретения Устройство для пуска вентильного электродвигателя с зависимым инвертором, содержащее тиристорный регупринятые во внимание при экспертизе1. Заявка Японии У 49-38888,кл . 55 С 2; опублик. 1974.2. Заявка Японии У 49-2683кл. 55 С 2, опублик. 1974.