Способ управления вентильным электродвигателем в режиме токового регулирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛ 51) 02 Р 6 0 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН(61) 1415348 (21) 4239365(24-0 (22) 04.05.87 (46) 15.05.89, Бю (71) Московский э ститута в 1 Р 18ергетический ин правление ока тои мотки ационного ин тке регулиротке производят1 13 преобраэультате в отется величина второи обмо первой обмо одной групп стоты. В ре е тока в ючами ка вателя ч меди и неозного моока, уменоздаетсяента. 5 и аются потер ащающего то ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ В РЕЖИМЕ ТОКОВОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение энергетических показателей вентильного электропривода.С этой целью в способе управлениявентильным электродвигателем с двумя якорными обмотками 2, 3, подключенными к мостовым преобразователямчастоты соответственно с катодными13, 16 и анодными 12, 15 группамиключей, иа каждом межкоммутационноминтервале контролируют направление протекания тока в отключенной фазе.Если направление этого тока совпадает с направлением тока, протекающегов этой фазе до смены межкоммутационного интервала, то ток в 1.-й фазепервой обмотки 2 регулируют ключамидругой группы мостового преобразователя частоты 11, Так, если до сменымежкоммутационного интервала ток водной из фаз первой обмотки регулировали ключами анодной группы преобразователя 11, то после смены межкоммутационного интервала в первойобмотке в случае совпадения направления тока в отключенной фазе первой азе до смены межкомму ключеннои азе уменьшаИзобретение относится к электротехнике, в частности к вентильномуэлектроприводу, и может быть использовано в регулируемых электроприводах с многообмоточными электродвигатеЛями и мостовыми преобразователями частоты.Целью изобретения является повышение энергетических показателей вентильного электродвигателя в режиметокового регулирования,На фиг,1 изображена блок-схемавентильчого электродвигателя с двумятрехфаэными обмотками якоря; на 15фнг,2 - принципиальная схема силовойчасти вентильного электродвигателя;на фиг,З - принципиальная схема источника управляющих сигналов; нафиг,4 - зпюры напряжений 11 12011, 11-С 11 оз, 1в узлахблок-схемы Фиг,1 и принципиальнойсхемы фиг.2; на фиг.5 - диаграмма тока в одной фазе обмотки якоря вен 25тильного,электродвигателя при разныхспособах управления при токовом регулировании,Индексы при напряжения на эпюрахфиг,4 соответствуют позициям фиг.1,Зи 4. 30Вентильный электродвигатель содержит электрическую машину 1 с индуктором, имеющим число пар полюсов р=1,и двумя трехфаэиыми обмотками -2 и 3якоря с фазами 4 - 6 и 7 - 9 соответственно.Первая обмотка 2 якоря связана систочником 10 питания через первыйпреобразователь 11 частоты, имеющийанодную 12 и катодную 13 группы ключей. Вторая обмотка 3 якоря связанас источником 10 питания через второйпреобразователь 14 частоты, имеющийанодную 15 и катодную 6 группы ключей. Информация о направлении протекания тока в отключаемых фазах первой 2 и второй 3 обмоток якоря поступает с датчиков 17 и 18 тока соответственно, входы которых связаны сфазами 4 - 6 и 7 - 9 соответственно, 50а выходы - с источником 19 управля"ющих сигналов, вход 20 которого связан с генератором 21 импульсов токового регулирования, Источник 19 управляющих сигналов связан с входами 55ключей анодной 12 и катодной 13 групппервого преобразователя 11 частоты ис входами ключей анодной 15 и катодной 16 групп второго преобразователя 14 частоты,Анодная группа 12 первого преобразователя частоты состоит из ключей 22 - 24 (фиг.2), катодная группа 13 - иэ ключей 25 - 27. Аноднаягруппа 15 второго преобразователя 14частоты состоит из ключей 28 - 30,катодная группа 16 - из ключей 3133,В качестве примера приведены транзисторные ключи. Преобразователи 11и 14 частоты снабжены диодами мостаобратного тока,Источник 19 управляющих сигналовможет быть выполнен как по разомкнутой схеме на базе генератора импульсов и распределителя, так и позамкнутой, например, с использованием датчика положения ротора. Источ"ник 19 управляющих сигналов для управления ключами первого преобразователя 11 частоты может быть выполнен по замкнутой схеме (фиг.З).Регулирование тока в обмоткахвентильного электродвигателя такжеможно осуществлять как по разомкнутой схеме от внешнего генератора 21импульсов (фиг.1), так и по замкнутой - с изменениемдатчика тока вентильного электродвигателя и порогового элемента.Датчики 17 и 18 направления протекания тока могут быть выполнены иустановлены, например, в виде резисторов в цепи обмоток 2, 3,Источник 19 управляющих сигналовдля управления ключами первого преобразователя 11 частоты может бытьвыполнен на базе датчика 34 положения ротора (фиг.З) с двумя комплектами чувствительных элементов, сдвинутыми один относительно другого наугол Т 1/бПервый комплект чувствительныхэлементов имеет выходы 35 - 37, связанные с управляющими выводами ключей 22-27 первого преобразователя 11частоты через функциональный преобразователь 38, Три первых выходафункционального преобразователя 38связаны с управляющими выводами ключей 22 - 24 анодной группы 12 первого преобразователя 11 частоты через блок 39 "Запрет". Три другихвывода функционального преобразователя 38 связаны с управляющими выво 1480077дами ключей 25 - 27 катодной группы 13 первого преобразователя 11 частоты через блок 40 "Запрет".Распределитель 41 импульсов, информационные входы которого связаны с выходами дешифратора 42 функционального преобразователя 38 и выходами 43 - 48 датчика 17 тока, а управляющий вход 20 - с генератором 10 21 импульсов, имеет три выхода, сое-. диненных с блоком 39 "Запрет", и три выхода, соединенных с блоком 40 "Запрет".Датчик 34 положения ротора может 15 быть любого типа, например индуктивный с подмагничиванием. На его выходах 35 - 37, 49 - 51 формируются сигналы (фиг,4) о положении ротора электрической машины 1, смещен ные в комплектах для рассматриваемого случая один относительно другого на угол 271/3. Длительность каждого сигнала соответствует угловому повороту ротора на угол . и" . Сигналы 25 второго комплекта чувствительных элементов отстают от сигналов первого комплекта на длительность, соответствующую угловому повороту ротора на угол О/6. 30Вторая часть источника 19 управляющнх сигналов для управления ключами второго преобразователя 14 частоты строится аналогичным образом.Устройство, реализующее способ управления вентильным электродвигателем, в режиме токового регулирования,работает следующим образом.Пусть ротор вентильного электродвигателя вращается и на управляющий 40 вход 20 источника 19 управляющих сигналов поступают импульсы с выхода генератора 21 (фиг.4) импульсов. При этом регулирование тока в обмотках 2 и 3 электродвигателя осуществляет ся посредством коммутации только одной группы ключей каждого из преобразователей 11 и 14 частоты. Например, на интервале времени- регулирование осуществляется посредством коммутации ключа 23 анодной группы 12 первого преобразователя 11 частоты и ключа 33 катодной группы 6 второго преобразователя 14 частоты.Рассмотрим работу источника 19 55 управляющих сигналов при формировании управляющих сигналов для ключей пер- - вого преобразователя 11 частоты. Сигналы с датчика 34 положения ротора поступают на функциональный преобразователь 38, где осуществляется контроль смен межкоммутационных интервалов (фиг.3). Например, в момент времени , на выходе 3 дешифратора 42 формируется сигнал логической единицы, а остальные выходы обнуляются, что приводит к отключению ключом 22 анодной группы 12 первого преобразователя 11 частоты фазы 4 первой обмотки 2 якоря от источника 10 питания, При этом на первый вход логического элемента 52 распределителя 41 импульсов поступает логическая единица с третьего выхода дешифратора 42, на второй (инверсный) вход этого элемента поступает логический нуль с выхода 43 датчика 17 тока, а третий вход соединен с генератором 21 импульсов через вход 20. Таким образом, в момент времени С, генератор 21 импульсов через логический элемент 53 и блок 39 "Запрет" подключается к ключу 23 анодной группы 12 первого преобразователя 1 частоты. В момент времени С на выходе 43 датчика 17 тока появляется логическая единица, что приводит к отключению генератора 21 импульсов от ключа 23 анодной группы и подключению его через логические элементы 54, 55 и блок 40 "Запрет" к ключу 27 катодной группы 13. В момент временипроисходит смена межкоммутационного интервала во второй обмотке 3 якоря, На выходе 43 датчика 17 тока появляется логический нуль, и до момента временипроисходит процесс, аналогичный описанному выше в интервале времени , - 1 . В момент временина выходе 43 датчика 17 тока появляется сигнал логической единицы, и до момента времени й происходит процесс, аналогичный описанному выше в интервалс времени С -С ,В момент временина третьем выходе дешифратора 42 появляется логический нуль, а на втором выходе - логическая единица, что приводит к отключению фазы 6 первой обмотки 2 якоря от источника 1 О питания ключом 27 катодной группы 13 преобразователя 11 частоты. Порядок работы распределителя 41 импульсов с момента времени Саналогичен изложенному выше.Работа источника 19 управляющих сигналов при формировании управляющих сигналов для ключей второго пре 5 14 образователя 14 частоты и принципиальная схема его реализации аналогичны изложенным выше и приведенным на фиг.З.Таким образом, благодаря периодической смене групп ключей, с помощью которых осуществляется регулирование тока в обмотках, в зависимости от смены межкоммутационного интервала в одной обмотке и изменения направления протекания тока в отключенной фазе другой обмотки уменьшается величина тока в отключенной фазе, который вызывает потери в меди обмоток и практически не создает вращающего момента, что повышает в целом энергетические показатели вентильного электродвигателя.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яСпособ управления вентильным электродвигателем в режиме токового регу 80077 6лирования по авт.св, М 1415348, с т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения энергетических показателей в режиме токового регулиоваФния, дополнительно контролируют намежкоммутационном интервале направление протекания тока в отключенной фазе и при протекании в ней тока в на"правлении, совпадающем с направлением протекания в ней тока до сменымежкоммутационного интервала, ток в-й фазе первой обмотки регулируютключом другой группы первого мосто ваго преобразователя частоты, послесмены межкоммутационного интервалаво второй обмотке и изменения направления тока в отключенной фазе первой обмотки регулирование тока вновь 20 осуществляют с помощью ключей анодной группы первого мостового преобразователя частоты,1480077 игб игб иг ,иг игю из Фи фи Составитель М. Со ковская Техред М.ХоданичРедакт ректор Н. Повидайч каз 2556/5 ИИПИ Госуд 551 Подписноеета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС а, Ж, Раушская наб д. 4/5 Тираж ного коми 035, Мостельский комбинат Па Производстве ЦЗ 5 цзв ОЗ 7 иэ ио ИФ по ичЗ м 095 ом иц иве и 22 игз г. Ужгород, ул. Гагарин