Вентильный электродвигатель

(54) ВЕНТ (57) Изоб ке и може мом эле электрод ляется ра ния част ЕЛЬ ехниируе. ным я яв- рова- елью ротехни гули руе льными я расширестоты враструктурная схема тел я с двумя трех- якоря; на фиг. 2 - ключами преобра - эпюры напряалов вентильного 4 - механические ого электродвигаь содерзователь слом пар ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССВ 102564, кл, Н 02 К 29/06, 1982.Авторское свидетельство СССМ 1309241,. кл. Н 02 Р 6/02, 1987. ИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТ етение относится к электрот т быть использовано в регул ктроприводе с вентиль игателем. Целью изобретени сширение диапазона регули оты вращения. С этой ц Изобретение относится к элекке и может быть использовано в рмых электроприводах с вентэлектродвигателями.Целью изобретения являетсние диапазона регулирования чащения.На фиг. 1 приведенавентильного электродвигасекционными обмоткамисхема блока управлениязователя частоты; на фиг,жений, управляющих сигнэлектродвигателя; на фиг.характеристики вентильнтеля.Вентильный электродвигатежит электромеханический преобр1(фиг. 1), имеющий индуктор 2 с чи 51)5 Н 02 Р 6/02, Н 02 К 29/О,вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1 с двумя и)-фазными обмотками 3, 4 якоря, основную группу 40 ключей и две дополнительные группы 20, 21 ключей, число которых в каждой группе равно гп, Обьединенные выводы ключей первой и второй групп соединены с нулевыми выводами соответственно второй 4 и первой 3 и)-фазных обмоток якоря и подкл юченных к выводам 18 и 19 источника питания, Путем организации определенных алгоритмов управления преобразователем 11 реализуются различные естественные механические характеристики вентильного электродвигателя за счет последовательного или параллельного включения фаз двух обмоток якоря или их раздельной работы, 4 ил. полюсов Р и якорь с двумя обмотками 3 и 4, каждая из которых выполнена из трех 5 - 7 и 8 - 10 соответственно секций, и преобразователь частоты 11 из управляемых ключей 12 - 17, Секции обмоток якоря имеют нулевые выводы, подключенные к разноимен- . 00 ным выводам 18 и 19 цепи питания, (3Вентильный электродвигатель снабжен 0 двумя дополнительными группами 20, 21 ключей, число которых.в группе равно числу и) = 3 секций одной из обмоток якоря вентильного электродвигателя. Первая дополнительная группа 20 образована ключами 22; 23, 24, а вторая - ключами 25, 26, 27.Первые выводы 28-30 ключей 22-24 дополнительной группы 20 подключены к выводам 31-33 первой обмотки 3 якоря, а первые выводы 34-36 второй группы 21 - к выводам 37-39 второй обмотки 4 якоря, Вторые вы 16778395 10 15 20 25 30 40 45 50 55 воды ключей 22 - 24 дополнительной группы 20 объединены и подключены к нулевому выводу обмотки 4. Вторые выводы ключей 25 - 27 второй группы 21 объединены и подключены к нулевому выводу обмотки 3 якоря,Ключи 12 - 17 основной группы 40 подключены к обмоткам вентильного электродвигателя таким образом, что, например, свободный вывод 34 секции 5 первой обмотки 3 подключен одним ключом 15 к свободному выводу 39 секции 10 второй обмотки 4, В каждый момент времени по одной секции из каждой обмотки подключаются к цепи питания посредством только одного управляемого ключа основной группы.Работа вентильного электродвигателя с одной обмоткой, например второй 4, обеспечивается при заблокированных ключах 22-24 первой дополнительной группы 20 и ключах 12 - 17 основной группы 40Блок управления ключами преобразователя частоты 11 содержит источник управляющих сигналов - датчик 41 (фиг. 2) положения ротора, на трех выводах 42 - 44 которого сформирована последовательность управляющих логических сигналов единичного уровня длительностью каждого л/Р, смещенных один относительно другого на 2 х/ЗР (фиг. 2). Выходы 42 - 44 источника 41 управления сигналов связаны с входами 45 - 47 дешифратора 48 через первые входы 49 - 51 и выходы 52 - 54 трех логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 55 - 57, вторые входы которых обьединены и образуют вход 58 устройства, который служит для задания на правления вра щения вентильного электродвигателя. На выходах 59-64 дешиф рата ра 48 формируются логические сигналы единичного уровня длительность л/ЗР, причем в каждый момент времени управляющий сигнал присутствует только на одном из выходов 59 - 64, При наличии на входе 58 нулевого управляющего сигнала 05 в сигналы с выходов 42-44 датчика 41 поступают на входы дешифратора 48 без инвертирования, Датчик 41 положения ротора установлен для этого случая, например, для вращения вправо, При наличии на входе 58 единичного управляю- пего сигнала происходит инвертирование в схемах 55 - 57 сигналов, поступающих на входы 45 - 47 дешифратора 48, Это эквивалентно повороту обоймы чувствительных элементов датчика 41 положения ротора на л/Р, что приводит к формированию управляющих сигналов на вращение в противоположную сторону, т,е, влево. Каналы 59-64 дешифратора 48 подключены к управляющим входам ключей 12-17 через первый 65 блок ЗАПРЕТ с управляющим входом 66.Каналы 59 - 64 дешифратора 48 подключены к управляющим входам ключей 22-27 через последовательно соединенные функциональный преобразователь 67, второй 68 и третий 69 блоки ЗАПРЕТ с управляющими входами 70 и 71 соответственно. Подключения выполнены таким образом, что выводы 72-74 функционального преобразователя 67 подключены к управляющим входам ключей 22-24 через последовательно соединенные второй 68 и третий 69 блоки ЗАПРЕТ с управляющими входами 70 и 71 соответственно. Подключения выполнены таким образом, что выводы 72 - 74 функционального преобразователя 67 подключены к управляющим входам ключей 22-24 через последовательно соединенные второй и третий, блоки ЗАПРЕТ, а выводы 75-77 функционального преобразователя 67 подклюцены к управляющим входам ключей 25 - 27 через второй блок ЗАПРЕТ.В функциональном преобразователе 67, состоящем, например, из шести 78-83 логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, каждый входной сигнал длительностью л/ЗР, идущий с дешифратора 48 и поступающий, например, на вход 84, преобразуется в два сигнала длительностью л/ЗР на таких выходах 73, 75, которые, поступая на дополнительные ключи 23, 25, коммутируют к источнику питания те же секции 6, 8 обмотки якоря с тем же направлением тока в них, как и в случае алгоритма управления при последовательном соединении секций 6, 8 обмотки якоря.Управляющие входы 66 и 70 первого 65 и второго 68 блоков ЗАПРЕТ подключены соответственно к выходу и входу инвертора 85, при появлении управляющего сигнала на входе 70 которого блокируются сигналы управления, поступающие на ключи 12-17 (работа с последовательнцм соединением обмоток якоря). При появлении на входе 70нулевого управляющего сигнала разблоки-,руются сигналы управления, поступающие. на ключи 22-27, через инвертор 85 на вход 66 поступает единичный управляющий сигнал, блокирующий ключи 12-17 (работа с параллельным соединением обмоток якоря). При появлении на входах 66, 71 единичных управляющих сигналов разблокированы лишь ключи 25-27 (работает только одна вторая 4 обмотка якоря).Работу вентильного электродвигателя (фиг. 1) поясняют эпюрц напряжений (фиг. 2).Индексы при напряжениях на фиг. 2 соответствуют позициям схемы фиг.1,3. Наличие сигнала на ключе соответствуют открытому состоянию ключа. На интервале времени 11 - 12 вентильный электродвигатель работа ет с последовательным подключением обмоток якоря к источнику питания, Это обеспечивается тем, что на управляющих входах 70, 71 блоков 68, 69 ЗАПРЕТ присутствуют запрещающие "единичные" сигна лы, а на управляющем входе 66 блока 65 ЗАПРЕТ разрешающий. Этому режиму соответствует механическая характеристика 86 (фиг. 4).На интервале времени 1 г-сз вентильный 15электродвигатель работает с параллельным подсоединением обмоток якоря к источнику питания. Это обеспечивается наличием на управляющих выходах 70. 71 блоков 68, 69 ЗАПРЕТ разрешающих управляющих 20 сигналов, а на управляющем входе 66 блока 65 ЗАПРЕТ - запрещающего сигнала,Этому режиму соответствует механическая характеристика 87 (фиг. 4).На интервале времени 1 звентильный 25электродвигатель работает с подключением к источнику питания только одной второй обмотки якоря 4. Это обеспечивается, в отличие от режима работы на интервале времени 12 - тз, блокировкой сигналов в 30 третьем блоке 69 ЗАПРЕТ и соответственно размыканием ключей 22 - 24, Этому режиму работы соответствует механическая характеристика 88 (фиг. 4).8 случае отказа, связанного, например, с обрывом секций обмоток якоря или ключей преобразователя ",1 частоты можно изменить алгоритм работы вентильного электродвигателя так, чтобы отказ указанных элементов привел только к определенному сокращению функциональных воэможностей вентильного электродвигателя, но не повлиял на его работоспособность,Таким образом, ввод в структуру преобразователя частоты по крайней мере одной из двух групп дополнительных групп по гп ключей в каждой расширяет функциональные возможности вентильного электродвигателя.Формула изобретения Вентильный электродвигатель по а вт. св, М 1309241, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, введены две дополнительные группы ключей, число которых в группе равно числу а секций обмоток якоря вентильного электродвигателя, причем первые выводы ключей соответствующей дополнительной группы подключены к одноименным выводам одной из обмоток якоря, вторые выводы ключей данной дополнительной группы обьединены и подключены к нулевому выводу другой обмотки якоря,1677839Составитель М. СонРедактор В. Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Н. Король Заказ 3121 Тираж Подписное БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101