Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих электроприводах механизмов с вентиляторным моментом нагрузки, например в электроприводах испытательных стендов. Целью изобретения является повышение надежности и улучшение плавности разгона. Вентильный электродвигатель содержит синхронну машину 1 с ротором и статором , датчик 2 положения ротора, вентильный преобразователь 3 частоты со звеном постоянного тока, состоящий из шлпрямителя 4, инвертора i 5, систему 6 управления выпрямителем и систему 7 управления инверто (Л ром. В цепь выпрямленного тока преобразователя включен сглаживающий vj ел О5 а

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК йц4Н02 К2900

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,„ и свиоссисмт свисвтвъстви (54) ВЕИТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ° быстродействующих электроприводах механизмов с вентиляторным моментом нагрузки, например в электроприводах испытательных стендов. Целью изобретения является повышение надежности и улучшение плавности разгона.

Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину i с ротором и статором, датчик 2 положения ротора, вентильный преобразователь 3 частоты со звеном постоянного тока, состоящий из выпрямителя 4, инвертора

5, систему б управления выпрямите- ® 2 лем и систему 7 управления инвертором. В цепь выпрямпенного тока преобразователя включен сглаживающий С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3842260/24-07 (22) 07.01.85 (46) 07,12.86. Бал. Ф 45 (71) Пермское отделение Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского н проектного института по комплексной электри4икации проияшленных объектов

"Тяжпромэлектропроект" им. Ф.Б.Якубовского (72) Г.А.Сторожев и Л.Н.Тульчинскнй (53) 62 1. 313.13.014.2:621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1051661, кл. Н 02 K 29/00 ° 1983.

Патент Японии Ф 53-22245, кл. 55 С 2, )978.

Авторское свидетельство СССР

1 - 649 105, кл. Н 02 К 29/00, 1979.

„„Я0„„1275676 А 1

1275676

L — Le

Т

ЗО где Т дроссель 8, обмотка к-рого ссстоит их двух секций 9 и 10 ° Параллельно секции 1О включен управляемый ключ

11, цепь управления к-рого соединена с выходом узла 12 контроля параметров разгона. Выпрямитель содержит тиристоры 13-18, а инвертор — тиристоры 19-24. Выполнение обмотки сглаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих электроприводах механиз мов с в ентиляторным моментом нагрузки и широким диапазоном регу— лирования частоты вращения, например в электроприводах испытательных стендов.

Целью изобретения является повышение надежности и плавности разгона.

На фиг.1 изображена блок-схема вен— тильного электродвигателя, на фиг, 2— графики токов и напряжений в элементах вентильного преобразователя частоты.

Вентильный электродвигатель (Фиг. 1} содержит синхронную машину 1 с ротором и статором, датчик 2 положения ротора, вентильный преобразователь

3 частоты со звеном постоянного тока, состоящий из выпрямителя 4, инвертора 5, систему 6 управления, выпрямителем и систему 7 управления инвертором. В цепи выпрямленного тока преобразователя включены сглаживающий дроссель 8, обмотка которого состоит из двух секций 9 и 10. Параллельно секции 10 включен управляемый ключ

11, цепь управления которого соединена с выходом узла !2 контроля параметров разгона, в качестве которо—

ro может использоваться, например, тахогенератор. Выпрямитель собран на тиристорах 13-18, инвертор — на тиристорах 19-24, Вентильный электродвигатель работает следующим образом, В момент включения ротор двигателя, создавая магнитный поток находится в одном из положений. Управляемый ключ 11, например тиристор, при этом замкнут и шунтирует секцию живающего дросселя из двух секций, одна из к-рых вводится в работу пу.тем ее расшунтирования управляемым ключом, исключает необходимость в сложных схемах управления выпрямителем, что повышает надежность, а также улучшает плавность разгона, 2 ил, 2

10 обмотки сглаживающего дросселя 8.

Сигналами датчика 2 положения ротора через систему 7 управления инвертором открываются два тиристора, на5 пример 19 и 22 инвертора 5, Для создания тока в цепи и соответственно намагничивающей силы статора системой 6 управления .выпрямителя 4, открываются его тиристоры с максимальным углом зажигания, который уменьшается по мере разгона, т.е. работа выпрямителя протекает аналогично приводу постоянного тока °

15 Образованный протекакнцим токами

1С,,, с магнитный поток статора взаимодействует с магнитным потоком ротора, в результате чего ротор двигателя начинает поворачиваться и що вместе с ним поворачивается ротор датчика 2 положения. При больших углах зажигания тиристоров выпрямителя, характерных для начального этапа разгона, за счет уменьшения

25 электромагнитной инерции при шунтировании ключом 1! секции 10 дросселя 8 электромагнитная постоянная звена постоянного тока, L q — суммарная индуктивность, замеренная в звене постоянного гока, которая скл адыв ает ся из и ндуктив но с35 ти сглаживающего дросселя, индуктивности на входе выпрямителя /трансформатор или реакторы), приведенной к цепи постоянного тока и индуктив40 ности синхронной машины, приведенной к цепи постоянного тока>

R — активное сопротивление, складывается из эквивалентных сопротивлений выпрямителя и инвертора, з 12756j6

Ес — индуктивностЬ секции 10 обмотки сглаживающего дросселя. эн

Напряжение U и ток i на выходе мо выпрямителя имеют прерывистую форму ки (фиг.2) При определенной величине вс перерывы выпрямленного тока тр имеют достаточно большую длитель- да ность, а количество их на интервал вп проводимости тиристоров дЬстаточно иэ велико (десятки — сотни пульсов при 10 те низкой частоте вращения ) для того, чтобы успевали переключаться без сры- вы ва в момент перерыва тока тиристоры пу инвертора, (фиг.2) . пл

l1o сигналу датчика положения снимается импульс управления с тиристора 22 и подается импульс на тиристор

24 и ток протекает уже по другим фазам, создавая соответствующую намагничивающую силу статора. Поток статора, взаимодействуя с потоком ротора, вызывает дальнейший поворот ротора и т.д., аким образом происходит пуск двигателя из неподвижного состояния.

По мере разгона двигателя во.— растает ЭДС машины и при частоте вращения 5-IOX от номинальной становится достаточной для того, чтобы обеспечить устойчивую естественную коммутацию инвертора, т.е. "вести" инвертор. Необходимость в создании прерывистости выпрямленного тока отпадает и секция 10 сглаживающего дросселя 8 вводится в работу путем ее расшунтировайия управляемым ключом 11 по сигналу с выхода узла

l2 контроля параметров разгона, например, в функции частоты вращения.

Некоторое снижение пускового момента, необходимое для надежного обеспечения прерывистости тока, не имеет ачения для широкого класса механиэв с вентиляторным моментом нагруэдля электропривода которых чаще его и применяется вентильный элекодвигатель, Таким образом, отпает необходимость в сложных и не олне надежных схемах управления вестных вентильных электродвига— лей, предназначенных для прерывая выпрямленного тока переводом прямителя в инверторный режим или тем поочередного ввода в работу еч выпрямителя, упрощается схема

15 управления вентильным двигателем н повышается его надежность, а также улучшаются динамические характеристики за счет улучшения управляемости и плавности разгона в пусковых режи20 мах, формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, соединенной с выходом преобразователя частоты, содержащего инвертор, управляющие цепи ключей которого соединены с выходом датчика

30 положения ротора, сглаживающий дроссель в цепи выпрямленного тока и управляемый выпрямитель, и узел контроля параметров разгона, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения надежности и плавности разгона, он снабжен управляемым ключом, а обмотка сглаживающего дросселя выполнена иэ двух секций, причем параллельно одной из секций подключен управляемый ключ, цепь управления которого соединена с выходом узла контроля параметров разгона.

1275676

Составитель А. Санталов

Редактор Г. Волкова Техред В. Кадар Корректор М.Шароши

Заказ 6577/53 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4