Управляемый вентильный электродвигатель

\ - з 1

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ ла., „ блн ек

Союз Советских

Социалистических

Республик

/б,.—

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130278 (21) 2578831/24-07 (51) М. КЛ. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 02 К 29/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано р 70 780. Бюллетень ¹ 25 (53) УДК621 ° з1з.1з. .014.2:621 ° 382 (088.8) Дата опубликования описания 0 70 78р (72) Авторы изобретения

В.Т.1 ращенков, В.М, Гандшу, Н.И.Лебедев, И.Е.Овчинников и Я.И.Явдошак (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относитСя к области

1электрических машин и может быть использовано, например, при создании электродвигателей для систем регулируемого вентильного электропривода большой мощности.

Известны управляемые вентнльные электродвигатели, секции обмотки якоря которых соединены с источником питания через полупроводниковый коммутатор. При этом управляющие цепи ключей коммутатора связаны с чувствительными элементами датчика положения ротора через логическое устройство, а сам коммутатор выполнен с воэможностью перевода в выпрямительный и инверторный режима

f11z(2) .

Недостатком известных двигателей являются большие броски тока при реверсе двигателя.

Известен также электродвигатель, содержащий электрическую машину и и полупроводниковый коммутатор, цепи управления силовых ключей кото. рого соединены с выходом датчика положения ротора через логическое устройство, содержащее канал реверса и канал рекуперации энергии. Для ,перевода в двигательный режим и режим рекуперации двигатель содержит интегрирующий усилитель, на вход которого подаются сигналы с датчика скорости и регулятора скорости. Выходное напряжение этого усилителя устанавливается выше выходного напряжения датчика скорости при работе в двигательном режиме и ниже его при рекуперационном режиме. Выход интегрирующего усилителя через цепочку абсолютных з н ачений си гнала соединен со входом второго интегрирующего усилителя, который задерживает на определенное время выходное

15 напряжение с цепочки абсолютных значений. Выход первого интегрирующего усилителя соединен также через инвертирующий усилитель и две логические ячейки с логическими цепями, вы20 дающими сигнал на вход второго интегрирующего усилителя для перевода двигателя в рекуперационный режим (3) .

Сложность логического устройства

25 и ограниченные функциональные возможности являются недостатками известного — электродвигат еля.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей н повы3(: шение надежности. электродвигателя.

746 82 7

55 указанная цель достигается тем, что в "электродвигатель введены

D-триггер, счетный триггер с установкой нуля и формирователь фронтов.

Йри этом информационный вход D-триггера соединен через формирователь фронтов со счетным входом счетного триггера. Вход установка нуля счетного триггера соединен с командным входом D-триггера и подключен к выходу формирователя сигнала обратной связи (ОС) . по скорости. Выход Dтриггера соединен со входом канала реверса, а выход счетного триггера— со входом канала рекупераций.

На фиг. 1 показана функциональная схема предложенного двигателя; на фиг. 2 — диаграммы работы элементов двигателя. °

Обмотка электрической машины 1,с ротором которой механически связан датчик обратных связей по положению и скорости (ДПС) 2, подключена к питающей сети посредством силового инвертора 3, управляющие входы ключей которого соединены с выходом логического )стройстна 4. Логическое устройство имеет несколько входов, и том числе вход 5 канала обратной связи по положению, вход 6 канала управления скоростью, вход 7 канала реверса, вход 8 канала рекуперации энергии. Вход 5 устройства соединен с выходом Угол поворота ротора 9

ДПС.Вход канала реверса связан с ныходом D-триггера 10,а вход канала рекуперации с выходом счетного триггера

11. Информационный вход 12 D-тригге ра через формирователь фронтов 13 соединен со счетным входом 14 счетного триггера. Командный вход 15

Р-триггера соединен со входом установки нуля 16 счетного триггера и с выходом 17 формирователя сигнала OC по скорости 18. Выход счетного триггера соединен со входом 8 канала рекуперации энергии. Один из входов 19 формирователя обратной связи по скорости соединен с выходом Скорость вращения ротора

20 ДПС, второй вход 21 — с цепью задающего сигнала по скорости, а выход 22 подключен к выходу 6 канала управления скоростью.

На вход 12 поступает сигнал Б» который в зависимости от требуемого направления нращения может принимать значения либо логического нуля, либо логической единицы. При пуске двигателя, пока скорость не достиг—

Ма некоторого значения, на командный вход 15 с выхода 17 формирователя 18 периодически поступают импульсы U», устанавливающие D-триггер

10 в состояние, определяемое напряжением U»2 на информационном входе

12, а счетный триггер 11 — н состояние логического нуля. При этом на вход канала рекуперации подается

t0

65 напряжение Пз, уровень которого соответствует логическому нулю. Электродвигатель работает н двигательном режиме и разгоняется н направлении, заданном сигналом U íà входе канала реверса 7. Пусть правому направлению вращения соответствует U»> = О.

Тогда в момент пуска при прохождении импульса Б») D-триггер и счетный триггер устанавливаются в состояние логического нуля, и двигатель разгоняется вправо. При достижении определенной скорости п л в момент времени „поступление импульсов 0„) прекращается и двигатель продолжает разгоняться до скорости и, заданной углом регулирования по каналу управлени я. Если изменение си гнала U происходит IIpH скоростях n „>n„

) где и„- скорость при правом напранлейии вращения, то напряжение

U» равно нулю. D-триггер сохраняет свое состояние, и на вход канала реверса 7 команда на реверс не прохо\ дит, на вход 14 счетного триггера через формир Оон ат ел ь 1 3 поступает сигнал U»<, который опрокидываЮт его н состояние логической единицы.

На вход 8 канала рекуперации поступает сигнал U, с приходом которого начинается торможение двигателя с рекуперацией энергии. При снижении скорости ДО ПР0э= п» начинают ПОступать импульсы u„>, первый из которых изменяет состояние D-триггера, установив его в состояние логической единицы, и на вход канала реверса 7 поступит напряжение U, соответствующее левому направлению нращения. Одновременно с приходом О». счетный триггер изменит свое состояние и на входе канала рекуперации станет Ua = О, что соответствует двигательному режиму, и днигатель ренерсируется. При достижении

nnee ) 1 прихОд HMIIjj)IbcoB U<-) снова пр екр ати т с я, Пусть при t = t U» снова изме2 нится. Тогда двигатель перейдет н режим т Ормож ени я с реку пер ацией энергии аналогично описанному выше.

Если при этом п) не успеет снизиться до п, а напряжение U» снова изменится, то вторым импульсом с формиро н ат ел я 1 3 счетный три ггер вновь

Опро кидывает ся н состояние логического нуля, что приводит к переводу двигателя н двигательный режим, т.е. по входу 12 может быть осуществлено импульсное регулирование скорости вращения с режимом рекуперативного, торможения н паузе.

Таким образом, использование устройства расширяет функциональные возможности электродвигателя, обеспечивая его реверс с любой скорости, торможение с рекуперацией энергии при остановках, а также импульсное регулирование скорости с

746827

Формул а и з о бр ет ени я

17 д

U8 д

Up д

Составитель A. Санталов

Редактор О. Филиппова Техред я. Бирчак Корректор Г. Назарова

Заказ 3971/49 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

/ рекуперацией энергии в паузах между; управляющими импульсами. Кроме того, повышается надежность двигателя благодаря тому, что команда на реверс подается автоматически только после снижения скорости вращения до безопасной с точки зрения коммутационных всплесков величины j, n ).

Управляемай вентильный электродвигатель, содержащий электрическую машину с датчиками положения и скорости ротора, выходы которых связаны с управляющими цепями ключей полупроводникового коммутатора через логическое устройство, имеющее релейный канал реверса и канал рекупе.рации энергии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в электродвигатель введены D-триггер, счетный тригге с установкой нуля и формирователь фронтов, причем информационный вход

D-триггера соединен через формирователь фронтов со счетным входом счетного триггера, вход установки нуля - кбт6рого соединен с командным входом D-триггера и выходом датчика скорости, выход D-триггера соединен со входом канала реверса, а выход счетного триггера — со входом канала рекуперации энергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Накамура С.; Намба И., Уэяма Н. Тиристорный двигатель. Пе" ревод с японского — Тосиба-ревю, 1970, т. 25, В 12, ОНТИ ВНИИэлектро маш, 19 74.

2. Патент США 9 3784888, кл. 318-138, 1974.

3. Патент Японии Р 50-497у кл. 55 С 2, 1975.