SU649105A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Description

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относитс  к области электрических машин с вентильной коммутацией и может быть использовано при разработке электроприводов.

Известны вентильные электродвигатели, содержащие устройства пуска, работающие с неизменным числом включен1 ых вентилей выпр мител . Коммутаци  тока в фазах двигател  обеспечиваетс  путем образовани  разрывов в токе питани  инвертора 1, 2.

Необходимые разрывы в токе питани  образуютс  путем шунтировани  сглаживающего дроссел  с помощью ключевого устройства , например, тиристора или симистора, и последующего перевода выпр мител  в инверторный режим. Это вызывает спадание тока, протекающего через открытые вентили выпр мител  и инвертора, к нулю и запирапие вептилей, после чего вентили инвертора вновь отпираютс  в соответствии с пор дком их включени , сглаживающий дроссель расшунтируетс , а выпр митель вновь переводитс  в выпр мительный режим.

Недостатком рассмотренного устройства пуска вентильного двигател   вл етс  наличие силового ключа дл  шунтировани  дроссел , увеличивающего установленную мощность оборудовани , относительна  сложность системы управлени  выпр мителей ввиду необходимости обеспечени  фазового сдвига импульсов управлени  вентил ми выпр мител  в диапазоне О-180 эл.град, наличи  канала управлени  силовым ключом. Известен вентильный двигатель 3,. регулируемый за счет большего или меньщего числа запираний вентилей выпр мител , тиристоры которого объединены в п групп, а последовательно соединенные тиристоры образуют m ветвей, в рабочие полупериоды при сохранении прохождени  тока через вентиль при отпирании последнего на весь полупериод .

При пуске в указанном случае в цепи питани  вентильного двигател  имеют место больщие броски тока при переходе с одной ступени на другую, что практически исключает возможность коммутации тиристоров инвертора и делает пуск невозможным.

Цель изобретени  - упрощение силовой схемы и схемы управлени  за счет такого ее построени , что по вл етс  возможность поочередного ввода в действие вен-тилей плеч выпр мител . Это достигаетс  тем, что в тракт формировани  отпирающих импульсов вентилей плеч выпр мител  с заданной фазой, кроме двух плеч при мостовой схеме и одного - при-нулевой схеме, между выходами фазосдвигающих устройств и входами формирователей включены ключи, управл ющие входы которых соединены с выходами распределител  команд. На фиг. 1 изображена блок-схема вентильного двигател ; на фиг. 2 - графики токов и напр жений в элементах вентильного преобразовател . Двигатель (фиг. 1) содержит синхронную машину 1, датчик положени  2, вентильный преобразователь со звеном посто нного тока 3, состо щий из выпр мител  4, инвертора 5 и систему управлени  выпр мителем 6 и инвертором 7. В цепи посто нного тока преобразовател  включен сглаживающий дроссель 8. Выпр митель собран на тиристорах 9-14, инвертор - на тиристорах 15-20. Тиристоры 9, 11, 13 и 10, 12, .14 образуют две группы, а тиристоры 9, 10, 11, 12, -13, 14 образуют три ветви., . В каналы управлени  вь1пр мителем между фазосдвигающими устройствами 21 и формировател ми отпирающих импульсов 22 включены ключи 23-26, например, логические схемы И, управл ющие цепи которых соединены с выходом распределител  команд 27. Двигатель работает следующим образом. В момент включени  (фиг. 1) ротор двигател , создава  магнитный потокФц, находитс  в одном из положений. Сигналами датчика положени  2 открываютс  два вентил , например, 15 и 20 инвертора 5. Др(гие вентили инвертора закрыты. Дл  создани  тока в цепи и соответственно намагничивающей силы статора вводитс  в действие минимальное число (дл  мостовой схемы - 2, дл  нулевых схем - 1) плеч выпр мител , путем подачи на вентили отпирающих импульсов с заданной фазой. С помощью сигнала управлени  фаза импульсов задаетс  в пределах от О до 90 эл.град. и определ етс  величиной скорости, при которой заканчиваетс  разгон двигател . Образованный протекающим током магнитный поток статора взаимодействует с магнитным потоком ротора, в результате чего ротор двигател  начинает поворачиватьс  и вместе с ним поворачиваетс  ротор датчика положени . Ток и напр жение на выходе выпр мител  имеют прерывистую форму (фиг. 2). На фиг. 2, а приведены ток и напр жение дл  случа , когда в работе остаютс  два из шести плеч выпр мител  (моетова  схема). Перерывы тока питани  двигател  имеют достаточно большую длительность по отношению к периоду питающего напр жени  сети, так как напр жение спадает к нулю по синусоидальному закону, а фазовый сдвиг тока в этом случае определ етс  соотношением индуктивного и активного сопротивлений цепи питани . Поэтому переключение вентилей инвертора пои малых частотах вращени  двигател  -(ЭДС двигател  мала) может происходить без срыва. По сигналу датчика положени  снимаетс  импульс управлени  с вентил  15 и этот вентиль закрываетс . Одновременно по сигналу датчика положени  включаетс  вентиль 17 и ток протекает по уже другим секци м , создава  намагничивающую силу статора . Взаимодейству  с потоком возбуждени , поток статора вызывает дальнейщий поворот ротора и т.д. таким образом, происходит пуск двигател  из неподвижного состо ни . По мере разгона двигател  и достижени  контролируемым параметром, например, током фаз двигател , установившегос  значени , что указывает на прекращение разгона на данной ступени переключени , вводитс  в действие еще одно плечо выпр мител  путем подачи на вентили отпирающих импульсов с фазой, определ емой сигналом Vjaj. Указанные операции провод тс  до полного ввода выпр мител  (всех его плеч). На фиг. 2, б приведены ток и напр жение дл  случа , когда в работе участвуют четыре из щести плеч выпр мител . Поочередный ввод в действие плеч выпр мител  производитс  с помощью распределител  команд 27 вручную или автоматически, .например, по сигналам цепей обратной св зи. Наличие сигнала на входе  чейки И, поступающего с выхода распределител  ком-анд, например, переключател  на несколько положений в случае ручного ввода, разрешает прохождение сигнала с выхода фазосдвигающих устройств 21 к формировател м отпирающих импульсов 22 системы управлени  вентил ми выпр мител  6. Логические  чейки И 23-26 в виде управл емых ключей могут быть выполнены на различных полупроводниковых приборах, например, транзисторах, интегральных схемах и т.д. В процессе разгона возрастает противоЭДС машины, котора  улучшает услови  переключени  тока в фазах машины. По окончании пуска коммутаци  тока в фазах осуществл етс  только за счет противо-ЭДС машины. В конце разгона работают все плечи выпр мительной схемы, фаза управл ющих импульсов определ ет величину выпр мленного напр жени  и соответственно частоту вращени  двигател . Таким образом, включение в тракт формировани  отпирающих импульсов вентилей плеч выпр мител  с заданной фазой, кроме двух плеч при мостовой схеме и одного - при нулевой схеме, между выходами фазосдвигающих устройств и входами формиро