SU1267545A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводе с вентильным электродвигателем на основе асинхронной машины с фазным ротором. Цель изобретени  - улучшение массогабаритных показателей . Вентильный электродвигатель содержит асинхронную машину с фазным ротором 1, статорные обмотки . 2, 3 и 4 которой соединены в звезду или треугольник. Выводы расположенной на роторе  корной обмотки подключены к преобразователю частоты (ПЧ)5. ПЧ 5 может быть выполнен со звеном посто нного тока или с непосредственной св зью. К входу ПЧ 5 подключен выход системы 6 импульснофазового управлени  ПЧ, вход которой соединен с выходом датчика 7 положени  ротора. Трехфазный мостовой -выА В С О 8

Description

пр митель 8,  вл ющийс  источником напр жени  возбуждени  электродвигател , имеет два раздельных канала 9, 10 системы импульсно-фаэового управ лени  источника напр жени  возбуждени , выходы которых подключены к управл ющим электродам соответственно анодной и катодной групп вентилей. Выходные зажимы выпр мител  8 подключены к выводам обмоток 2, 3 статора, а вывод статорной обмотки 4 подключен к нулевой точке сети или триггера, питающего выпр митель. В состав вентильного электродвигател  входит так12 5 же система регулировани , состо ща  из датчика 11 частоты вращени , регул тора 12 частоты вращени , датчика 13 тока  кора, регул тора 14 тока  кор , эадатчика 15 начальных токов фаз статора, регул торов 16 и 17 тока фаз статора, датчиков 18 и 19 тока фаз статора и задатчика 20 частоты вращени . В данном вентильном электродвигателе обеспечиваетс  компенсаци  реакции  кор  по амплитуде и по фазе, что приводит к повышению перегрузочной способности и,следовательно,к улучшению массогабаритных показателей. I ил.

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводе с вентильным электродвигателем на основе асинхронной машины с фазным ротором.

Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей путем снижени  установленной мощности асийхронной машины.

На чертеже представлена блок-схема предложенного вентильного электродвигател .

Вентильный электродвигатель содержит асинхронную машину с фазным ротором 1, статорные обмотки 2, 3 и 4 которой соединены в звезду (как показано на чертеже) или треугольник. Выводы расположенной на роторе  корной обмотки подключены к преобразователю 5 частоты, который имеет зажимы дл  под ключени  к сети. Преобразователь 5 частоты может быть вьтолнен со звеном посто нного тока или с непосредственной св зью. На дополнительный вход преобразовател  5 частоты включен выход системь 6 импульсно-фазового управлени  преобразователем частоты, Ьход которой соединен с выходом датчика 7 положени  ротора. Источник напр жени  возбуждени  электродвигател  представл ет собой управл емый трехфазный мостовой выпр митель В, имеющий два раздельных канала 9 и 10 системы импульсно-фазового управлени  источника напр жени  возбуждени , эыходы которых подключены к злправл гацим электродам соответственно анодной и катодной групп вентилей. Выходные зажимы выпр мител  подключены к выводам обмоток 2 и 3 статора, а вывод статорной обмотки 4 подключен к нулевой точке сети или трансформатора, питающего выпр митель. В состав вентильного электродвигател  входит также система регулировани , состо ща  из датчика 11 частоты вращени , регул тора 12 частоты вращени , датчика 13 тока  кор , регул тора 14 тока  кор , задатчика 15 начальных токов фаз статора , регул торов 16 и 17 тока фаз статора , датчиков 18 и 19 тока фаз статора и задатчика 20 частоты вращени 

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Сигнал заданной частоты вращени  от задачика 20 подаетс  на вход регул тора 12 частоты вращени , на выходе которого формируетс  сигнал задани  тока  кор , поступающий на вход регул тора 14 тока  кор . На входы указанных регул торов подаютс  сигналы обратных св зей соответственно с датчика 11 частоты вращени  и датчика 13 тока  кор . Таким образом, управление частотой вращени  электродвигател  осуществл етс  в сиЬтеме подчиненного регулировани  по рассогласованию между действительной и заданной частотами вращени . Сигнал с выхода регул тора тока  кор , поступа  на один из входов системы 6 импульсно-фазового управлени  преобразователен частоты, задает угол oi отпирани  вентилей преобразовател  5 частоты относительно напр жени  сети. Угол опережени  отпирани  вентилей преобразовател  5 частоты относительно ЭДС холостого хода  кор  задаетс  также системой 6 импульсно-фазового управлени  в функции сигнала датчика 7 положени  ротора . Управление вентильным электродвигателем ведетс  по закону р const.

Компенсацию реакции  кора в вентильном электродвигателе обеспечивают два независимых контура 2 и 3 регулировани  токов фаз статора, при этом ток в третьей фазе формируетс  как алгебраическа  сумма (с обратньм знаком) токов в двух других фазах,

Токи в фазных обмотках 2, 3 и 4 завис т от величины углов управлени  вентил ми анодной и катодной групп вьтр мител  8. Эти углы формируют дв канала 9 и 1C системы импульсно-фазового управлени  выпр мител  8 в функции выходных сигналов регул торов

16и 17 .Последние могут иметь пропорциональную или интегрально-пропорциональную структуруи выполн ютс  на

базе операционных усилетелй,охваченных обратными св з ми.Регулирование токов фаз статора ведетс  по рассогласованию между действительными заданными значени ми, причем задающим сигналом дл  каждого из регул торов 16,

17 вл етс  алгебраическа  сумма сигналов задани  тока  кор  с выхода ре;гул тора 12 частоты вращени  и задани  начального тока фаз статора с выхода задатчика 15 начальных токов.фа статора, который в простейшем случае представл ет собой потенциометр. Следовательно , ток каждой из фаз статора также содержит две составл ющие, одна из которых посто нна, а друга  пропорциональна току  кор . Результирующа  НДС статора,равна  геометриче ской сумме сдвинутых одна- относительной другой на 120 эл.град.НДС трех фаз, очевидно, также содержит две составл ющие: посто нную МДС возбуждени , определ емую задатчиком 15, и измен ющуюс  пропорционально ам ллитуде тока  кор  (т.е. амплитуде .Оде реакции  кор ) МДС компенсации реакции  кор . При этом направлени  векторов МДС возбуждени  и ВДС компенсации не совпадают, они сдвинуты

в пространстве один относительно другого на посто нный угол, величина которого определ етс  соотношением коэффициентов передачи обоих контуров регулировани  токов фаз статора по каналу задани . Эти коэффициенты определ ютс  параметрами входных цепей операционных усилителей, на которых собраны регул торы 1 и 17 токов фаз статора. При управлении преобразователем частоты вентильного электродвигател  по закону R const угол сдвига фазы основной гармоники МДС реакции  коры относительно МДС возбуждени  посто нен и равен Во(если пренебречь вли нием угла коммутации у). Следовательно, подобрав соответствующим образом параметры входных цепей регул торов 16 и 17, можно добитьс  того, что МДС компенсации будет равна по величине и противоположна по направлению МДС реакции  кор . /.

Таким образом, в вентильном электродвигателе обеспечиваетс  компенсаци  реакции  кор  и по амплитуде, и по фазе. Это приводит к существенному повышению устой ивости машинной коммутации в электродвигателе, его перегрузочной способности. Следовательно , асинхронна  машина будет лучше использоватьс , отпадет необходимость увеличивать ее установленную мощность. В результате улучщаютс  массогабаритные показатели вентильного электродвигател . В то же врем  в вентильном электродвигателе отсутствуют шунты и св занные с ними большие потери энергии, что улучшает энергетические показатели устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Вентильный электродвигатель, содержащий электромеханический преобразователь , вьшолненый в виде асинхронной мащины с ротором, на котором установлена обмотка  кор , и статоро с трехфазной обмоткой, преобразователь частоты с вьшодами дл  подключени  к сети, к входу которого подключены выводы обмотки ротора, датчик положени  ротора, систему импульсно-фазового управлени  преобразователем частоты, выход которого подключен к дополнительному входу преобразовател  частоты, а один из 5 ее входов соединен с выходом датчика положени  ротора, и источник посто нного напр жени  возбуждени , выполненный в виде трехфазного мостового управл емого выпр мител , имеющего выводы дл  подключени  к источнику питани  и два раздельных канала системы импульсно-фазового управлени  источника напр жени  возбуждени , выходы которьк подключены к управл ющим электродам анодной и катодной групп вентилей выпр мител , причем выходные зажимы выпр мител  подключены к двум выводам обмотки статора, а третий вывод обмотки статора служит дл  подключени  к нулевой точке источника питани  вьтр мител , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью улуч шени  массогабаритных показателей, введены задатчик частоты вращени , регул тор и датчик частоты вращени  регул тор и датчик тока  кор , зада чик начальных токов фаз статора. Ь6 два регул тора токов фаз статора и два датчика токов фаз статора, причем выход задатчика частоты вращени  подключен к входу регул тора частоты вращени , на второй вход которого подключен выход датчика частоты вращени , выход регул тора частоты вращени  соединен с входами регул тора тока  кор  и обоих регул торов токов фаз статора, к второму входу регул тора тока  кор  подключен выход датчика тока  кор , выход регул тора тока  кор  соединен с вторым входом системы импульсно-фазового управ лени  преобразователем частоты, к второму и третьему входам каждого из регул торов токов фаз статора подключены соответственно выходы задатчика начальных токов фаз статора и датчика тока одной из фаз статора, а выход каждого из регул торов токов фаз статора соединен с входом одного из каналов системы импульсно-фазового управлени  источника напр жени  возбуждени .