RU2088034C1 - Method for control of m-phase alternating current electric motor which has 2m thyristor commutator and device which implements said method - Google Patents
Method for control of m-phase alternating current electric motor which has 2m thyristor commutator and device which implements said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088034C1 RU2088034C1 RU94020640A RU94020640A RU2088034C1 RU 2088034 C1 RU2088034 C1 RU 2088034C1 RU 94020640 A RU94020640 A RU 94020640A RU 94020640 A RU94020640 A RU 94020640A RU 2088034 C1 RU2088034 C1 RU 2088034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- output
- input
- outputs
- counter
- Prior art date
Links
- 230000027311 M phase Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 16
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 108010071289 Factor XIII Proteins 0.000 description 1
- 241001415849 Strigiformes Species 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области тиристорного электропривода, требующего регулирования скорости и угла поворота привода, с m-фазным двигателем переменного тока с нечетным числом фаз и 2m-тиристорным коммутатором. The invention relates to the field of thyristor electric drive, requiring speed and angle of rotation of the drive, with an m-phase AC motor with an odd number of phases and a 2m-thyristor switch.
Большое распространение в таких приводах благодаря простоте и надежности приобрел электропривод с тиристорным регулятором напряжения (тиристорным коммутатором), см. [1] рис.5-47б. Due to its simplicity and reliability, an electric drive with a thyristor voltage regulator (thyristor switch) has become very widespread in such drives, see [1] Fig. 5-47b.
Для регулирования скорости и положения такого электропривода обычно используется датчик скорости, что усложняет электропривод. To control the speed and position of such an electric drive, a speed sensor is usually used, which complicates the electric drive.
Для ликвидации данного недостатка в [2] с. 56, 57, представлен электропривод с тиристорным коммутатором без датчика скорости, где регулирование скорости и угла поворота двигателя осуществляется путем реализации шагового режима двигателя. To eliminate this drawback in [2] p. 56, 57, an electric drive with a thyristor switch without a speed sensor is presented, where the speed and angle of rotation of the engine are regulated by implementing the stepping mode of the engine.
На рис. 29г, с. 56, 57, [2] представлены силовая схема и способ управления (диаграмма формирования напряжений управления тиристорами) таким электроприводом в шаговом режиме. In fig. 29g, s. 56, 57, [2] presents the power circuit and control method (diagram of the formation of thyristor control voltages) by such an electric drive in step mode.
Данный способ управления наиболее близок предлагаемому и выбран в качестве прототипа. This control method is closest to the proposed one and is selected as a prototype.
Способ управления приводом в шаговом режиме, представленный в [2] рис. 29г, сводится к циклу, состоящему из последовательности следующих операций. The control method of the drive in step mode, presented in [2] fig. 29g, is reduced to a cycle consisting of a sequence of the following operations.
1. На заданный интервал времени, не превышающий периода напряжения сети, открывают ключ в первой фазе двигателя, подключая указанную фазу к сети. 1. For a given time interval not exceeding the period of the mains voltage, open the key in the first phase of the motor, connecting the specified phase to the network.
2. Повторяют указанную операцию по п.1 для первой фазы в течение времени τ
3. Повторяют операцию по п.1 для второй фазы двигателя.2. Repeat the specified operation according to
3. Repeat the operation according to
4. Повторяют операцию по п.2 для второй фазы двигателя. 4. Repeat the operation according to
5. Повторяют операцию по п.1 для третьей фазы двигателя. 5. Repeat the operation according to
6. Повторяют операцию по п.2 для третьей фазы двигателя. 6. Repeat the operation according to
Затем цикл, состоящий из операций 1-6, повторяется и т.д. Then the cycle, consisting of operations 1-6, is repeated, etc.
Представленный в [2] для трехфазного двигателя с соединенными в звезду обмотками и коммутатора, состоящего из 6 тиристоров, цикл управления легко экстраполировать для m-фазного двигателя с соединенными в звезду обмотками и коммутатора, состоящего из 2m тиристоров, где каждая пара встречно параллельных тиристоров соединена последовательно с каждой фазой двигателя. Presented in [2] for a three-phase motor with windings connected to a star and a switch consisting of 6 thyristors, the control cycle can be easily extrapolated for an m-phase motor with windings connected to a star and a switch consisting of 2m thyristors, where each pair of counter-parallel thyristors is connected sequentially with each phase of the motor.
При данном способе управления при каждой последующей коммутации тиристоров (выполнение очередной операции цикла) осуществляется скачкообразный поворот вектора намагничивающей силы (н.с.) статора на угол 360/m эл.град. With this control method, at each subsequent thyristor switching (the next cycle operation is performed), the stator magnetizing force (NS) vector is abruptly rotated through an angle of 360 / m el.
Данный способ управления электроприводом с m-фазным двигателем переменного тока имеет следующие недостатки:
невозможна работа электропривода с 2m-тиристорным коммутатором при питании от однофазной сети переменного тока;
возможности уменьшения угла поворота ротора за одну коммутацию тиристоров шага D (что необходимо для повышения точности электропривода при позиционировании) ограничены указанным углом поворота вектора н.с. статора - 360/m эл.град.This method of controlling an electric drive with an m-phase AC motor has the following disadvantages:
it is impossible to operate an electric drive with a 2m-thyristor switch when powered by a single-phase AC network;
the possibilities of decreasing the rotor rotation angle in one switching step thyristors D (which is necessary to improve the accuracy of the electric drive during positioning) are limited by the indicated angle of rotation of the vector n.s. stator - 360 / m el.
из-за включения обмоток двигателя на выпрямленное напряжение сети в течение времени t формируются повышенные значения токов двигателя, тиристоров, сети;
в выходном напряжении коммутатора появляются постоянная составляющая и субгармоники.due to the inclusion of motor windings on the rectified voltage of the network during time t, higher values of the currents of the motor, thyristors, network are formed;
A constant component and subharmonics appear in the output voltage of the switch.
Устройство управления приводом, реализующее шаговый режим двигателя и представленное в [2] с.91-93, рис.47, состоит из силовой части тиристорного коммутатора и системы управления тиристорами, содержащей, в частности, входное устройство (синхронизирующий трансформатор), формирователь импульсов и выходные устройства (устройства запуска тиристоров). A drive control device that implements the stepping mode of the motor and presented in [2] pp. 91-93, Fig. 47, consists of the power part of the thyristor switch and the thyristor control system, containing, in particular, an input device (synchronizing transformer), a pulse shaper and output devices (thyristor triggering devices).
Указанное устройство наиболее близко к предлагаемому и выбрано в качестве прототипа. The specified device is the closest to the proposed and selected as a prototype.
Техническая задача, решаемая в предлагаемом способе заключается в обеспечении питания m-фазного электродвигателя и 2m-тиристорного коммутатора от однофазной сети (m нечетное число, большее 1) при одновременном улучшении основных характеристик электропривода в шаговом режиме: уменьшении шага D, токов двигателя, тиристоров, сети, ликвидации постоянной составляющей и субгармоник в выходном напряжении коммутатора. The technical problem solved in the proposed method is to provide power to the m-phase electric motor and 2m-thyristor switch from a single-phase network (m an odd number greater than 1) while improving the main characteristics of the electric drive in step mode: decreasing step D, motor currents, thyristors, network elimination of the constant component and subharmonics in the output voltage of the switch.
Поставленная задача в предлагаемом способе решается тем, что для управления m-фазным электродвигателем переменного тока с 2m-тиристорным коммутатором, предназначенным для подключения электродвигателя к сети (m - нечетное число, большее 1), при котором на заданный интервал времени, не превышающий периода напряжения сети, открывают ключ в фазе двигателя, подключая указанную фазу к сети, постоянно контролируют момент перехода напряжения сети через ноль и в момент перехода напряжения сети из области отрицательных значений в область положительных t+ открывают i-ый анодный ключ i-ой фазы двигателя на указанный интервал времени, затем через К-1 моментов t+ (где К любое целое число) повторно открывают указанный анодный ключ на тот же интервал времени, в момент перехода напряжения сети из области положительных значений в область отрицательных t- открывают катодный ключ с номером
Поставленная задача в предлагаемом устройстве с m=3 решается тем, что в устройстве для управления трехфазным электродвигателем переменного тока с шестивентильным тиристорным коммутатором, предназначенным для подключения электродвигателя к сети, содержащем систему управления тиристорами коммутатора, составленную из синхронизирующего трансформатора, формирователя импульсов и шести блоков запуска тиристоров, причем вход синхронизирующего трансформатора соединен с сетью переменного тока, а выход соединен с входом формирователя импульсов, выходы которого соединены с входами блоков запуска тиристоров, выходами соединенных с управляющими электродами и катодами тиристоров коммутатора, формирователь импульсов содержит нуль-орган, семь инверторов, двенадцать двухвходовых элементов И, шестивходовый элемент ИЛИ, счетчик с переменным коэффициентом счета, два преобразователя четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", блок ключей, составленный из четырнадцати ключей и резистора, счетчик с коэффициентом счета "6", причем синхронизирующий трансформатор выполнен с одной первичной и одной вторичной обмотками, аноды первого, второго и третьего тиристоров, катоды четвертого, пятого и шестого тиристоров и начало первичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединены с одной фазой сети переменного тока, ноль трехфазной обмотки статора электродвигателя переменного тока и конец первичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединены с другой фазой сети переменного тока, конец вторичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединен с общей шиной, начало вторичной обмотки соединено с входом нуль-органа, выход нуль-органа соединен с входом первого инвертора и первыми входами первого, третьего и пятого двухвходовых элементов И, выход первого инвертора соединен с первыми входами второго, четвертого и шестого двухвходовых элементов И, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого двухвходовых элементов И соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами шестивходового элемента ИЛИ и первыми входами седьмого, двенадцатого, восьмого, десятого, девятого и одиннадцатого двухвходовых элементов И, выход шестивходового элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика с переменным коэффициентом счета, четыре выхода счетчика с переменным коэффициентом счета соединены соответственно поразрядно с адресными входами первого преобразователя четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", выход которого, соответствующий комбинации "0" в десятичной системе счисления, соединен со счетным входом счетчика с коэффициентом счета "6", выходы счетчика с коэффициентом счета "6" соединены соответственно поразрядно с адресными входами второго преобразователя четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", выходы второго преобразователя, соответствующие комбинациям "0", "1", "2", "3", "4", "5" в десятичной системе счисления, соединены соответственно с входами второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого инверторов, выходы второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого инверторов соединены соответственно с вторыми входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого двухвходовых элементов И, выходы первого из упомянутых преобразователей, соответствующие кодовым комбинациям с "1 по 14" в десятичной системе счисления, соединены соответственно с неподвижными контактами четырнадцати ключей, первый вывод резистора блока ключей соединен с пятым выходом счетчика с переменным коэффициентом счета, подвижные контакты упомянутых ключей и второй вывод резистора соединены с вторыми входами седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого двухвходовых элементов И, выходы седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым блоками запуска тиристоров, положительные выходные зажимы выходных напряжений первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков запуска тиристоров соединены соответственно с управляющими электродами первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого тиристоров, а отрицательные выходные зажимы выходных напряжений первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков запуска соединены соответственно с катодами первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого тиристоров. The problem in the proposed device with m = 3 is solved by the fact that in the device for controlling a three-phase AC motor with a six-valve thyristor switch, designed to connect the electric motor to a network containing a switch thyristor control system composed of a synchronizing transformer, a pulse shaper and six triggering units thyristors, and the input of the synchronizing transformer is connected to the AC network, and the output is connected to the input of the pulse shaper owls, the outputs of which are connected to the inputs of the thyristor triggering blocks, the outputs connected to the control electrodes and cathodes of the thyristors of the switch, the pulse shaper contains a zero-organ, seven inverters, twelve two-input AND elements, a six-input OR element, a counter with a variable counting coefficient, two four-digit binary converters code to code "1 of 16", a block of keys made up of fourteen keys and a resistor, a counter with a coefficient of account "6", and the synchronizing transformer is made with one the primary and one secondary windings, the anodes of the first, second and third thyristors, the cathodes of the fourth, fifth and sixth thyristors and the beginning of the primary winding of the synchronizing transformer are connected to one phase of the alternating current network, the zero of the three-phase stator winding of the alternating current motor and the end of the primary winding of the synchronizing transformer are connected to another phase of the AC network, the end of the secondary winding of the synchronizing transformer is connected to a common bus, the beginning of the secondary winding is connected to the input ul-organ, the output of the zero-organ is connected to the input of the first inverter and the first inputs of the first, third and fifth two-input elements And, the output of the first inverter is connected to the first inputs of the second, fourth and sixth two-input elements And, the outputs of the first, second, third, fourth, the fifth and sixth two-input elements AND are connected respectively to the first, second, third, fourth, fifth, and sixth inputs of the six-input OR element and the first inputs of the seventh, twelfth, eighth, tenth, ninth and eleventh two-input output elements AND, the output of the six-input element OR is connected to the counting input of the counter with a variable counting coefficient, the four outputs of the counter with a variable counting coefficient are connected bitwise to the address inputs of the first four-digit binary code to “1 of 16” code, the output of which corresponding to the combination 0 "in the decimal system, connected to the counter input of the counter with the coefficient of the account" 6 ", the outputs of the counter with the coefficient of the account" 6 "are connected bitwise with the address input by the second converter of the four-digit binary code to the code "1 of 16", the outputs of the second converter corresponding to the combinations "0", "1", "2", "3", "4", "5" in the decimal number system are connected respectively with the inputs of the second, third, fourth, fifth, sixth and seventh inverters, the outputs of the second, third, fourth, fifth, sixth and seventh inverters are connected respectively to the second inputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth two-input elements And, the outputs of the first of the mentioned converters, respectively corresponding to the code combinations “1 to 14” in the decimal system, are connected respectively to the fixed contacts of fourteen keys, the first output of the resistor of the key block is connected to the fifth output of the counter with a variable counting coefficient, the movable contacts of the keys and the second output of the resistor are connected to the second inputs of the seventh , the eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth two-input elements And, the outputs of the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth elements And are connected respectively only with the first, second, third, fourth, fifth and sixth thyristor triggering units, the positive output terminals of the output voltages of the first, second, third, fourth, fifth and sixth thyristor triggering units are connected respectively to the control electrodes of the first, second, third, fourth, fourth, fifth and the sixth thyristor, and the negative output terminals of the output voltages of the first, second, third, fourth, fifth, and sixth triggering units are connected respectively to the cathodes of the first, second, third, fourth , Fifth and sixth thyristors.
Предлагаемые изобретения отвечают критерию "изобретательский уровень", т. к. отличительные признаки предлагаемых технических решений не являются сходными с признаками известных технических решений и обеспечивают более высокий результат по сравнению с прототипом обеспечение работы 2m-тиристорного коммутатора при питании от однофазной сети при одновременном улучшении основных характеристик электропривода в шаговом режиме: уменьшение шага D и токов электропривода, ликвидация постоянной составляющей и субгармоник в выходном напряжении коммутатора. The proposed inventions meet the criterion of "inventive step", because the distinguishing features of the proposed technical solutions are not similar to the features of the known technical solutions and provide a higher result compared to the prototype ensuring the operation of the 2m-thyristor switch when powered by a single-phase network while improving the main characteristics of the drive in step mode: reducing step D and drive currents, eliminating the DC component and subharmonics in the output voltage switchboard.
На фиг. 1, изображающей силовую схему электропривода, обозначено:
1,2.i.m тиристоры, подключенные анодом к сети;
(m+1),(m+2).(m+i).2m тиристоры, подключенные катодом к сети;
I, II.i.M m обмоток (фаз) статора двигателя переменного тока.In FIG. 1, depicting a power circuit of an electric drive, is indicated:
1,2.im thyristors connected to the network by the anode;
(m + 1), (m + 2). (m + i) .2m thyristors connected to the network by the cathode;
I, II.iM m windings (phases) of the stator of an AC motor.
На фиг. 2 представлено жирной линией выходное напряжение коммутатора Uвых для его минимального периода Твых1 (К=1) при m=3.In FIG. 2 is represented by the bold line the output voltage of the switch U o for its minimum period T o1 (K = 1) at m = 3.
На фиг. 3 представлено жирной линией выходное напряжение коммутатора Uвых для произвольного периода Твых.к (произвольного К) при m=3.In FIG. 3 is represented by the bold line the output voltage of the switch U o for an arbitrary period T o.k (arbitrary K) with m = 3.
На фиг. 2 и 3 обозначено: из напряжения однофазной питающей сети жирной линией выделено напряжение сети, подключаемое к фазам статора двигателя (выходное напряжение коммутатора); внутри полуволн напряжения сети обозначены открытые тиристоры коммутатора; нагрузка коммутатора принята активной; за начало координат принято время перехода через ноль из отрицательной области к положительной напряжения сети, а отсчет времени производится в угловой мере частоты сети wc (wc угловая частота сети, t время).In FIG. 2 and 3 are indicated: from the voltage of a single-phase supply network, a bold line indicates the network voltage connected to the phases of the motor stator (output voltage of the switch); inside the half-waves of the mains voltage, open switch thyristors are indicated; switch load is accepted active; the origin of coordinates is the time taken to pass through zero from the negative region to the positive network voltage, and the time is counted in the angular measure of the network frequency w c (w c the angular frequency of the network, t time).
Работа устройства для m=3 поясняется фиг. 4. The operation of the device for m = 3 is illustrated in FIG. 4.
На фиг. 4 изображена блок-схема устройства управления трехфазным двигателем переменного тока с шестивентильным коммутатором, где 1-6 - тиристоры, 7 электродвигатель переменного тока, 8 синхронизирующий трансформатор, 9 нуль-орган, 10.1-10.7 инверторы, 11.1-11.12 - двухвходовые элементы И, 12 шестивходовый элемент ИЛИ, 13 счетчик с переменным коэффициентом счета, 14 счетный вход счетчика 13, 15.1-15.5 - выходы счетчика 13 (15.1 выход младшего разряда), 15.2, 15.3, 15.4 выходы более старших разрядов соответственно, 15.5 "плюс" источника питания постоянного тока 33 (см. фиг. 5), 16, 25 преобразователи четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", 17.1-17.4; 26.1-26.4 адресные входы преобразователей 16 и 25, 18.0-18.14; 27.0-27.5 выходы преобразователей 16 и 25, 19 блок ключей, 20.1-20.15 входы блока 19, 21 выход блока 19, 22 - счетчик с коэффициентом счета "6", 23 счетный вход счетчика 22, 24.1-24.4 - выходы счетчика 22 (24.1 -выход младшего разряда, 24.4 выход старшего разряда), 28.1-28.6 блоки запуска тиристоров. In FIG. 4 shows a block diagram of a control device for a three-phase AC motor with a six-valve commutator, where 1-6 are thyristors, 7 an AC motor, 8 a synchronizing transformer, 9 zero-organ, 10.1-10.7 inverters, 11.1-11.12 - two-input elements I, 12 six-input OR element, 13 counter with a variable counting coefficient, 14 counter input of a
На фиг. 5 изображена схема счетчика с переменным коэффициентом счета 13, где 29.1 четырехразрядный двоичный счетчик, 30.1 счетный вход счетчика 29, 30.2 вход установки нуля счетчика 29, 31.1-31.4 выходы счетчика 29 (31.1 - выход младшего разряда, 31.4 выход старшего разряда), 32.1-32.4 - переключатели, 33 источник питания постоянного тока, 34 четырехвходовый элемент И-НЕ. In FIG. 5 shows a counter circuit with a
На фиг. 6, представляющей схему блока ключей 19, изображены 35.1-35.14 - ключи, 36 резистор. In FIG. 6, representing a circuit of a block of
Последовательность операций цикла при условии начала цикла в момент t+ изложена ниже. The sequence of operations of the cycle provided that the cycle starts at time t + is described below.
1. При t+ открывают i-ый анодный ключ i-ой фазы двигателя на заданный интервал времени, не превышающий периода сети. 1. At t + open the i-th anode key of the i-th phase of the engine for a given time interval, not exceeding the network period.
2. Повторно открывают указанный ключ на тот же интервал времени через К-1 моментов t+. 2. Re-open the specified key for the same time interval through K-1 moments t +.
3. При t- открывают
4. Повторно открывают указанный ключ на тот же времени через К-1 моментов t-. (Операции 1-4 повторяются для всех i, меняющихся последовательно через 1 от i=1 до i=(m-1)/2. 4. Re-open the specified key at the same time through K-1 moments t-. (Operations 1-4 are repeated for all i changing sequentially through 1 from i = 1 to i = (m-1) / 2.
5. Далее при t+ открывают i-ый анодный ключ i-ой фазы двигателя на указанный интервал времени. 5. Then, at t +, the i-th anode key of the i-th phase of the engine is opened for the indicated time interval.
6. Повторно открывают указанный ключ на тот же интервал времени через К-1 моментов t+. 6. Re-open the specified key for the same time interval through K-1 moments t +.
7. При t- открываютm+(2i-m+1)/2} катодный ключ (2i-m+1)/2 фазы двигателя на указанный интервал времени. 7. At t- open m + (2i-m + 1) / 2} cathode key (2i-m + 1) / 2 of the motor phase for the specified time interval.
8. Повторно открывают указанный ключ через К-1 моментов t-. (Операции 5-8 повторяются для всех i, меняющихся последовательно через 1 от (m+1)/2 до i=m). 8. Re-open the specified key through K-1 moments t-. (Operations 5-8 are repeated for all i changing sequentially through 1 from (m + 1) / 2 to i = m).
Изложим предлагаемый способ для m=3. We state the proposed method for m = 3.
Последовательность операций цикла для m=3 следующая:
1. При t+ открывают первый анодный ключ первой фазы двигателя.The sequence of operations of the cycle for m = 3 is as follows:
1. At t + open the first anode key of the first phase of the engine.
2. Повторно открывают указанный ключ через К-1 моментов t+. 2. Re-open the specified key through K-1 moments t +.
3. При t- открывают шестой катодный ключ третьей фазы двигателя. 3. At t- open the sixth cathode key of the third phase of the engine.
4. Повторно открывают указанный ключ через К-1 моментов t-. 4. Re-open the specified key through K-1 moments t-.
5. Далее при t+ открывают второй анодный ключ второй фазы двигателя. 5. Then at t + open the second anode key of the second phase of the engine.
6. Повторно открывают указанный ключ через К-1 моментов t+. 6. Re-open the specified key through K-1 moments t +.
7. При t- открывают четвертый катодный ключ первой фазы двигателя. 7. When t- open the fourth cathode key of the first phase of the engine.
8. Повторно открывают указанный ключ через К-1 моментов t-. 8. Re-open the specified key through K-1 moments t-.
9. При t+ открывают третий анодный ключ третьей фазы двигателя. 9. At t + open the third anode key of the third phase of the engine.
10. Повторно открывают указанный ключ через К-1 моментов t+. 10. Re-open the specified key through K-1 moments t +.
11. При t- открывают пятый катодный ключ второй фазы двигателя. 11. At t- open the fifth cathode key of the second phase of the engine.
12. Повторно открывают указанный ключ через К-1 моментов t-. 12. Re-open the specified key through K-1 moments t-.
Период выходного напряжения коммутатора для нечетных m
Твых.кm•(2K-1)•Tc,
где Tc период напряжения сети.Switch output voltage period for odd m
T out.k m • (2K-1) • T c ,
where T c is the period of the mains voltage.
Таким образом, для m=3 Tвых.к=3•(2K-1)•Tc.Thus, for m = 3 T, output k = 3 • (2K-1) • T c .
При предлагаемом способе управления осуществляется шаговое движение ротора двигателя при питании от однофазной сети за счет скачкообразного поворота вектора н.с. на угол 360/2m эл.град при коммутации следующего тиристора (см. цикл операций), что вдвое меньше по сравнению с известным способом. With the proposed control method, the step-by-step motion of the motor rotor is carried out when powered from a single-phase network due to the abrupt rotation of the vector of the NS at an angle of 360 / 2m el. grad when switching the next thyristor (see operation cycle), which is half as much compared to the known method.
Из фиг. 2 и 3 видно, что по сравнению с прототипом при реализации предлагаемого способа управления приводом уменьшаются токи двигателя, тиристоров и потребляемого из сети, а в выходном напряжении коммутатора отсутствуют постоянная составляющая и субгармоники. From FIG. 2 and 3 it is seen that, compared with the prototype, when implementing the proposed method for controlling the drive, the currents of the motor, thyristors and consumed from the network are reduced, and in the output voltage of the switch there is no constant component and subharmonics.
Действительно, как видно из фиг. 3 за время, соответствующее 1/6 Tвых.к, каждый тиристор горит в течение двух полупериодов частоты сети, а не к полупериодов, как в прототипе, чем достигается уменьшение токов двигателя, тиристоров и потребляемого из сети.Indeed, as can be seen from FIG. 3 for a time corresponding to 1/6 T o.k. , each thyristor burns for two half-periods of the network frequency, and not to half periods, as in the prototype, which reduces the currents of the motor, thyristors and consumed from the network.
Отсутствие постоянной составляющей и субгармоник в выходном напряжении коммутатора обеспечивается равенством положительных и отрицательных полуволн частоты сети за период выходного напряжения. The absence of a constant component and subharmonics in the output voltage of the switch is ensured by the equality of the positive and negative half-waves of the network frequency over the period of the output voltage.
Ниже дано описание отдельных элементов предлагаемого устройства. Below is a description of the individual elements of the proposed device.
Синхронизирующий трансформатор 8 обеспечивает согласование напряжения сети по уровню с входом нуль-органа 9. The synchronizing transformer 8 provides coordination of the mains voltage level with the input of the zero-organ 9.
Нуль-орган 9 преобразует синусоидальное напряжение сети в прямоугольное, синфазное с синусоидальным. Исполнение нуль-органов стандартное. Zero-organ 9 converts the sinusoidal voltage of the network into rectangular, in-phase with sinusoidal. The performance of the null organs is standard.
Задание необходимого коэффициента счета K счетчика 13 (фиг. 5) осуществляется подключением с помощью переключателей 32.1-32.4 входов элемента 34 к тем выходам счетчика 31.1-31.4, на которых при кодовой комбинации, равной К в двоичном коде, значения сигналов будут равны "Лог.1", а остальные переключатели из 32.1-32.4 подключают входы элемента 34 к плюсу источника 33. The required counting coefficient K of the counter 13 (Fig. 5) is set by connecting the inputs of the
Положение переключателей 32.1-32.4 на фиг.5 соответствует K=5 или K=0101 в двоичном коде, т.е. выходы 31.1 и 31.3 подключены переключателями 32.1 и 32.3 к двум входам элемента 34, а остальные два входа элемента 34 переключателями 32.2 и 32.4 подключены к плюсу источника 33. The position of the switches 32.1-32.4 in FIG. 5 corresponds to K = 5 or K = 0101 in binary code, i.e. the outputs 31.1 and 31.3 are connected by switches 32.1 and 32.3 to the two inputs of the
Требуемое значение К от 1 до 16 задается предварительно вручную. Если начальное значение счетчика 29.1 соответствует кодовой комбинации 0000 на выходах 31.1-31.4, то после К-го импульса на выходе 30 код на выходах 31.1-31.4 станет равным К и сигнал "Лог.0" с выхода 34 поступит на вход 30.2, что приведет к установке счетчика 29 в состояние, соответствующее коду 0000. The required value of K from 1 to 16 is pre-set manually. If the initial value of counter 29.1 corresponds to the code combination 0000 at outputs 31.1-31.4, then after the K-th pulse at output 30, the code at outputs 31.1-31.4 will become equal to K and the signal "Log.0" from
По аналогии со схемой счетчика 13 выполняется счетчик 22 с коэффициентом счета "6", состоящий из четырехразрядного двоичного счетчика и двухвходового элемента И-НЕ. Выходы второго и третьего разрядов четырехразрядного двоичного счетчика подключаются соответственно к первому и второму входам двухвходового элемента И-НЕ, а выход этого элемента соединяется с входом установки нуля счетчика. Тогда после шестого импульса на входе 23 счетчика 22 код на выходах 24.1-24.4 станет равным 0110, что приведет к появлению сигнала "Лог. 0" на выходе элемента И-НЕ и установке счетчика 22 в состояние 0000. В качестве четырехразрядных двоичных счетчиков для 13 и 22 могут быть использованы микросхемы К155ИЕ2; изменение выходного кода счетчиков происходит по отрицательным перепадам (от "Лог.1" к "Лог.0") входных сигналов. By analogy with the
Преобразователи 16 и 25 выполняются на стандартных микросхемах, например К155ИД3. При поступлении какой-либо кодовой комбинации на адресные входы преобразователь переводит один из его выходов, соответствующий данной комбинации в десятичной системе счисления, в состояние "Лог.0"; на остальных выходах при этом сохраняется уровень "Лог.1".
Ключи 35.1-35.14 блока 19 (фиг. 6) при К<3 разомкнуты, а при 3≅K≅16 соединяют входы с 20.1 по 20.(К-2) с выходом 21 следующим образом: при К=3 замкнут 35.1, при К=4 замкнуты 35.1 и 35.2 и т.д. а при К=16 замкнуты ключи с 35.1 по 35.14. Так же, как и для фиг. 5, на фиг. 6 положение ключей соответствует К= 5: ключи с 35.1 по 35.3 соединяют входы с 20.1 по 20.3 с выходом 21. The keys 35.1-35.14 of block 19 (Fig. 6) are open for K <3, and for 3≅K≅16 they connect the inputs from 20.1 to 20. (K-2) with
Блоки запуска тиристоров 28.1-28.6 формируют напряжения управления тиристорами 1-6 необходимой длительности и амплитуды. Выходы устройств 28.1-28.6 соединены с цепями управляющий электрод-катод тиристоров 1-6, при этом положительные выходные зажимы 28.1-28.6, отмеченные на фиг. 4 знаками "+", соединены с управляющими электродами тиристоров 1-6, а отрицательные зажимы с катодами тиристоров. Thyristor trigger blocks 28.1-28.6 form control voltages of thyristors 1-6 of the required duration and amplitude. The outputs of devices 28.1-28.6 are connected to the control electrode-cathode circuits of thyristors 1-6, with the positive output terminals 28.1-28.6 marked in FIG. 4 signs "+", connected to the control electrodes of thyristors 1-6, and the negative terminals with the cathodes of thyristors.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Напряжение сети с помощью синхронизирующего трансформатора 8, нуль-органа 9 и инвертора 10.1 преобразуется так, что положительным полуволнам напряжения сети соответствуют положительные значения выходного напряжения нуль-органа 9, а отрицательным полуволнам положительное значение напряжения на выходе инвертора 10.1. При совпадении положительных значений выходных напряжений 9 и 10.1 с соответствующими кодовыми комбинациями на выходах счетчика 22 и отсутствии запрета ("Лог.0") с выхода 21 блока 19 появляются сигналы "Лог.1" на выходах элементов 11.7-11.12, и схемы запуска 28.1-28.6 формируют импульсы управления тиристорами 1-6. The proposed device operates as follows. The network voltage with the help of a synchronizing transformer 8, zero-organ 9 and inverter 10.1 is converted so that the positive half-waves of the mains voltage correspond to the positive output voltage of the zero-organ 9, and the negative half-waves the positive value of the voltage at the output of the inverter 10.1. If the positive values of the output voltages 9 and 10.1 coincide with the corresponding code combinations at the outputs of the
Схема устройства (фиг. 4) реализует следующие алгоритмы:
U1=U21•0000•U,
U2=U21•0010•U,
U3=U21•0100•U,
U4=U21•0011•U,
U5=U21•0101•U,
U6=U21•0001•U,
где U1.U6 импульсы управления соответственно на тиристорах 1-6,
0000.0101 кодовые комбинации на выходах счетчика 22,
U напряжение питающей сети,
U21 сигнал на выходе 21 блока 19.The device diagram (Fig. 4) implements the following algorithms:
U1 = U21 • 0000 • U,
U2 = U21 • 0010 • U,
U3 = U21 • 0100 • U,
U4 = U21 • 0011 • U,
U5 = U21 • 0101 • U,
U6 = U21 • 0001 • U,
where U1.U6 control pulses respectively on thyristors 1-6,
0000.0101 code combinations at the outputs of the
U mains voltage,
U21 signal at the
Положим, начальные состояния счетчиков 13 и 22 соответствуют кодам 0000 как на выходах 15.1-15.4, так и на выходах 24.1-24.4. Тогда состояние устройства характеризуется "Лог.0" на выходах 18.0 и 27.0 преобразователей 16 и 25, инверторов 10.3-10.7, двухвходовых элементов И 11.2-11.6 и "Лог.1" на выходе инвертора 10.2. Suppose that the initial states of
Сигнал на выходе элемента 11.1 импульсный и равен "Лог.1" во время положительной полуволны напряжения U и "Лог.0" при отрицательной полуволне. Этот сигнал, поступая через элемент 12 на счетный вход 14 счетчика 13, вызывает изменение кода на выходах 15.1-15.4. Одновременно первый и K-ый импульсы "Лог. 1" на выходе 11.1 вызовут появление "Лог.1" на выходах элемента 11.7, соответственно формирование импульса устройством 28.1 и включение тиристора 1. Импульсы "Лог. 1" с 2 по К-1 при К>2 на выходе элемента 11.1 не вызовут включения тиристора 1, т.к. на вход элемента 11.7 будет подан сигнал "Лог.0" с выхода 21 блока 19. Спад K-го импульса на выходе 11.1, по времени совпадающий с переходом U от положительных значений к отрицательным, вызовет обнуление счетчика 13, переход из состояния "Лог.1" в "Лог.0" на выходе 18.0 преобразователя 16, как следствие, появление кодовой комбинации 0001 на выходах 24.1-24.4, сигнала "Лог.0" на выходе 27.1 преобразователя 25 и инвертора 10 и "Лог.1" на выходе инвертора 10.3. Теперь по аналогии импульсным становится сигнал на выходе элемента 11, во время 1 и K-го импульсов "Лог.1" на выходе 11 включится тиристор 6, а после K-го импульса произойдет очередное обнуление счетчика 13 и изменение состояния преобразователя 25. The signal at the output of element 11.1 is pulsed and is equal to “Log.1” during a positive half-wave of voltage U and “Log.0” for a negative half-wave. This signal, passing through
Подобно описанному ранее далее осуществляется включение тиристоров 2, 4, 3, 5. Затем цикл, начинающийся включением тиристора 1, повторяется. Like the previously described, the
Последовательность переключений фаз двигателя 7 и направление тока в них жестко заданы блок-схемой устройства, а форма выходного напряжения коммутатора для K=1 и K≠1 показана на фиг.2 и 3. The sequence of switching the phases of the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94020640A RU2088034C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Method for control of m-phase alternating current electric motor which has 2m thyristor commutator and device which implements said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94020640A RU2088034C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Method for control of m-phase alternating current electric motor which has 2m thyristor commutator and device which implements said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94020640A RU94020640A (en) | 1996-02-10 |
| RU2088034C1 true RU2088034C1 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=20156739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94020640A RU2088034C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Method for control of m-phase alternating current electric motor which has 2m thyristor commutator and device which implements said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2088034C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002056453A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Vahan Harutyunyan | Phase commutation method of two-phase step motor and a device for its realization |
| WO2002056455A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Vahan Harutyunyan | Phase commutation method of four-phase step motor and a device for its realization |
| WO2002056454A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Vahan Harutyunyan | Phase commutation method of three-phase step motor and a device for its realization |
-
1994
- 1994-06-02 RU RU94020640A patent/RU2088034C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Чиликин М.Г., Соколов М.М. Основы автоматизированного электропривода. - М.: Энергия, 1974, с. 35, рис. 5-47б. 2. Петров Л.П. и др. Асинхронный электропривод с тиристорными коммутаторами. - М.: Энергия, 1970, с. 56 - 57. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002056453A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Vahan Harutyunyan | Phase commutation method of two-phase step motor and a device for its realization |
| WO2002056455A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Vahan Harutyunyan | Phase commutation method of four-phase step motor and a device for its realization |
| WO2002056454A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Vahan Harutyunyan | Phase commutation method of three-phase step motor and a device for its realization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3219905A (en) | Method of obtaining artificial commutation of an inverter | |
| US3641566A (en) | Frequency polyphase power supply | |
| RU2088034C1 (en) | Method for control of m-phase alternating current electric motor which has 2m thyristor commutator and device which implements said method | |
| US3523236A (en) | Circuit to control inverter switching for reduced harmonics | |
| CA1037557A (en) | Control of rotary-field electric machines | |
| RU162848U1 (en) | SEMICONDUCTOR REVERSE DEVICE FOR STARTING AND OPERATING A THREE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR SUPPLY FROM A SINGLE-PHASE AC NETWORK | |
| RU2092965C1 (en) | Method and device for controlling m-phase ac motor with 2m-transistor switch | |
| US3733539A (en) | Multi-phase thyristor inverter | |
| RU1785043C (en) | Method and device for nuclear fission reactor driving operating control member | |
| US4763240A (en) | Polyphase power adapter for frequency reduction | |
| US3681636A (en) | Phase sequence sensing circuit | |
| GB1296230A (en) | ||
| SU1534702A1 (en) | Gate converter driven by network | |
| EP0055684A2 (en) | Inverter with individual commutation circuit | |
| US3470458A (en) | Solid state load control | |
| SU754611A1 (en) | Apparatus for switching electric supply | |
| SU1277326A1 (en) | Method of switching electric motor windings from delta to star and vice versa with power commutation of semiconductor switches | |
| US4980630A (en) | Method and apparatus for speed regulation of an asynchronous motor using strobe control | |
| SU1112523A1 (en) | Control unit for polyphase bridge rectifier converter | |
| SU921084A1 (en) | Switching device | |
| SU1030775A1 (en) | Ac voltage stabilizer | |
| RU2046543C1 (en) | Electronic commutator of alternating current supply line | |
| SU1660167A1 (en) | Pulse driver for thyristor switch control | |
| SU1676048A1 (en) | Constant voltage-to-quasi-sinusoidal voltage converter | |
| SU1287247A1 (en) | Thyristor reversible starter |