13.2. Вентильний двигун
Вентильні двигуни є різної конструкції. Найбільше поширеною є конструкція на базі трифазного синхронного двигуна зі збудженням від постійних магнітів в (рис.13.1.). У цьому двигуні обмотка стато-ра живиться від регульованого джерела постійного струму через трифазний мостовий комутатор, який складається із шести керова-них транзисторних ключів К1-К6. Ключі пронумеровані у порядку їх комутації з кутовим інтервалом 60 електричних градусів. Для наведеної на рис.13.1 конструкції електричні градуси співпадають з геометричними.
Керування ключами інвертора струму (ІС) здійснює давач поло-ження ротора (ДПР), ротор якого має вид сегмента, жорстко зв’яза-ного з ротором двигуна (рис.13.1,а). На нерухомій частині давача розташовано шість чутливих елементів, які пронумеровані цифрами 1-6 як і ключі інвертора.
а
б
Рис.13.1. Вентильний двигун: а – структура двигуна, б – алгоритм включення ключів інвертора і фазні струми
Коли сегмент перекриває чутливий елемент, він активізується і через систему керування інвертором (СКІ) переводить ключ комута-тора у замкнений стан, в якому ключ буде знаходитись доти, доки чутливий елемент перекривається сегментом. За такого алгоритму в любий момент часу замкненими будуть один ключ із групи 1-3-5 і один із групи 4-6-2 і струм буде протікати через дві фазні обмотки статора, зміщені у просторі на кут . На такий же кут будуть зміщенні і магнітні потоки фаз.
При ДПР займає положення, яке відповідає замкненим ключам 1 і 6. Тоді вектор магнітного потоку ротора буде напра-вленим по осі системи координат , яка рухається разом з ротором (рис. 13.1,а). На рис.13.2 показано струми в обмотках стато-ра і положення векторів магнітних потоків для трьох моментів часу, які пояснюють процес обертаних ротора.
а б в
Рис.13.2. Положення векторів магнітних потоків: а – ;
б – і в –
Нехай ротор обертається проти годинникової стрілки. Тоді в момент часу розмикається ключ 6 та замикається ключ 2 і струм буде протікати від початку до кінця фази і від кінця до початку фази С. Цим напрямам струмів відповідають положення векторів магнітних потоків , і результуючого потоку статора , як показано на рис.13.2,а. У цей же момент ротор знаходиться в положенні, зображеному на рис.13.1,а, і його магнітний потік співпадає з віссю . За такого розташування векторів магнітних потоків двигун розвиває електромагнітний момент
, (13.3)
де – кут між векторами і , рівний .
Під дією цього електромагнітного моменту ротор повертається проти годинникової стрілки і кут зменшується. Коли він змен-шиться до , момент згідно (13.3) досягне максимального значення і в подальшому буде зменшуватись. Коли кут стане рівним , момент двигуна зменшиться до значення, яке він мав при , а вектор повернеться у просторі разом з ротором двигуна на кут і займе положення, показане на рис. 13.2,б. Якщо стан ключів комутатора не змінити, то ротор буде рухатись далі доти, доки кут не стане рівним нулю. При згідно (13.2) і ротор зупиниться.
Щоби цього не сталося, при ДПР через СКІ зумовлює розмикання ключа 1 і замикання ключа3. В результаті струм проті-катиме по фазах В і С, вектор при нехтуванні перехідним про-цесом стрибком повернеться на кут (рис.13.2,в), кут стане рівним і ротор буде далі обертатися. Описаний цикл повторюється. Напрям руху задається знаком керуючого впливу , який подається на СКІ.
За такого керування момент двигуна на кожному такті буде змінюватися за синусоїдним законом від початкового значення , досягаючи максимального значення при і до кінцевого . При такій змінні моменту зміна швидко-сті буде тим менша, чим більший момент інерції привода, що є основним недоліком такого способу керуванню. Цей недолік можна усунути, якщо за допомогою відповідної модуляції забезпечити синусоїдну форму струму в обмотках статора. Але і при цьому зміна навантаження буде впливати на швидкість двигуна. Тому таку систему доповнюють контуром регулювання швидкості.
- Основи електропривода
- Класифікація електроприводів. Механічні характеристики
- 1.1. Загальні положення
- 1.2. Класифікація електроприводів
- 1.3. Приведення моментів і сил опору, моментів інерції і
- 1.4. Механічні характеристики виробничих механізмів і
- 1.5. Усталені режими
- Часові та частотні характеристики електропривода
- 2.1. Рівняння руху електропривода
- 2.2. Час прискорення і сповільнення електропривода
- 2.3. Оптимальне передаточне число
- 2.4. Часові та частотні характеристики одномасової системи
- 2.5. Часові та частотні характеристики двомасової системи
- Регулювання швидкості двигунів постійного струму
- 3.1. Регулювання кутової швидкості двигунів постійного
- Струму незалежного збудження
- 3.2. Регулювання швидкості двигунів послідовного збудження
- 3.3. Гальмівні режими двигунів постійного струму
- 3.4 Часові характеристики двигунів постійного струму незалежного збудження
- 3.5. Частотні характеристики
- Перетворювачі напруги електроприводів постійного струму
- 4.1. Тиристорні керовані випрямлячі
- 4.2. Системи імпульсно-фазового керування
- 4.3. Імпульсні перетворювачі постійної напруги
- Регулювання кутової швидкості двигунів змінного струму
- 5.1. Механічні характеристики асинхронних двигунів
- 5.2. Регулювання швидкості асинхронних двигунів
- 5.3. Перетворювачі частоти
- 5.4. Регулювання швидкості синхронних двигунів
- Тики синхронного двигуна
- 5.5. Гальмівні режими двигунів змінного струму
- Методи розрахунку потужності електроприводів
- 6.1. Втрати енергії в електроприводах
- 6.2. Нагрівання і охолодження двигунів
- 6.3. Режими роботи і навантажувальні діаграми
- 6.4. Розрахунок потужності електродвигунів
- Системи керування електроприводами
- Релейно-контакторні системи керування електроприводами
- 7.1. Загальні положення
- 7.2. Структура релейно-контакторних систем керування
- 7.3. Принципові схеми ркск
- Дискретні логічні системи керування рухом електроприводів
- 8.1 Загальна характеристика длск
- 8.2. Методи синтезу длск
- 8.3. Математичний опис длск
- 8.4. Способи реалізації длск
- Система керування швидкістю електроприводів постійного струму з сумуючим підсилювачем
- 9.1. Загальні положення
- 9.2. Формування динамічних характеристик
- 9.3. Обмеження моменту електропривода
- Система керування електроприводом з підпорядкованим регулюванням
- 10.1. Структурна схема системи підпорядкованого
- Регулювання
- 10.2. Технічна реалізація системи з підпорядкованим регулюванням
- 10.3. Обмеження струму в системі підпорядкованого регулювання
- Системи керування швидкістю асинхронного електропривода
- 11.1. Регулювання швидкості напругою живлення
- 11.2. Плавний пуск асинхронних двигунів зміною напруги живлення
- 11.3. Система скалярного керування частотно-регульованого асинхронного електропривода
- 11.4. Системи векторного керування частотно-регульованого електропривода
- 11.5. Пряме керування моментом асинхронного двигуна
- Енергозберігаючий асинхронний електропривод
- 12.1. Загальні положення
- 12.2. Втрати електроенергії в усталених режимах
- 12.3. Оптимізація енергоспоживання в перехідних процесах
- 12.4. Економічна ефективність частотно-регульованого електропривода
- Частотне керування синхронними електроприводами
- 13.1. Стратегії керування
- 13.2. Вентильний двигун
- 13.3. Система автоматичного керування моменту сд зміною магнітного потоку ротора
- 13.4. Стратегії керування сд зі збудженням від постійних магнітів
- Адаптивні системи керування електроприводами
- 14.1. Загальні положення
- 14.2. Безпошукова адаптивна система керування з еталонною
- 14.3. Безпошукова адаптивна система керування зі спостережним пристроєм
- 14.4. Фаззі-керування електроприводами
- 14.5. Фаззі-керування гальмуванням візка мостового
- Слідкуючий електропривод
- 15.1. Загальна характеристика
- 15.2. Безперервні системи керування слідкуючим
- 15.3. Динамічні показники слідкуючого електропривода
- Цифрові системи керування електроприводами
- 16.1. Структура електропривода з цифровою системою
- Керування
- 16.2. Розрахункові моделі ацп і цап
- 16.3. Дискретні передавальні функції і структурні схеми
- 16.4. Синтез цифрового регулятора і його реалізація
- Список літератури
- Предметний покажчик
- Рецензія