Вентильний електропривід для бортової системи автотранспорту

Вентильний електропривід для бортової системи автотранспорту, який містить електродвигун з постійними магнітами на роторі та трихфазною обмоткою, що з'єднана зіркою, три виводи якої з’єднані з виходами інвертора, перший, другий і третій компаратори напруги та логічний блок, який відрізняється тим, що в електропривід введено C2 2 75007 1 3 75007 4 Недоліками прототипу є наступне. По-перше, тки без його використання. Тому стало можливим відомо, що в бортовій електромережі автомобіля усунути цей четвертий (середній) провід обмоток, можливі значні перевищення напруги в декілька з'єднаних зіркою, тобто підвищити технологічність разів від номінального значення [3]. Згідно з [3] при приладу. Крім того, блоки узгодження напруги заномінальній напрузі живлення 12В вона короткобезпечують формування на своїх виходах сигначасно може бути підвищена до 86,5В. В прототипі лів, які відповідають трьом змінним напругам двине передбачений захист від таких впливів, тому гуна, що потрапляють з інвертора, і які необхідні електрична частина приводу може вийти з ладу. для спрацьовування компараторів. Блок підсилюКрім того, в прототипі не передбачений захист вачів з першим обмежувачем напруги забезпечує електромеханічної та електричної частин електропідсилення сигналів управління та їх обмеження приводу від перевантаження та стопоріння ротору, на рівнях паспортної величини напруги управління наприклад, при замерзанні мастила та забруднентранзисторів. Завдяки застосуванню другого обня рухомих частин. Недоліком прототипу є також межувача напруги досягається обмеження напруги необхідність з'єднання обмотки двигуна з систеживлення першого, другого та третього компарамою керування чотирма проводами, що зменшує торів на паспортному допустимому рівні. Блок затехнологічність електроприводу, оскільки укладанхисту забезпечує обмеження струму в обмотці ня та монтаж кожного додаткового виводу обмотки двигуна на рівні, який не перевищує розрахункопри складанні електродвигуна пов'язаний з додатвий. Крім того, блок захисту контролює послідовковими витратами часу ручної праці. ність станів виходів першого, другого та третього Задачею винаходу було підвищення надійності компараторів і відключає транзистори інверторів в та технологічності електроприводу для бортової разі стопоріння ротора двигуна. Введення четверсистеми автотранспорту шляхом введення додаттого компаратора забезпечує контроль напруги кових елементів захисту та усунення одного з чоживлення бортової мережі та відключення транзитирьох виводів обмотки двигуна. сторів інвертора на час підвищення напруги до Ця задача вирішується тим, що в вентильний небезпечного рівня. Якщо тривалість часу підвиелектропривод для бортової системи автомобіля, щення напруги достатня для того, щоб ротор двиякий містить електродвигун з постійними магнітагуна припинив обертання, введений в електроприми на роторі та трьохфазною обмоткою, що з'єдвод формувач пускових імпульсів повторно нана зіркою, три виводи якої поєднані з виходами примусово запустить двигун. Таким чином введенінвертора, перший, другий і третій компаратори ня означених нових елементів сприяє підвищенню напруги та логічний блок, введено формувач пуснадійності електроприводу для бортової системи кових імпульсів, четвертий компаратор напруги, автотранспорту в умовах значних сплесків напрублок підсилювачів з першим обмежувачем напруги. ги, блок захисту, датчик струму, другий обмежувач Тому на підставі викладеного можна зробити напруги та три блоки узгодження напруги із спільвисновок про те, що сукупність істотних ознак, що ною точкою, при цьому три виводи обмотки відпозапропонована у формулі винаходу, необхідна і відно з'єднані з входами першого, другого та тредостатня для досягнення нового технічного ретього блоків узгодження напруги, виходи яких зультату. з'єднані з першими входами першого, другого та На фігурі зображено блок-схему електропритретього компараторів, другі входи цих компараводу, що пропонується, на якій позначено: торів з'єднані із спільною точкою блоків узгоджен1 - електродвигун з трьохфазною обмоткою; 2 ня напруги, виходи першого, другого та третього - інвертор; 3 - блок підсилювачів з першим обмекомпараторів з'єднані з входами логічного блоку та жувачем напруги; 4 - логічний блок; 5 - четвертий блоку захисту, датчик струму включено послідовно компаратор; 6 - формувач пускових імпульсів; 7 в коло живлення інвертора, вихід датчика струму блок захисту; 8 - датчик струму; 9 - другий обмез'єднано з четвертим входом блоку захисту, вихід жувач напруги; 10, 11,12 - перший, другий та третій якого з'єднано з четвертим входом логічного блокомпаратори; 13, 14, 15 - перший, другий та третій ку, вхід четвертого компаратора з'єднано з джереблоки узгодження напруги; 16 - спільна точка лом живлення, а вихід - з входами логічного блоку блоків узгодження напруги. та формувача пускових імпульсів, вихід якого з'єдЕлектропривод працює таким чином. При нано з входом логічного блоку, виходи логічного підключенні схеми до джерела живлення формублоку з'єднано з входом управління нижньої групи вач пускових імпульсів 6 (фіг.) формує електричні транзисторів інвертора, та через блок підсилювасигнали, частота яких відповідає чів - з входом управління верхньої групи транзиселектромеханічній постійній часу двигуна. Ці сигторів інвертора, а вихід другого обмежувача нанали потрапляють у логічний блок 4, який формує пруги з'єднано з входами живлення позитивного шість послідовностей управляючих імпульсів, три з рівня першого, другого та третього компараторів яких через блок підсилювачів з першим обмежуванапруги. чем напруги 3 потрапляють на затвори Досягнення нового позитивного технічного транзисторів верхньої групи інвертора 2. Інші три ефекту обумовлено наступним. Параметри введеуправляючих імпульси потрапляють безпосередних блоків узгодження напруги підібрані таким чиньо на затвори транзисторів нижньої групи ном, що потенціал на їх спільній точці дорівнює інвертора. Таким чином на виході інвертора 2 потенціалу в точці з'єднання трьох обмоток двигуформується послідовність пускових імпульсів нана, підключених до виходу інвертора. Завдяки пруги, зсунутих один від одного на 120 електричцьому отримується інформація про потенціал на них градусів, які потрапляють послідовно на три четвертому (середньому) вивідному проводі обмофази обмотки двигуна. В результаті створюється 5 75007 6 обертове електромагнітне поле, завдяки взаємодії відключення інвертора після заданого інтервалу якого з магнітним полем ротора виникає оберточасу стопоріння. Блок захисту забезпечує також вий момент і починається обертання ротору. Коли обмеження струму двигуна на безпечному рівні частота обертання ротора досягне такої величини, шляхом використання інформації датчика струму при якій величини ЕРС в трьох фазах обмотки 8. стануть достатніми для їх реєстрації та контролю Таким чином, у новому технічному рішенні компараторами 10,11,12, в логічний блок 4 потрашляхом введення у відомий електропривод (який пляють сформовані компараторами сигнали. Час містить електродвигун з постійними магнітами на дії формувача пускових імпульсів б встановлено роторі та трьохфазною обмоткою, що з'єднана обмеженим, але гарантовано більшим ніж час, за зіркою, три виводи якої поєднані з виходами котрий ЕРС в фазах обмотки стануть достатніми інвертора, перший, другий і третій компаратори для запуску компараторів 10,11,12. Коли формунапруги та логічний блок) формувача пускових вач імпульсів 6 відключиться, логічний блок імпульсів, четвертого компаратора напруги, блоку починає формувати команди управління вже підсилювачів з першим обмежувачем напруги, згідно з сигналами компараторів напруги 10,11,12. блоку захисту, датчика струму, другого обмежуваПри цьому блоки узгодження напруги 13,14,15 ча напруги та трьох блоків узгодження напруги із підтримують на своїй спільній точці 16 потенціал спільною точкою таким чином, що три виводи об(напругу), який дорівнює потенціалу (напрузі) на мотки відповідно з'єднані з входами першого, друсередній точці трифазної обмотки двигуна, гого та третього блоків узгодження напруги, вихоз'єднаної зіркою. Тобто блоки 13,14,15 забезпечуди яких з'єднані з першими входами першого, ють узгодження напруги, яка потрапляє з другого та третього компараторів, другі входи цих інвертора 2 на обмотку двигуна з рівнями напруги, компараторів з'єднані із спільною точкою блоків які потрапляють на входи компараторів 10,11,12. узгодження напруги, виходи першого, другого та Блок підсилювачів 3 з першим обмежувачем натретього компараторів з'єднані з входами пруги забезпечує обмеження рівня напруги управлогічного блоку та блоку захисту, датчик струму ляючих імпульсів транзисторів верхньої групи включено послідовно в коло живлення інвертора, інвертора 2 на паспортному рівні. Другий обмежувихід датчика струму з'єднано з четвертим входом вач напруги забезпечує обмеження напруги живблоку захисту, вихід якого з'єднано з четвертим лення компараторів 10,11,12 на максимально привходом логічного блоку, вхід четвертого компарапустимому паспортному рівні. В разі тора з'єднано з джерелом живлення, а вихід - з короткочасного імпульсного сплеску напруги живвходами логічного блоку та формувача пускових лення до небезпечного рівня, четвертий компараімпульсів, вихід якого з'єднано з входом логічного тор напруги 5 формує команду відключення блоку, виходи логічного блоку з'єднано з входом інвертора 2 по інформації переднього фронту цьоуправління нижньої групи транзисторів інвертора, го сплеску. Одночасно з поданням команди на та через блок підсилювачів - з входом управління відключення інвертора 2 компаратор 5 задає чаверхньої групи транзисторів інвертора, а вихід сову витримку на запуск формувача пускових другого обмежувача напруги з'єднано з входами імпульсів 6. При спаданні рівня напруги живлення позитивного рівня першого, другого та імпульсного сплеску компаратор 5 відміняє комантретього компараторів напруги, досягається ду відключення інвертора по інформації заднього підвищення надійності електроприводу для фронту цього сплеску і двигун подовжує обертанбортової системи автотранспорту завдяки захисту ня, якщо він не встиг зупинитись і рівні напруги, що її елементів від небезпечного підвищення рівня потрапляють на компаратори 10,11,12 залишанапруги живлення, перевантаження та стопоріння ються достатніми. Згідно з [3] час дії імпульсу двигуна, а також підвищення технологічності за підвищеної напруги триває до 400 мс і ротор двирахунок усунення одного з чотирьох вивідних гуна за цей інтервал не встигає зупинитись. Але, кінців обмотки двигуна. якщо час дії підвищеної напруги буде більш триЛітература: валим і зупинка ротора все-таки відбудеться, 1. Патент Російської Федерації № 2061299 по формувач пускових імпульсів 6 знову починає кл Н02Р 6/00; формувати пускові імпульси після часової витрим2. Авторське свідоцтво СРСР № 1283927 по ки, яка була задана компаратором 5 і яка гарантокл. Н02Р 6/02; вано більша ніж час дії імпульсу підвищеної напру3. ГОСТ 28751-90 (СТ СЭВ 6895-89) - Элекги живлення. Блок захисту 7 перевіряє стан трооборудование автомобилей. Электромагнитная виходів компараторів 10,11,12 на кожному совместимость. Кондуктивные помехи по цепям інтервалі повторюваності роботи інвертора. Якщо питания. Требования и методы испытаний. ротор зупинився, блок захисту 7 видає команду на 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 75007 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601