RU1791923C - Вентильный электропривод - Google Patents

Abstract

Использование: электротехника, Двигатели с электронной коммутацией. Сущность изобретени : одноканальный. импульсный датчик частоты вращени , источники питани , управл емый переключатель, формирователь импульсов, логические элементы И и ИЛИ-НЕ, коммутатор каналов, реверсив- ный счетчик, логический блок распределени  импульсов с их св з ми обеспечивают рассогласование ротора двигател  и вектора пол  в диапазоне 60-120 эл,град., чем. обеспечиваетс  пусковой момент двигател , близкий к максимально возможному.дл  данного типа двигател . 2 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электродвигател м с электронной коммутацией.

Цель изобретени  - повышение КПД двигател  аутем увеличени  пускового момента .

На фиг.1 приведена функциональна  схема бесконтактного двигател  посто нного тока; на фиг.2.- временные диаграммы работы отдельных элементов схемы.

Намагниченный ротор 1 двигател , имеющий в общем случае Р пар полюсов, конструктивно св зан с импульсным датчиком 2 частоты вращени  двигател . Статорные обмотки 3 двигател  подключены к соответствующим выходам электронного коммутатора 4, состо щего из ключей анодной и катодной групп. Входы ключей объединены в своих группах и образуют соответстен- но первый и второй, св занные с общей точкой схемы, выводы электронного коммутатора , Первый вывод электронного коммутатора соединен с выходом управл емого переключател  5. Входы управл емого переключател  5 св заны соответственно с выходами первого 6 и второго 7 источников питани . Логический блок 8 распределени  импульсов подключен выходами к соответствующим управл ющим входам ключей электронного коммутатора 4, а входами - к соответствующим выходам реверсивного счетчика 9. Информационные входы счетчика 9 соединены с выходами мультиплексора 10, входы которого св заны с соответствующими входами 11 и 12 начальной установки счетчика-9. Входы пр мого и обратного счета счетчика 9 соединены с соответствующими выходами коммутатора 13 каналов, управл ющий вход которого объединен с управл ющим входом мультиплексора 10 и подключен к входу 14 направлени  вращени  двигател . Вход коммутатора 13 канаvi ю

о

ю

CJ

лов соединен с выходом элемента И 15, первый вход которого св зан с.выходом импульсного датчика 2 частоты вращени  двигател . Второй вход элемента И соединен с первым входом логического блока 8 распределени  импульсов, входом 16 запуска двигател  и входом формировател  17 импульсов; Выход формировател  17 подключен к управл ющему входу переключа- , второму ШйдУ логического блока 8 ра(гГрёдел4ен,Р1й , входу приема кода счдтчика 9 и, элемент ИЛИ-НЕ 18, к третьему входу элемента I/I 15.

Бесконтактный двигатель посто нного тока работает следующим образом.

В исходном Состо ний, при отсутствии сигнала запуска двигател  на входе 16, т.е. при и3 0, нулевой потенциал, поступа  на первый вход логического б/Юка 8 распределени  импульсов, ёызывает по вление нулевых сигналов на ее выходах: ai bi 0. Дл  тр.ехфазног01 двигател , приведенного на фиг.1, i 1.2,3. При нулевых1 значени х сигналов bi все ключи электронного коммутатора 4 закрыты и ток в обмотках двигател  равен нулю. , .. . : ; ; ,.

С приходом пЬте нциальногЬ сигнала Ua Т (фиг.2) формирователь 17 импульсов вырабатывает сигнал полЬжительнбй пол рности Оф 1 длительностью Гф, Поступа на второй вход логического б;лока 8 распределени  импульсов, сигнал Ьф 1 вызывает установку ее выходных сигналов: at b2 -1, 32 аз b1 Ьз р..0дновр еменно сигнал Оф 1 через переклюнатель 5 подсоедин ет к первому выводу электронного коммутатора 4 источник 6 напр жени .

При этом через обмотки А и В двигател  протёкаётток : .-.:. . :. . /.. .

, ;; ,;;ic Ui/RA-i-RB

где Ui - напр жение на вьгходё йсточника 6;: : RA.RB-активные сопротивлени обмоток А и В. ;. -С; ; . - .:.;Й; -Й. -- . : .

Отметй.м, что Ui П2, где IJ2 - напр жение на выходе источника 7, равнее номинальному напр жению питани  двигател . Величина Ui выбираетс  из услови  Ui2/(RA + RB) Рдоп, где Рдоп -Допустима  мощность, рассеиваема  в обмотках двигател . Под действием тока Ic ротор двигател  устанав- ливаётс ; 6 начальное полбж ениё, соответствующее включенным обмоткам Здесь индексы + обозначают напрае- лёнйе протекани  тока в обмотке. Врем  Гф выбираетс  таким, чтобы ротор двигател  ус пё л пё р ёместМьс  из произвольного исходного положени  (при нулевых токах в обмотках) в начальное, соответствующее току Гс в обмотках А и В статера. Одновременно сигнал 11ф 1 поступает на вход приема кода счетчика 9. При этом в счетчике 9 по информационным входам записываетс  код 2N/pm (или N/p-2N/pm), соответствующий

5 пр мому (или обратному) направлению вращени  двигател . Здесь N - число импульсов , вырабатываемых датчиком 2 на один, оборот ротора; m -число коммутации вектора пол , создаваемого статорными обмотка10 ми, за один оборот пол  (т.е. за 360 эл.градусов). Дл  приведенной схемы m 6. Следовательно, величина 2N/pm определ - етчисло импульсов, вырабатываемыхдатчи- ком 2 при поеороте ротора двигател  на угол

5 2х360/рт или при повороте вектора пол  на угол 2 360/т. Направление вращени  двигател  определ етс  сигналом Uz на входе 14.схемы. Пусть Uz - 1и в счетчик записыва- етс  число 2N/pm .. ;. ;. л

0 По окончании действи  сигнала 11ф 1, т.е. .при Уф 0, а также при наличии сигнала U3 1, логический блок 8 распределени  импульсов управл етс  по сигналам t выходов счетчике 1.0. В момент установки сигна5 ла Уф 0 схема 8 дешифрирует , поступающий на ее входы с выходов счет- : чика 9, и состо ние выходных сигналов at аз . bi b2 - 0, а Ьз 1. При этом включаютс  обмотки В и С статоров (

0 вёктор:электромагнитного пол  смещаетс  относительно своего начального состо ни , (соответствующего включению обмотки A i B на 120 эл.: градусов. Кроме того, сигнал 1)ф 0, поступа  на. вход управл емого пе5 реключател  5, коммутирует к первому вы- ооду электронного коммутатора 4 номинальное значение не апр жени  питани  двигател  - U-1 с выхода источника 7.

; Ротор двигател  начинает поворачиватьс 

0 за полем и при этом с выхода датчика 2 импульсные сигналы Уд поступают на вход пр мого счета счетчика 9 через элемент. И 15 и коммутатор 13. На выходах счетчика 9 происходит изменение информации от кода .

5 2N/pm до кода 3N/pm, Это соответствует повороту рбтора дригатёл  на 360/ргп механических; или ЗбО/m электр.градусов. Во всем диапазоне кодов 2N/pm + 1, 2N/pm + 2...., 2N/pm + N/prn-1 „схема 8 не измен ет

0 своего выходного состо ни . Только тогда, когда а.счётчике 9 окажетс  записанным код 3N/pm, соответствующий повороту ротора на 360/т эл.градусов, невыходах схемы 9 установитс  нова  комбинаци ; сигналов: 5 ai Ьз i, 32 аз bi 02 0, обеспечивающа  рассогласование ротора двигател  и вектора пол  равным 120 эл.градусов. Следующа  коммутаци  обмоток двигател  происходит при числе 4N/pm, записанном в счетчике 9, аналогично выше рассматренному . Учитыва , что счетчик 9 имеет емкость, равную N/p, схема будет обеспечивать рассогласование пол  статора и ротора в пределах 60-120 эл.градусов (при m 6),

Отметим, что логический блок 8 может быть выполнен на базе микросхем посто нной пам ти (к примеру, К556 РТ5, К573РФ5 и т.д.). В этом случае все входные сигналы схемы 8 (первый и второй ее входы, входы, подключенные к выходам счетчика 9) могут быть заведены на адресные входы микросхемы посто нной пам ти, и требуема  логика работы схемы 8 обеспечиваетс  соответствующим программированием микросхемы пам ти.

Таким образом, бесконтактный двигатель посто нного тока обеспечивает угол рассогласовани  пол  статора «ротора в диапазоне 60-120 эл.град, по сигналам одного импульсного датчика частоты враще- ни  двигател , Это позвол ет обеспечить пусковой момент двигател , близкий к мак- симально возможному дл  данного типа двигателей, и таким образом повысить КПД двигател .: ..,.

Ф о р м у л а из о б рёт.ени   в ,

Вентильный электропривод, содержащий синхронный двигатель, с m-фазной ста- ТорнЬй обмоткой и импульсным датчиком частоты вращени , установленным на роторе синхронного двигател , управл емый электронный коммутатор, выходы которого соединены с фазными выводами статсрной обмотки, оДик из входных зажимов - с общей шиной, а управл ющий многоканальный вход - с многоканальным выходом логического блока распределени  импульсрй, цифровой вход которого под- ключей к выходу реверсивного счетчика, снабженного входом сброса и входами пр  мого и обратного счета, подключенными к соответствующим выходам коммутатора каналов с двум  входами, один из которых предназначен дл  подачи сигнала о направлении вращени , мультиплексор с трем  входами, первый источник питани , отличающий с   тем, что, с целью повышени  КПД путем увеличени  пускового момента, импульсный датчик частоты вращени  выполнен однОканальным, логический блок распределени  импульсов снабжен двум  дополнительными входами, а реверсивный счетчик.- входом приема кода, введены второй источник питани , управл емый переключатель с «-двум   силовыми входами, соединенными с выхШ амй иёТо;Ч нГи ков пи- тани , и выходом, подключенными второму входному зажиму элёктронногчгкоммутато- ра, логическа  схема И с трем , входами, первый из которых соединен с выходом импульсного Датчика частоты вращени , формирователь импульсов, вход которого объединен с вторым входом логической схема И и первым Дополнительным входом логического блока распределени  импульсов и

служит дл  подачи сигнала запуска, а выход формировател  импульсов подключен к упавл ющему входу управл емого переключател , к второму дополнительному входу логического блока распределени  импульсов и вхбду приема кода реверсивного счет- чйка, логическа  схема ИЛИ-НЕ, вход которой соединен с выходом формировател  импульсое, а выход - с третьим входом логической схемы И, выход которой подключен к второму входу коммутатора каналов, входы мультиплексора служат дл  задани  сигнала о направлении вращени  и начальнрй установки реверсивного счетчика, а выход; подключен к входу сброса реверсивного счетчика; ; : .