RU2365025C1 - Rectifier motor - Google Patents

Rectifier motor Download PDF

Info

Publication number
RU2365025C1
RU2365025C1 RU2008106631/09A RU2008106631A RU2365025C1 RU 2365025 C1 RU2365025 C1 RU 2365025C1 RU 2008106631/09 A RU2008106631/09 A RU 2008106631/09A RU 2008106631 A RU2008106631 A RU 2008106631A RU 2365025 C1 RU2365025 C1 RU 2365025C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
transistor
inputs
output
power
Prior art date
Application number
RU2008106631/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Федорович Провоторов (RU)
Георгий Федорович Провоторов
Александр Сергеевич Щеголеватых (RU)
Александр Сергеевич Щеголеватых
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2008106631/09A priority Critical patent/RU2365025C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2365025C1 publication Critical patent/RU2365025C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in production of miniature DC rectifier motor drives. In compliance with this invention, proposed rectifier motor additionally incorporates two power amplifiers, phase detector and filter connected in series. Its also comprises master oscillator with its output connected to second input of aforesaid phase detector. It includes additionally two various conduction-type transistors to make auto-oscillator, resistor, binary counter and multiplexer. One of the outputs of throttle measuring windings is connected, via voltage divider made up of two resistors, with bipolar diode anode and potential supply bus.
EFFECT: smaller sizes, higher efficiency and rotational speed stability.
4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания малогабаритных электроприводов постоянного тока.The invention relates to electrical engineering and can be used to create small-sized DC electric drives.

Известны вентильные электродвигатели, которые содержат синхронную машину с двухфазной якорной обмоткой, первая и вторая фазы которых включены в диагональ транзисторного коммутатора, датчики положения ротора, устройство управления электроприводом (см., например, книги Дубенский А.А. Бесконтактные двигатели постоянного тока. М.: Энергия, 1967, 144 с., патенты США №5414331, Н02К 23/00 «Цепь питания бесконтактного двигателя» и №5384527, Н02К 29/06 «Датчик положения ротора, вычисляющий напряжение противо-ЭДС», патенты Японии JP 60222393, Н02К 29/06 «Бесщеточный электродвигатель» и JP 60222391, Н02К 29/00 «Двухфазная электрическая машина»).Known valve motors that contain a synchronous machine with a two-phase anchor winding, the first and second phases of which are included in the diagonal of the transistor switch, rotor position sensors, electric drive control device (see, for example, books A. A. Dubensky. Contactless DC motors. M. : Energy, 1967, 144 pp., US Patent Nos. 5414331, Н02К 23/00 "Contactless Motor Power Supply Circuit" and No. 5384527, Н02К 29/06 "Rotor Position Sensor Calculating Counter-EMF Voltage", Japan Patents JP 60222393, Н02К 29/06 Brushless Electro engine ”and JP 60222391, Н02К 29/00“ Two-phase electric machine ”).

Известные устройства, питаемые от источника постоянного тока, обеспечивают бесконтактную коммутацию токов в якорной обмотке. При этом индуктор предполагается изготовленным из постоянного магнита, имеющим несколько пар полюсов. В простейшем варианте их одна пара. Чтобы создать вращающееся магнитное поле якоря требуется две обмотки, пространственно и по фазе питающего напряжения сдвинутые на угол около 90°. Возможно использование многофазных обмоток (см., например, книги Дубенский А.А. Бесконтактные двигатели постоянного тока. М.: Энергия, 1967, 144 с.), но при этом основные характеристики такого бесконтактного привода незначительно отличаются от простейшего варианта. При однофазной якорной обмотке поле получается пульсирующим, а не вращающимся. В этом случае характеристики бесконтактного привода существенно отличаются от характеристик многофазных двигателей. Поэтому для сравнения ограничимся двухфазными вентильными электродвигателями постоянного тока с индуктором, имеющим одну пару полюсов.Known devices powered by a direct current source provide contactless switching of currents in the armature winding. In this case, the inductor is assumed to be made of a permanent magnet having several pairs of poles. In the simplest version, there is one pair. To create a rotating magnetic field of the armature, two windings are required, spatially and in phase of the supply voltage shifted by an angle of about 90 °. It is possible to use multiphase windings (see, for example, the books by A. Dubensky. Non-contact DC motors. M.: Energia, 1967, 144 p.), But the main characteristics of such a non-contact drive slightly differ from the simplest version. With a single-phase anchor winding, the field is pulsating, not rotating. In this case, the characteristics of a non-contact drive differ significantly from the characteristics of multiphase motors. Therefore, for comparison, we restrict ourselves to two-phase DC DC motors with an inductor having one pair of poles.

Для известных бесконтактных электродвигателей постоянного тока существуют несколько проблем, из которых выделим четыре: обеспечение достаточного пускового момента, минимальных габаритов, высокого КПД и стабилизация скорости вращения.There are several problems for the well-known non-contact DC motors, of which four are distinguished: ensuring sufficient starting torque, minimum dimensions, high efficiency and stabilization of rotation speed.

Для обеспечения достаточного пускового момента используют датчики положения ротора, сигнал которых указывает на расположение индуктора относительно коммутируемой фазы. Благодаря этим датчикам определяется номер фазной обмотки и направление тока в ней. Направление вращения электродвигателя определяется пространственным углом между осями индуктора и датчика положения ротора. Поэтому изменение направления вращения известных вентильных электродвигателей требует использования сложных электронных схем.To ensure sufficient starting torque, rotor position sensors are used, the signal of which indicates the location of the inductor relative to the switched phase. Thanks to these sensors, the number of the phase winding and the direction of the current in it are determined. The direction of rotation of the electric motor is determined by the spatial angle between the axes of the inductor and the rotor position sensor. Therefore, changing the direction of rotation of known valve electric motors requires the use of complex electronic circuits.

Наличие дополнительных датчиков положения ротора часто приводит к двойному увеличению габаритов электродвигателя. Так как датчики положения ротора требуют подвода к ним питающего напряжения, то уже это обстоятельство снижает отношение электромагнитной мощности на валу электродвигателя к мощности потребления, т.е. КПД. Для обеспечения нормальной работы известного вентильного электродвигателя требуются различные формирующие электронные цепи, что дополнительно понижает КПД вентильного электродвигателя.The presence of additional rotor position sensors often leads to a double increase in the dimensions of the electric motor. Since rotor position sensors require a supply voltage to be supplied to them, this circumstance already reduces the ratio of electromagnetic power on the motor shaft to power consumption, i.e. Efficiency. To ensure the normal operation of the known valve motor, various forming electronic circuits are required, which further reduces the efficiency of the valve motor.

Несмотря на наличие датчиков положения, вентильный электропривод обладает неустойчивостью скорости вращения вала. Связано это с тем, что при малой нагрузке на валу двигателя возможен перескок на более высокие скорости вращения.Despite the presence of position sensors, the valve actuator has an instability of the shaft rotation speed. This is due to the fact that with a small load on the motor shaft, jump to higher rotation speeds is possible.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, приведенное в а.с. СССР №1658308, Н02К 29/06 «Вентильный электродвигатель», принятое за прототип.The closest in technical essence to the proposed one is the device shown in A.S. USSR No. 1658308, Н02К 29/06 "Valve electric motor", adopted as a prototype.

Схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где обозначено:The scheme of the prototype device is presented in figure 1, where it is indicated:

1, 2 - первая и вторая фазные обмотки якоря синхронной машины;1, 2 - the first and second phase windings of the armature of a synchronous machine;

3÷10 - с третьего по десятый транзисторы мостового транзисторного коммутатора;3 ÷ 10 - from the third to tenth transistors of a bridge transistor switch;

11÷18 - с первого по восьмой обратные диоды;11 ÷ 18 - from the first to the eighth reverse diodes;

19 - дроссель;19 - throttle;

20, 21 - первая и вторая силовые обмотки дросселя;20, 21 - the first and second power windings of the inductor;

22 - измерительная обмотка дросселя;22 - measuring winding of the inductor;

23 - компаратор;23 - a comparator;

31, 32, 39, 40 - с первого по четвертый логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ;31, 32, 39, 40 - from the first to the fourth logical elements EXCLUSIVE OR;

41÷44 - с первого по четвертый логические элементы И;41 ÷ 44 - from the first to fourth logical elements And;

45 - датчик положения ротора.45 - rotor position sensor.

Вентильный электродвигатель-прототип содержит синхронную машину с двухфазной обмоткой якоря, первая 1 и вторая 2 фазы которой включены соответственно в диагонали первого и второго мостовых транзисторных коммутаторов, содержащих транзисторы 3÷10 и обратные диоды 11÷18, а также датчик 45 положения ротора, дроссель 19 с двумя силовыми обмотками 21 и 20 и измерительной обмоткой 22, которая подключена к соответствующим входам компаратора 23, а также четыре логических элемента И 41÷44 и четыре логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, 32, 39, 40. Управляющие входы (базы) транзисторов 4, 6, 8 и 10, объединенных эмиттерами, подключены к соответствующим выходам датчика 45 положения ротора, а входы управления (базы) остальных транзисторов 3, 5, 7, и 9 - к выходам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31÷40. При этом обеспечивается при пуске и малых скоростях вращения коммутация с углом меньше 180° с одновременным обеспечением режима динамического торможения за счет включенных транзисторов 3÷10.The prototype valve motor contains a synchronous machine with a two-phase armature winding, the first 1 and second 2 phases of which are included respectively in the diagonals of the first and second bridge transistor switches containing transistors 3 ÷ 10 and reverse diodes 11 ÷ 18, as well as a rotor position sensor 45, a throttle 19 with two power windings 21 and 20 and a measuring winding 22, which is connected to the corresponding inputs of the comparator 23, as well as four logical elements AND 41 ÷ 44 and four logical elements EXCLUSIVE OR 31, 32, 39, 40. Control inputs The s (bases) of transistors 4, 6, 8, and 10, combined by emitters, are connected to the corresponding outputs of the rotor position sensor 45, and the control inputs (bases) of the remaining transistors 3, 5, 7, and 9 are connected to the outputs of the corresponding elements EXCLUSIVE OR 31 ÷ 40. At the same time, when starting up and at low speeds of rotation, switching is ensured with an angle of less than 180 ° with the simultaneous provision of the dynamic braking mode due to the switched-on transistors 3 ÷ 10.

Причем управляющий вход (база) транзистора 4 соединен с соответствующими входами логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32, И 42. Управляющий вход (база) транзистора 6 соединен с соответствующими входами логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, И 42. Управляющий вход (база) транзистора 8 соединен с соответствующими входами логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 40, И 43. Управляющий вход (база) транзистора 10 соединен с соответствующими входами логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 39, И 43. Кроме того, выход логического элемента И 42 соединен с соответствующим входом логического элемента И 41, выход которого подсоединен к соответствующим входам логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31 и 32, выход логического элемента И 43 соединен с соответствующим входом логического элемента И 44, выход которого подсоединен к соответствующим входам логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 39 и 40. Выход компаратора 23 соединен с соответствующими входами логических элементов И 41 и 44. Причем компаратор 23 имеет вход управления.Moreover, the control input (base) of the transistor 4 is connected to the corresponding inputs of the logical elements EXCLUSIVE OR 32, AND 42. The control input (base) of the transistor 6 is connected to the corresponding inputs of the logic elements EXCLUSIVE OR 31, AND 42. The control input (base) of the transistor 8 is connected to the corresponding inputs of the logic elements EXCLUSIVE OR 40, AND 43. The control input (base) of the transistor 10 is connected to the corresponding inputs of the logic elements EXCLUSIVE OR 39, AND 43. In addition, the output of the logic element AND 42 is connected to the corresponding the input of the logical element AND 41, the output of which is connected to the corresponding inputs of the logical elements EXCLUSIVE OR 31 and 32, the output of the logical element And 43 is connected to the corresponding input of the logical element AND 44, the output of which is connected to the corresponding inputs of the logical elements EXCLUSIVE OR 39 and 40. Output the comparator 23 is connected to the corresponding inputs of the logic elements AND 41 and 44. Moreover, the comparator 23 has a control input.

Недостатками вентильного электродвигателя являются: большие габариты, невозможность реверса, низкий КПД и недостаточная стабильность скорости вращения, возможность неуправляемого изменения скорости вращения.The disadvantages of the valve motor are: large dimensions, the inability to reverse, low efficiency and insufficient stability of the rotation speed, the possibility of uncontrolled changes in the rotation speed.

Для устранения указанных недостатков в предлагаемое устройство, содержащее синхронную машину с двухфазной обмоткой якоря, первая и вторая фазные обмотки которой включены в диагонали соответствующих первого и второго мостовых транзисторных коммутаторов, каждый из которых содержит по четыре транзистора и по четыре защитных диода, а также дроссель, содержащий измерительную обмотку и две силовые обмотки, причем каждый транзисторный коммутатор включен между общей шиной питания и соответствующей силовой обмоткой дросселя, другие выводы обеих силовых обмоток подсоединены к потенциальной шине питания, кроме того, первый и второй логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и компаратор, согласно изобретению, введены первый и второй усилители мощности, выходы каждого из которых соединены с соответствующими управляющими входами соответствующих транзисторных коммутаторов, последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр, выход которого соединен с входом компаратора, а также задающий генератор, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора, вход которого соединен с эмиттером второго транзистора автогенератора и тактовым входом двоичного счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подсоединен ко второму выходу двоичного счетчика и первому входу второго логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к потенциальной и общей шине питания, к третьему и четвертому входам мультиплексора подключены соответственно прямой и инверсный выходы компаратора, пятый и шестой входы мультиплексора являются входами выбора соответственно, выходы первого и второго логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с входами первого и второго усилителей мощности соответственно, при этом один из выводов измерительной обмотки дросселя через резисторы делителя напряжения соединен с анодом биполярного диода и потенциальной шиной питания, эмиттер первого транзистора автогенератора подсоединен к средней точке делителя напряжения, коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора обратной проводимости автогенератора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора автогенератора и катодом биполярного диода, эмиттер второго транзистора соединен с одним из выводов измерительной обмотки дросселя и через резистор - с общей шиной питания.To eliminate these shortcomings in the proposed device containing a synchronous machine with a two-phase winding of the armature, the first and second phase windings of which are included in the diagonals of the corresponding first and second bridge transistor switches, each of which contains four transistors and four protective diodes, as well as a choke, comprising a measuring winding and two power windings, each transistor switch connected between a common power bus and a corresponding power winding of the inductor, other conclusions about its power windings are connected to a potential power bus, in addition, the first and second logic elements EXCLUSIVE OR and the comparator, according to the invention, the first and second power amplifiers are introduced, the outputs of each of which are connected to the corresponding control inputs of the corresponding transistor switches, a phase detector connected in series, and a filter, the output of which is connected to the input of the comparator, and also a master oscillator, the output of which is connected to the second input of the phase detector, the input of which is connected is connected with the emitter of the second transistor of the oscillator and the clock input of the binary counter, the first output of which is connected to the first input of the first logic element EXCLUSIVE OR, the second input of which is connected to the second output of the binary counter and the first input of the second logic element EXCLUSIVE OR, the second input of which is connected to the output of the multiplexer , the first and second inputs of which are connected respectively to the potential and common power bus, to the third and fourth inputs of the multiplexer are connected respectively o direct and inverse comparator outputs, the fifth and sixth multiplexer inputs are selection inputs, respectively, the outputs of the first and second logic elements are EXCLUSIVE OR connected to the inputs of the first and second power amplifiers, respectively, while one of the terminals of the measuring inductor winding through the voltage divider resistors is connected to the anode a bipolar diode and a potential power bus, the emitter of the first transistor of the oscillator is connected to the midpoint of the voltage divider, the collector of the first transistor with one with the base of the second reverse conduction of transistor oscillator, its collector connected to the base of the first transistor and the cathode bipolar oscillator diode, the emitter of the second transistor is connected to one of the terminals of the measuring throttle and the winding via a resistor - to the general power line.

Схема предлагаемого устройства приведена на фиг.2, где обозначено:The scheme of the proposed device is shown in figure 2, where indicated:

1, 2 - первая и вторая фазные обмотки двухфазной синхронной машины;1, 2 - the first and second phase windings of a two-phase synchronous machine;

3÷10 - с третьего по десятый транзисторы мостовых транзисторных коммутаторов;3 ÷ 10 - from the third to tenth transistors of bridge transistor switches;

11÷18 - с первого по восьмой защитные диоды мостовых транзисторных коммутаторов;11 ÷ 18 - from the first to the eighth protective diodes of bridge transistor switches;

19 - дроссель;19 - throttle;

20, 21 - первая и вторая силовые обмотки дросселя;20, 21 - the first and second power windings of the inductor;

22 - измерительная обмотка дросселя;22 - measuring winding of the inductor;

23 - компаратор;23 - a comparator;

24, 25 - первый и второй транзисторы разного типа проводимости;24, 25 - the first and second transistors of different types of conductivity;

26, 27 - резисторы делителя напряжения;26, 27 - resistors of the voltage divider;

28 - биполярный диод;28 - bipolar diode;

29 - резистор;29 - resistor;

30 - двоичный счетчик;30 - binary counter;

31, 32 - первый и второй логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ;31, 32 - the first and second logical elements EXCLUSIVE OR;

33 - мультиплексор;33 - multiplexer;

34 - задающий генератор;34 - master oscillator;

35 - фазовый детектор;35 - phase detector;

36 - фильтр;36 - filter;

37, 38 - первый и второй усилители мощности.37, 38 - the first and second power amplifiers.

Предлагаемое устройство содержит синхронную машину с двухфазной обмоткой якоря, первая 1 и вторая 2 фазы которой включены в диагонали соответствующих первого и второго мостовых транзисторных коммутаторов, содержащих соответственно силовые транзисторы 3÷6 и 7÷10, и защитные диоды 11÷14 и 15÷18, а также дроссель 19, содержащий измерительную обмотку 22 и две силовые обмотки 20 и 21, каждая из силовых обмоток включена между соответствующим транзисторным коммутатором и потенциальной шиной питания. При этом управляющие входы (базы) транзисторов 3÷6 первого мостового транзисторного коммутатора подсоединены к соответствующим выходам первого усилителя мощности 37, а управляющие входы (базы) транзисторов 7÷10 второго мостового транзисторного коммутатора подсоединены к соответствующим выходам второго усилителя мощности 38. Один вывод измерительной обмотки 22 дросселя 19 через резисторы 27 и 26 делителя напряжения соединен с анодом биполярного диода 28 и потенциальной шиной питания. Эмиттер первого транзистора 24 подсоединен к средней точке (точке соединения резисторов 26 и 27) делителя напряжения, коллектор транзистора 24 соединен с базой второго транзистора (обратной проводимости) 25, коллектор которого соединен с базой первого транзистора 24 и катодом биполярного диода 28, эмиттер второго транзистора 25 соединен с одним выводом резистора 29 и другим выводом измерительной обмотки 22 дросселя 19. Другой вывод резистора 29 соединен с отрицательной шиной питания, к которой подсоединены эмиттеры транзисторов 4, 6, 8 и 10 и аноды диодов 12, 14, 16 и 18 транзисторных коммутаторов. При этом первый 24 и второй 25 транзисторы, делитель напряжения на резисторах 26 и 27, биполярный диод 28 и резистор 29 образуют автогенератор. Кроме того, последовательно соединены фазовый детектор 35, фильтр 36 и компаратор 23, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами мультиплексора 33, при этом выход задающего генератора 34 соединен со вторым входом фазового детектора 35, вход которого соединен с эмиттером транзистора 25 и входом счетчика 30, первый выход которого соединен с первым входом первого логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, выход которого соединен с входом первого усилителя мощности 37. Второй выход счетчика 30 соединен со вторым входом первого логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31 и первым входом второго логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32, выход которого соединен с входом второго усилителя мощности 38. Выход мультиплексора 33 соединен со вторым входом второго логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32. При этом первый и второй входы мультиплексора 33 соединены с соответствующими шинами питания, а пятый и шестой входы являются входами выбора мультиплексора 33.The proposed device contains a synchronous machine with a two-phase winding of the armature, the first 1 and second 2 phases of which are included in the diagonals of the corresponding first and second bridge transistor switches containing respectively power transistors 3 ÷ 6 and 7 ÷ 10, and protective diodes 11 ÷ 14 and 15 ÷ 18 as well as a choke 19 containing a measuring winding 22 and two power windings 20 and 21, each of the power windings is connected between the corresponding transistor switch and the potential power bus. In this case, the control inputs (bases) of transistors 3 ÷ 6 of the first bridge transistor switch are connected to the corresponding outputs of the first power amplifier 37, and the control inputs (bases) of transistors 7 ÷ 10 of the second bridge transistor switch are connected to the corresponding outputs of the second power amplifier 38. One measurement output winding 22 of the inductor 19 through resistors 27 and 26 of the voltage divider is connected to the anode of the bipolar diode 28 and the potential power bus. The emitter of the first transistor 24 is connected to the midpoint (the connection point of the resistors 26 and 27) of the voltage divider, the collector of the transistor 24 is connected to the base of the second transistor (reverse conductivity) 25, the collector of which is connected to the base of the first transistor 24 and the cathode of the bipolar diode 28, the emitter of the second transistor 25 is connected to one terminal of the resistor 29 and the other terminal of the measuring winding 22 of the inductor 19. Another terminal of the resistor 29 is connected to a negative power bus to which emitters of transistors 4, 6, 8, and 10 and anodes are connected 12, 14, 16 and 18 of the transistor switches. In this case, the first 24 and second 25 transistors, the voltage divider on the resistors 26 and 27, the bipolar diode 28 and the resistor 29 form an oscillator. In addition, a phase detector 35, a filter 36, and a comparator 23 are connected in series, the direct and inverse outputs of which are connected respectively to the third and fourth inputs of the multiplexer 33, while the output of the master oscillator 34 is connected to the second input of the phase detector 35, the input of which is connected to the emitter of the transistor 25 and the input of the counter 30, the first output of which is connected to the first input of the first logic element EXCLUSIVE OR 31, the output of which is connected to the input of the first power amplifier 37. The second output of the counter 30 is connected to w the first input of the first exclusive OR gate 31 and the first input of the second exclusive OR gate 32, the output of which is connected to the input of the second power amplifier 38. The output of multiplexer 33 is connected to the second input of the second logical element EXCLUSIVE OR 32. In this case, the first and second inputs of multiplexer 33 connected to the respective power buses, and the fifth and sixth inputs are inputs of the selection of the multiplexer 33.

Предлагаемый вентильный электродвигатель работает следующим образом. После подачи напряжения питания на вентильный электродвигатель включается автогенератор на транзисторах разного типа проводимости 24 и 25. Частота импульсов автогенератора в этот момент времени устанавливается достаточно низкой, чтобы обеспечить большой пусковой момент, который выбирается по механической характеристике (фиг.4). Импульсы снимаются с эмиттера транзистора 25, соединенного через резистор 29 с общей шиной. Эти импульсы подаются на тактовый вход двоичного счетчика 30 и на первый вход фазового детектора 35. В результате поступления этих импульсов на выходах двоичного счетчика 30 изменяются потенциалы (происходит счет). На второй вход фазового детектора подаются импульсы от задающего генератора 34. В результате на выходе фазового детектора 35 получается напряжение, пропорциональное разности фаз сигналов, поступающих с измерительной обмотки 22 и задающего генератора 34. С помощью фильтра 36 напряжение сглаживается и подается на вход компаратора 23. При превышении уровня срабатывания, задаваемого компаратору 23, на его выходах устанавливается уровень высокого (логическая единица) или низкого (логический ноль) потенциала. У компаратора 23 имеется прямой и инверсный выходы, которые подключаются соответственно к третьему и четвертому входам мультиплексора 33. На первом и втором входах мультиплексора 33 устанавливаются уровни логической единицы и логического нуля соответственно. В зависимости от двухразрядного двоичного кода, устанавливаемого на входах выбора, на выходе мультиплексора 33 выбирается уровень сигнала на одном из четырех его входов. На выходах логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31 и 32 появляются сигналы в соответствии с временной диаграммой, приведенной на фиг.3. В строке 1 показаны импульсы на первом выходе двоичного счетчика 30. В строке 2 приведены импульсы на втором выходе двоичного счетчика 30. В строке 31 приведены импульсы на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, которые отстают по фазе от импульсов на втором выходе двоичного счетчика 30 на четверть периода. Сигнал на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32 либо совпадает по фазе с импульсами на втором выходе двоичного счетчика 30 (при нулевом уровне на выходе мультиплексора 33) - строка 32-0, либо противоположен по фазе (при логической единице на выходе мультиплексора 33) - строка 32-1. Следовательно, при изменении уровня сигнала на втором входе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32 фаза сигнала на ее выходе изменяется на противоположную. Учитывая, что выходы логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31 и 32 подключены через усилители 37 и 38 к мостовым транзисторным коммутаторам, это приводит к возникновению тормозящего момента на валу электродвигателя, что может привести к изменению направления вращения вала электродвигателя (реверсу). Поэтому, задавая уровень сигнала на выходе мультиплексора 33, можно задавать направление вращения вала или осуществлять динамическое торможение, которое используется при стабилизации скорости вращения, определяемой задающим генератором 34. При этом направление вращения определяется в зависимости от подключаемого выхода компаратора 23 - прямого или инверсного.The proposed valve motor operates as follows. After applying the supply voltage to the valve motor, the oscillator is switched on with transistors of different types of conductivity 24 and 25. The frequency of the oscillator pulses at this point in time is set low enough to provide a large starting torque, which is selected according to the mechanical characteristic (figure 4). The pulses are removed from the emitter of the transistor 25, connected through a resistor 29 to a common bus. These pulses are fed to the clock input of the binary counter 30 and to the first input of the phase detector 35. As a result of the arrival of these pulses, the potentials change at the outputs of the binary counter 30 (counting occurs). Pulses from the master oscillator 34 are supplied to the second input of the phase detector. As a result, the output of the phase detector 35 produces a voltage proportional to the phase difference of the signals from the measuring winding 22 and the master oscillator 34. Using the filter 36, the voltage is smoothed and fed to the input of the comparator 23. If the trip level specified by the comparator 23 is exceeded, a high (logical unit) or low (logical zero) potential level is set at its outputs. The comparator 23 has direct and inverse outputs, which are connected respectively to the third and fourth inputs of the multiplexer 33. At the first and second inputs of the multiplexer 33, the logical unit and logical zero levels are set, respectively. Depending on the two-bit binary code installed on the selection inputs, the output level of the multiplexer 33 selects the signal level at one of its four inputs. At the outputs of the logic elements EXCLUSIVE OR 31 and 32, signals appear in accordance with the time diagram shown in FIG. 3. Line 1 shows the pulses at the first output of the binary counter 30. Line 2 shows the pulses at the second output of the binary counter 30. Line 31 shows the pulses at the output of the EXCLUSIVE OR 31 logic element, which are out of phase with the pulses at the second output of the binary counter 30 by a quarter of the period. The signal at the output of the EXCLUSIVE OR 32 logic element either coincides in phase with the pulses at the second output of the binary counter 30 (at zero level at the output of multiplexer 33) - line 32-0, or is opposite in phase (with a logical unit at the output of multiplexer 33) - line 32-1. Therefore, when changing the signal level at the second input of the EXCLUSIVE OR 32 logic element, the phase of the signal at its output changes to the opposite. Given that the outputs of the EXCLUSIVE OR logic elements 31 and 32 are connected through amplifiers 37 and 38 to bridge transistor switches, this leads to braking torque on the motor shaft, which can lead to a change in the direction of rotation of the motor shaft (reverse). Therefore, by setting the signal level at the output of multiplexer 33, it is possible to set the direction of rotation of the shaft or to perform dynamic braking, which is used to stabilize the speed of rotation determined by the master oscillator 34. In this case, the direction of rotation is determined depending on the connected output of the comparator 23 - direct or inverse.

Вначале скорость вращения определяется частотой автогенератора на транзисторах разного типа проводимости 24 и 25. Но при появлении сигнала на измерительной обмотке 22 дросселя 19 этот сигнал синхронизирует частоту автогенератора. В случае необходимости стабилизации скорости вращения вала электродвигателя используют задающий генератор 34, частота которого определяет скорость вращения. Выбор режима работы вентильного электродвигателя определяется уровнями сигналов на входах выбора мультиплексора 33.Initially, the rotation speed is determined by the frequency of the oscillator on transistors of different types of conductivity 24 and 25. But when a signal appears on the measuring winding 22 of the inductor 19, this signal synchronizes the oscillator frequency. If it is necessary to stabilize the rotation speed of the motor shaft, a master oscillator 34 is used, the frequency of which determines the rotation speed. The choice of the operating mode of the valve motor is determined by the signal levels at the inputs of the selection of the multiplexer 33.

Механическая характеристика вентильного электродвигателя приведена на фиг.4. Несмотря на отсутствие датчиков положения, механическая характеристика получается линейной и близкой к механической характеристике коллекторного электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением.The mechanical characteristic of the valve motor is shown in Fig.4. Despite the absence of position sensors, the mechanical characteristic is linear and close to the mechanical characteristic of a DC collector motor with independent excitation.

Как видно из описания предлагаемого вентильного электродвигателя, у него отсутствует датчик положения ротора, что существенно снижает габариты и повышает надежность работы. Отсутствие датчика положения упрощает и электронную часть вентильного электродвигателя, так как снижаются требования к блокам, формирующим сигналы от датчиков положения ротора, а также повышается КПД устройства, за счет работы в ключевом режиме с малыми потерями электрической энергии.As can be seen from the description of the proposed valve electric motor, it does not have a rotor position sensor, which significantly reduces the dimensions and increases the reliability of operation. The absence of a position sensor also simplifies the electronic part of the valve motor, as the requirements for the blocks generating signals from the rotor position sensors are reduced, and the efficiency of the device is increased, due to the operation in key mode with low losses of electric energy.

Работа предлагаемого устройства осуществляется по сложным законам и с высоким качеством.The work of the proposed device is carried out according to complex laws and with high quality.

Claims (1)

Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину с двухфазной обмоткой якоря, первая и вторая фазные обмотки которой включены в диагонали соответствующих первого и второго мостовых транзисторных коммутаторов, каждый из которых содержит по четыре транзистора и по четыре защитных диода, а также дроссель, содержащий измерительную обмотку и две силовые обмотки, причем каждый транзисторный коммутатор включен между общей шиной питания и соответствующей силовой обмоткой дросселя, другие выводы обеих силовых обмоток подсоединены к потенциальной шине питания, кроме того, первый и второй логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и компаратор, отличающийся тем, что введены первый и второй усилители мощности, выходы каждого из которых соединены с соответствующими управляющими входами соответствующих транзисторных коммутаторов, последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр, выход которого соединен с входом компаратора, а также задающий генератор, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора, вход которого соединен с эмиттером второго транзистора автогенератора и тактовым входом двоичного счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подсоединен ко второму выходу двоичного счетчика и первому входу второго логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к потенциальной и общей шине питания, к третьему и четвертому входам мультиплексора подключены соответственно прямой и инверсный выходы компаратора, пятый и шестой входы мультиплексора являются входами выбора соответственно, выходы первого и второго логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с входами первого и второго усилителей мощности соответственно, при этом один из выводов измерительной обмотки дросселя через резисторы делителя напряжения соединен с анодом биполярного диода и потенциальной шиной питания, эмиттер первого транзистора автогенератора подсоединен к средней точке делителя напряжения, коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора обратной проводимости автогенератора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора автогенератора и катодом биполярного диода, эмиттер второго транзистора соединен с одним из выводов измерительной обмотки дросселя и через резистор - с общей шиной питании. A valve motor containing a synchronous machine with a two-phase armature winding, the first and second phase windings of which are included in the diagonals of the corresponding first and second bridge transistor switches, each of which contains four transistors and four protective diodes, as well as a choke containing a measuring winding and two power windings, with each transistor switch connected between a common power bus and the corresponding power winding of the inductor, the other leads of both power windings are connected to potential power bus, in addition, the first and second logical elements EXCLUSIVE OR and a comparator, characterized in that the first and second power amplifiers are introduced, the outputs of each of which are connected to the corresponding control inputs of the corresponding transistor switches, a phase detector and a filter connected in series, the output of which connected to the input of the comparator, as well as a master oscillator, the output of which is connected to the second input of the phase detector, the input of which is connected to the emitter of the second transistor a generator and a clock input of a binary counter, the first output of which is connected to the first input of the first EXCLUSIVE OR logic element, the second input of which is connected to the second output of the binary counter and the first input of the second EXCLUSIVE OR logic element, the second input of which is connected to the multiplexer output, the first and second inputs which are connected respectively to the potential and common power bus, the direct and inverse outputs of the compar are connected respectively to the third and fourth inputs of the multiplexer Ora, the fifth and sixth inputs of the multiplexer are selection inputs, respectively, the outputs of the first and second logic gates are EXCLUSIVE OR connected to the inputs of the first and second power amplifiers, respectively, while one of the outputs of the measuring winding of the inductor through voltage divider resistors is connected to the anode of the bipolar diode and the potential bus power supply, the emitter of the first transistor of the oscillator is connected to the midpoint of the voltage divider, the collector of the first transistor is connected to the base of the second transistor reverse conductivity of the oscillator, the collector of which is connected to the base of the first transistor of the oscillator and the cathode of a bipolar diode, the emitter of the second transistor is connected to one of the terminals of the measuring winding of the inductor and through a resistor to the common power bus.
RU2008106631/09A 2008-02-20 2008-02-20 Rectifier motor RU2365025C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106631/09A RU2365025C1 (en) 2008-02-20 2008-02-20 Rectifier motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106631/09A RU2365025C1 (en) 2008-02-20 2008-02-20 Rectifier motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2365025C1 true RU2365025C1 (en) 2009-08-20

Family

ID=41151424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008106631/09A RU2365025C1 (en) 2008-02-20 2008-02-20 Rectifier motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2365025C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188616U1 (en) * 2018-08-17 2019-04-18 Акционерное общество "Северный пресс" Switch actuator antenna device unmanned aerial vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188616U1 (en) * 2018-08-17 2019-04-18 Акционерное общество "Северный пресс" Switch actuator antenna device unmanned aerial vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3679953A (en) Compatible brushless reluctance motors and controlled switch circuits
US7898135B2 (en) Hybrid permanent magnet motor
US6384564B1 (en) Electrical machines
US9059659B2 (en) Method and system for measuring a characteristic of an electric motor
EP2983288A1 (en) Drive circuit for a permanent magnet motor
EP1783891B1 (en) Control of switched reluctance machines
JPS59149780A (en) Drive device for motor
US6369481B1 (en) Polyphase reluctance motor
US20020167290A1 (en) Apparatus for driving three-phase brushless motor
US10637378B2 (en) Control device for a polyphase motor and method for driving a polyphase motor
RU2365025C1 (en) Rectifier motor
GB2559207A (en) A 2-Phase brushless AC motor with embedded electronic control
Reshma et al. A back-EMF based sensorless speed control of four switch BLDC motor drive
US6359406B1 (en) Three-phase direction-current (DC) brushless motor with hall elements
US20050174008A1 (en) Dc motor
KR20120077175A (en) Bldc motor for nev in 10kw and method and system thereof
US20070201842A1 (en) Switched Dc Electrical Machine
Srivastava et al. Pm Enhanced Sensing Of Internal Emf Variation-A Tool To Study PMBLDC/AC Motors
Bhadani et al. Modelling and Controlling of BLDC Motor
Zakeer et al. The Four Switch Three Phase Inverter Method used for Speed Control of Brushless DC Motor
JPS62126888A (en) Controlling method for brushless motor
Lee et al. Design and implementation of integrated drive circuit for a small BLDC motor
Antony et al. Poly phase BLDC motor drive with ten step commutation
RU2234793C1 (en) Method for attaining torque on contactless inductor-type valve motors
Sasidharan et al. Simulation of sensor less control of Switched Reluctance Motor