SU1029339A1 - Устройство дл улучшени коммутации коллекторных электрических машин - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее управл емый усилитель, подключенный к основной обмотке дополнительных полюсов, пропорционально-интегральный регул тор, выход которого соединен с входом управл емого усилител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности, статической точности и надежности при одновременном улучшении стабильности настройки дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны коммутации, устройство снабжено двум  магнитными диодами, выходы которых соответственно подключены на инвертирующий и неинвертирующий вхог ды пропорционально-интегрального регул тора и через резисторы, а обмотка дополнительных полюсов соединена резистором i с инвертирующим входом пропорциональноинтегрального регул тора. (О ю со со со со

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам, в частности к средствам улучшени  коммутации коллекторных электрических машин при двухзонном регулировании в большом диапазоне частоты враш,ени  - управлении по  корной цепи машины и по цепи обмотки возбуждени .

Известно устройство дл  улучшени  коммутации коллекторных электрических машин, содержащее регулируемый источник питани , подключенный к основной или вспомогательной обмотке дополнительных полюсов , функциональные элементы, датчики ЭДС Холла, выполн ющие функции различных устройств автоматики, датчик частоты вращени  и другие элементы 1.

Недостатками этого устройства  вл ютс  низкие статическа  точность и быстродействие при управлении тока в основной или вспомогательной обмотке дополнительных полюсов. Низка  статическа  точность управлени  тока объ сн етс  дрейфом выходного напр жени  датчиков ЭДС Холла, его источника питани , а также отсутствием замкнутого контура воздействий. .Низкое быстродействие вызываетс  тем, что отсутствие замкнутого контура воздействий не компенсирует инертности (посто нные времени) контура управлени  основной или вспомогательной обмотки дополнительных полюсов.

Известно также устройство дл  улучшени  коммутации машин посто нного тока с обмотками дополнительных полюсов, содержащее управл емый усилитель, основную или вспомогательную обмотку дополнительных полюсов, датчики тока и напр жени . Регулирование потока дополнительных полюсов осуществл етс  в функции напр жени  по сбегающим и набегающимкра м щетки с коррекцией по току  кор  2.Недостатками этого устройства  вл етс  то, что плотность тока в щетках одинаковой пол рности при коммутации будет различной и напр жение между набегающим и сбегающи.м кра ми какой-либо щетки в этом случае не в полной мере характеризует услови  ко.адмутации. Наличие контактного датчика снижает надежность, стабильность, чувствительность работы устройства, так как при вращении  кор  возможно сопротивление щетки, отрыв ее от коллектора и т. д.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  устройство дл  улучшени  коммутации коллекторных электрических машин, содержащее управл емый усилитель, .подключенный к основной или вспомогательной обмотке дополнительных полюсов, на вход которого подаетс  сигнал с бесконтактного датчика добавочного тока коммутации , выполненного в виде двух датчиков ЭДС Холла, включенных по компенсационной схеме, при этом один датчик установлен

в воздушном зазоре под центром jaEnui-i п().1юса, а второй - в воздушном зазоре магнитопровода, обмотка возбуждени  ко торого включена последовательно с основной обмоткой главных полюсов 3.

Недостатками этого устройства, ограничивающими область его применени ,  вл ютс  низкие чувствительность, надежность и статическа  точность управлени  током дополнительных полюсов. Низка  надежность устройства объ сн етс  наличием дополнительного источника питани  дл  двух датчиков ЭДС Холла. Ограниченна  статическа  точность управлени  тока дополнительных полюсов вызвана дрейфом выходного напр жени  двух датчиков ЭДС Холла.

Цель изобретени  - повыщение чувствительности , статической точности и надежности при одновременном улучшении стабильности настройки дополнительных полюсов на середине безыскровой зоны коммутации .

Эта цель достигаетс  тем, что устройство дл  улучшени  коммутации коллекторных электрических машин снабжено двум  магнитными диодами, измен ющими поток основной обмотки возбуждени  в воздушном зазоре машины, выходы магнитных диодов соответственно -подключены на инвертирующий и неинвертирующий входы пропорционально-интегральнЪго регул тора через резисторы , а обмотка дополнительных полюсов соединена резистором с инвертирующим входом пропорционально-интегрального регул тора .

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  одного направлени  результирующего потока в воздушном зазоре основного полюса и одного направлени  тока i возбуждени  машины.

Устройство состоит из магнитодиодов I и 2. Магнитодиод 1 установлен в воздушном зазоре под центром главного полюса 3. Напр жение, снимаемое .с магнитодиода 1, пропорционально результирующему потоку в воздушном зазоре машины. Ток возбуждени  i протекает по шине, котора  проходит через магнитную систему 4 магнитодиода 2. Напр жение на выходе магнитодиода 2 пропорционально току возбуждени  ig машины, а следовательно, и потоку Ф, создаваемому обмоткой 5 возбуждени . Магнитодиоды 1 и 2 включены встречно-параллельно и результирующее напр жение равно разности их напр жений. Магнитодиоды 1 и 2 получают питание от общего с регул тором 6 источника питани  ЕПЦТ- Сигнал с магнитодиодов 1 и 2 поступает соответственно на неинвертирующий и инвертирующий входы регул торов 6 через резисторы 7 и 8. Регул тор 6 выполнен с пропорционально-интегральной зависимостью выходного напр жени  от входного, дл  чего выход его св зан со входом резистора 9 и емкостью 10.

В качестве регул тора б может быть применен , например, операционный усилитель. Магнитодиоды 1 и 2 получают питание через резисторы 11 и 12 с делител  13 напр жени . Регул тор 6 соединен с входом управл емого усилител . 14. На дополнительном полюсе 15 находитс  обмотка дополните тьных полюсов 16. Управл емый усилитель 14 и регул тор 6 охвачены отрицательной св зью по напр жению обмотки дополнительных полюсов 16, дл  чего выход 14 св зан с входом 6 резистором 17. В качестве управл емого усилител  может быть использован, например, тиристорный преобразователь. Управл емый усилитель 14 настраиваетс  таким образом, что при отсутствии сигнала на его входе он обеспечивает начальный ток к обмотке 16, соответствующий настройке дополнительных полюсов 15 на середину зоны безыскровой работы. Рабочие точки магнитодиодов 1 и 2 устанавливаютс  резисторами 11 и 12 так, чтобы при нулевых значени х потоков основного полюса и в воздушном зазоре они были полностью открыты . Тогда выходное напр жение, равное разности напр жений обоих магнитодиодов равно нулю. При пр молинейной коммутации когда поток коммутационной реакции  кор  Фд отсутствует, сигнал на входе управл емого усилител  14 равен нулю и по обмотке 16 дополнительных полюсов 15, присоединенной к выходу управл емого усилител  14, протекает только ток  кор  1. В случае ускоренной коммутации поток коммутационной реакции  кор  Ф, как видно из чертежа , где направлени  токов показаны дл  ускоренной коммутации двигател  посто нного тока при его вращении против часовой стрелки, направлен встречно основному магнитному потоку Фо. Результирующий nojOK под центром главного полюса 3 уменьшаетс  и на входе усилител  14 по вл етс  разностна  ЭДС определенной пол рности. 5 iрав т емый усилитель 14 отрабатывает эт т сигнал и в обмотке 1б протекает ток отпить: . что приводит к уменьшению намагничивай5 ш,ей силы дополнительных полюсов 16. Автоматическое уменьшение намагничивающей силы дополнительных полюсов 15 ппо исходит до. тех пор, пока коммута.ш  io становитс  пр молинейной, что соотвс;ч .ч,}ет настройке на середине безыскрово; i м. Введение интегральной составлi:) ,1- : в закон управлени  регул тора б i: иг; ошибку в регулировании токов в одноименной пол рности в статическом ре жиме к нулевому значению. Придание регул тору 6 пропорцнонально-интегральны.ч свойств и охват его вместе с управл емым усилителем 14 обратной св зью по напр жению дополнительных полюсов 15 прши.д: к существенному снижению результи|) -on,., :i посто нной времени всего контур.), а х. ;.

0 довательно, к повыше нию бьмуолействи . что объ сн етс  форсированным изменением выходного напр жени  регул тора 6 и компенсацией запаздывани , вносимого управ л емым усилителем 14 и дополнительными полюсами 15.

5

Выполн   настройку контура дополнительных полюсов на оптимум по модулю удаетс  получить перерегулирование тока в дополнительных полюсах, не превыщающее значение 4,3%. При отклонении тока

,, дополнительных полюсов от установленного значени  за счет св зи выхода усилител  14 с входом 6 увеличиваетс  входное напр жение регул тора 6, что приводит к увеличению его выходного напр жени . В результате этого уменьшаетс  угол запаздывани 

r зажигани  преобразовател , обеспечиваетс  возрастание его выходного напр жени  и восстановление значени  тока дополнительных полюсов.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ

   ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее управляемый усилитель, подключенный к основной обмотке дополнительных полюсов, пропорционально-интегральный регулятор, выход которого соединен с входом управляемого усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, статической точности и надежности при одновременном улучшении стабильности настройки дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны коммутации, устройство снабжено двумя магнитными диодами, выходы которых соответственно подключены на инвертирующий и неинвертирующий вхо_г ды пропорционально-интегрального регулятора и через резисторы, а обмотка дополнительных полюсов соединена резистором с инвертирующим входом пропорциональноинтегрального регулятора.

   ю со GO GO СО >

   6¼