SU1275680A1

SU1275680A1 - Моментный вентильный электродвигатель

Info

Publication number: SU1275680A1
Application number: SU853852591A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Юрьевич Афанасьев; Евгений Иванович Дорохов; Николай Александрович Иванов
Original assignee: Казанский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева; Предприятие П/Я Р-6324
Priority date: 1985-02-11
Filing date: 1985-02-11
Publication date: 1986-12-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к моментным вентильным электродвигател м МВД с неограниченным углом поворота ротора . Целью изобретени вл етс повышение КПД и стабильности электромагнитного момента. МВД содержит корь 10 с установленной на нем трехфазной обмоткой 1 на статоре с фазами А, В, С и с внополюсным ротороминдуктором 2, трехфазный датчик 3 положени , например сельсин, модул тор 4, три фазочувствительных выпр мител 5, два функциональных преобразовател (ФП) 6 и 7, три блока 8 перемножени , три блока 9 суммировани с одним инвертирующим и двум неинвертирующими входами каждый, три усилител 10 тока и три датчика 11 тока. Ротор-индуктор 2 механически соединен с ротором сельсина, его вход соединен с выходом модул тора 4, а выходы соединены с входами фазочувствительных выпр мителей 5. Выходы фазочувствительных выпр мителей соединены с входами блоков 8 перемножени и блоков 9 суммировани . Выход ФП 6 соединен с входом модул тора 4, выход ФП-7 соединен свторыми входами блоков 8 перемножени , выходы к-рых соединены с неинвертирующими с входами блоков 9 суммировани каналов опережающих фаз и с инвертируюсл щими входами блоков 9 суммировани каналов отстающих по направлению обхода вдоль кор фаз. Выходы блоков 9 суммировани соединены с входами усилителей 10 тока, их выходы соединены с фазами обмотки 1 кор и с входами датчика 11 тока, выходы к-рых соединены с вторыми входами ю ел усилителей 10 тока. Фазочувствительньй выпр митель, блок суммировани , блок перемножени , усилитель тока, 35 соединенные по входу-выходу после00 довательно, образуют канал усилени .

Description

ifff/a

число каналов усилени равно числу фаз. При работе электродвигател на входы Ф11 6 и 7 подаетс сигнап, пропорциональный требуемому электромагнитному моменту Kg. На выходе ФП 6 получаетс сигнал, пропорциональный Поперечному току in -2ig/3, а на выходе ФП 7 сигнал, завис щий от угла 0 между осью магнитодвижущей силы обмотки кор и поперечной осью индуктора - tg0/3. На входы усипителей

75680

10 подаютс сигнгшы, пропорциональгные оптимальным значением токов фаз 1д , ig,, ij, и действительным значени м токов фаз 1д , ig , i(. . Усилители 10 подают на фазы обмотки 1 напр жени - , обеспечиваюп ие повышение стабильности вращающего момента и КПД благодар т.ому, что электродвигатель нечувствителен к небольшим погрешност м в определении угла 9 и угла об поворота ротора. 1 ил.

I

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к моментным вентильным электродвигател м с неограниченным углом поворота ротора, которые наход т широкое применение в прецизионных след щих системах.

Целью изобретени вл етс повышение КПД и стабильности вращ;зющего момента.

На чертеже представлена блок-схема моментного вентильного электродвигател .

Моментый двигатель содержит корь с установлен1й,1м на нем трехфазной обмоткой 1 с внополюсным ротороминдуктором 2f трехфазный датчик 3 положени (сельсин), модул тор 4, три фоточувствительнь х выпр мител 5, первый 6 и второй 7 функциональнвх преобразовател 5 три блока 8 перемножени , три блока 9 суммировани с одним инвертирующим и двум неинвертирующими входами каждый, три усилитеп 10 тока и три датчика П тока

Ротор-индуктор 2 механически соединен ,с ротором сельсина 3, его вход соединен с выходом модул тора 4 и выходы соединены с входа1 ш фаэочувствительных выпр мителей 5, Выходы фазочувствительных выпр 14ителей соединены с входами блока 8 перемножени и блоков 9 суммировани . Выход первого функционального преобразовател 6 соединен с входом модул тора 4, выход второго функционального преобразовател 7 соединен с вторыми входами блоков 8 перемножени , выходь которых соединены с неинвертируюцими входами блоков 9 сумк1/1ровани каналов опережающих фаз и с инвертирующими входами блоков 9 суммировани каналов отстающих фаз. Выходы блоков суммировани 9 соединены с входами усилителей 10 тока, их выходы соединен с фазами обмотки 1 кор и с входами датчика II тока, выходы которых соединены с вторыми входами усилителей 10 тока. Фазочувствительный выпр митель, блок суммировани , блок перемножени , усилитель тока, coeд нeнныe по входу-выходу последовательно, образуют канал усилени . Число каналов равно числу фаа. Дл канала фазы А канал фазы В вл етс отстающим, а каиал фазы С опережающим , дл каиала фазы В канал фазы С - отстающим, фазы А - опережающим , дл канала фазы С канал фазы А - отстающим, фазы В - опережающим .

Двигатель работает следующим образом .

На входы функциональных преобразователей 6 и 7 подаетс сигнал, пропорциональный требуемому электромагнитному моменту MQ. На выходе функционального преобразовател 6 получаетс сигнал (2ic./3), пропорциональный поперечному току „ и поступающий на модул тор 4. На его выходе получаетс переменное напр жение, питающее обмотку возбуждени сельсина 3. На выходных фазах сельсина 3

возникают напр жени

2. . . 2. . . 27. - -iqsinotsinut, - -iqsin(od- --)

vsiuUt;

(1) 24f - -iqsinCo :- --)sin6Jt, гЙе W частота питающего напр жени , -об - угол поворота ротора. Эти напр жени поступают на вход фазочувствительных выпр мителей 5, на выходахкоторых образуютс напр жени 2. . , 2. . . 21Г. --iqsinot, - -iqsin(ui.- --), --iqsin(ot- --),(37 На выходе функционального преобразовател 7 получаетс напр жение , завис щее от угла 0 между осью МДС обмотки кор и поперечно осью индуктора, которой поступает на входа блоков 8 перемножени , на вторые входы которь1х подаютс напр жени (З). На выводах блоков перемножени получаютс напр жени 2 л. G т - ---.1 G 1 П А/ - 9Л- поступающие на неинвертирующий и ин вертирующий входы блоков 9 суммировани соседних каналов. На третьи входы блоков 9 суммировани поступают напр жени (З) с выходом фазочувствительных выпр мителей 5, где ii - продольна составл к ца системы статорных токов. На выходах блоков суммировани образуютс сигналы - (cc-e); - I (,-e- (Dt-6- |-); вл ющиес оптимальными значени ми токов 1д , ig, i из услови миним ма электрических потерь в обмотке при заданном значении электромагни ного момента, где 1 - амплитуда системы статорных токов. На входах усилителей 10 токов сравниваютс оптимальные токи i .6.0 1-Й действительные токи i ig, ij, пропорциональные которым сигналы поступают с выходов датчиков 11 тока. Усилители 10 токов по дают на фазы обмотки 1 статора,напр жени , обеспечивающие наполнени равенства tg0 ij/i. / ri у f- Ч Соотношени (1), (2) и (5) полуусловии ают из . oz , oz ( 6) (7) А - 6 + 1., фмИН (Ld-) ij) const; 2/3(1, cosoi - ioSinto) -(ijcos(c -(i,co3( оответствукшщх минимуму электричесх потерь в обмотке статора и полуению требуемого электромагнитного оменты /(р - число пар полюсов элекодвигател , Последние три уравне известны в теории обобщенной ектрической машины и соответствуют левому току ее нулевой фазы. Соотношени (6)-(8) свод тс к едующим услови м ij) + in Ф-мин; РСУЛ. +( -(L.-Lj.i, Ч)м const. o О Функци Лагрантка и услови ее стаонарности по i1, iq имеют вид FCij.i-l, )i Г J о ) Ц), 2id () 0-1 (9) 2i, (у„ + ())о е L,, LQ - индуктивности фаз стаОu , ра по продольной и поперечной ос м. ( - множитель Лагранжа. Исключа его из равенств(9) полуем ( )1 Void- L J-4 ° куда i difJiiadiLii ii 2() 2a.. Положим tgS Тогда равенства (8) принимают вид (5), а из равенства (10) вытекает равенство (2). Равенство (1) получаетс подстановкой выражени (10) и выражет1е (7) Функции 2iay3 f(Mg) и Cf(Mg) не имеют вных аналитических выражений, Поэтоь1у целесообразно их затабулировать, задава сь произвольными значени ми тока и определ по формулам (1) и (2) сответствующие значени М, и tg9.

Таким образом, благодар введению двух функциональных преобразователей трех блоков перемножени и трех блоков суммировани моментый вентильный электродвигатель имеет стабильный электромагнитный момент при минимальных электрических потер х, т.е. при максимальном КПД работа в зоне максимума момента делает его нечувствительным к небольшим погрешност м в определении углов 6 и 9 а также к отклонению вектора МДС статора от его оптимального направлени .

Claims

Формула изобретени

Моментный вентильный электродвигатель , содержащий корь с установленной на нем трехфазной обмоткой и внополюсный ротор-индуктор, модул тор , сельсин, ротор которого .механически соединен с ротором электродвигател , а цепь питани соединена с выходом модул тора, три фазочувствительных выпр мител , входы которых соединены с выходами сельсина , три усилител тока и три датчика тока,, через которые фазы электрической машины соединены с выходами усилителей тока, выходы датчиков тока соединены с входами усилителей тока, отличающийс тем, что, с целью повышени КОД и стабильности вращающего момента, введены два функциональнь1Х преобразовател , три блока перемножени и три блока суммировани с одним инвертирующим и двум неинвертирующими входами каждд 1Й, последовательно по входу-выходу соединенные фазочувствительньЕЙ выпр митель , блок перемножени 5, блок суммировани , усилитель тока образуют канал усилени , число каналов равно числу фаз, выход первого функционального преобразовател соединен с управл ющим входом модул тора, выход второго функционального преобразовател соединен с входами блоков перемножени , выходы фазочувствительных выпр мителей соединены с входами блоков суммировани и с вторыми входами блоков перемножени , выход каждого блока, перемножени соединен с неинвертирующим входом блока суммировани канала опережающей при обхо-

де вдоль кор в направлении вращени фазы и с инвертирующим входом блока суммировани канала отстающей фазы, выходы блоков суммировани соединены с вторыми входами усилителей тока своего канала, первый функциональный преобразователь выполнен с возможностью реализации функции

Р ii , ., . I, .г

.2

гД 2 ° -%;

М. 1, 2

5 а второй функциональный преобразователь с возможностью реализации функции

JlLii Lil- ii

tgQ

Vo M(

где М - входной сигнал двигател .

соответствук ций требуемому электромагнитному моменту i

ifl - поперечна составл юща системы токов статора;

9 - угол сдвига между осью МДС обмотки статора и поперечной осью ротора-индуктора,

Р - число пар полюсов

9о - максимальное потокосцепление фазы статора с потоком индуктора; LJ , индуктивности фаз обмотки статора соответственно по продольной и поперечной ос м.