SU1277308A1 - Моментный вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники, в частности к моментным вентильным электродвигател м с неограниченным углом поворота ротора, к-рые наход т широкое применение в прицизионных след щих системах, ч Целью изобретени   вл етс  снижение пульсаций вращающего момента. Двигатель содержит статор с двухфазной синусной обмоткой 1, ротор 2,  вл ющийс  индуктором, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор 3, модул тор 4, фазочувствительные выпр мители 5, диодные функциональные преобразователи (ФП) первый 6 и второй 7, множительные устройства 8, блок сложени  9, блок вычитани  10, усилиN9 СО о СХ)

Description

телй тока 11, датчики тока 12. Ротор 2 механически соединен с ротором синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 3. На входы ФП 6, 7 подан сигнал от задатчика момента 13, На выходе ФП 6 вырабатываетс  сигнал i  вл ющийс  поперечной составл ющей системы статорных токов, а на выходе ФП 7 - сигнал tgQ, где в угол сдвига между осью магнитодвижущей силы обмотки статора и поперечной осью ротора. На выходах множительных устройств получаютс  сигналы - inSinot ,

где с угол поворота ротора и i cosot. Эти сигналы поступают на входы блоков сложени  9 и вычитани  10, на выходах к-рых получаютс  желаемые значени  токов фаз i° и i , к-рые сравниваютс  с действительными значени ми токов фаз i и i. Усилители 1 обеспечивают выполнение ра- венств i 1д, i. i°. В результате повышаетс  стабильность вращающего момента из-за уменьшени  чувствительности к погрешност м в определении углов oL и 0 . 1 ил.

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  снижение пульсаций электромагнитного момента.

На чертеже представлена блок-схема моментного электродвигател .

Двигатель содержит статор с двухфазной синусной обмоткой 1 ,. ротор 2  вл ющийс  индуктором, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор 3, модул тор 4, фазочувствительные выпр мители 5, диодные функциональные преобразователи 6, 7, множительные устройства,8, блок 9 сложени , блок 10 вычитани , усилители 11 тока, датчики 12 тока.

В каждьй канал усилени  вход т усилитель 11, фазочувствительный выпр митель 5 и множительное устройство 8. Блок 9 сложени  введен в первый канал усилени , а блок 10 вычитани  - во второй канал усилени . Вход каждого фазочувствительного выпр мител  5 подключен к одной из вторичных обмоток синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 3,

Ротор 2 механически соединен с ротором синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 3, его вход соединен с выходом модул тора 4, а выходы соединены с входами фазочувствительНых выпр мителей 5, их выходы соединены с входами соответствующих блоков 8 перемножени  и соответственно с входом блока 9 сложени  и входом блока 10 вычитани . Выход первого функционального преобразовател  6 соединен с управл ющим входом модул тора 4, а выход второго функционального преобразовател  7 - с вторыми входами множительных устройств В. К выходу фазочувствительного выпр мител  5 подключен в первом канале усилени  первый вход множительного устройства 8 и первый вход блока

9 сложени , а во втором канале первый вход соответствующего множительного устройства 8 и первый вход блока 10 вычитани .

Выходы этих блоков соединены с

входами усилителей 11 тока, их вторые входы соединены с вьпсодами датт чиков 12 тока. Фазы 1 обмотки статора соединены с входами датчиков 12 тока и с выходами усилителей 11

тока. Входом двигател   вл ютс  входы функциональных преобразователей 6, 7, на которые подан сигнал, пропорциональный требуемому электромагнитному моменту от задатчика 13 величины момента.

Двигатель работает следующим образом .

Claims (1)

1. Сигнал управлени  в аналоговой форме подаетс  на входы функциональных преобразователей 6, 7, на выходах которых вырабатываютс  сигналы tg 9 согласно равенствам M,f(v л; tg0 .i )Ч -«V где M - управл ющий сигнал,  вл юг щийс  входным сигналом фун кциональных преобразователей и равный желаемому зна чению электромагнитного мо мента; „ выходной сигнал первого функционального преобразов тел , равный поперечной со тавл ющей системы статорнь1 токов; Ц0 - выходной сигнал второго функционального преобразовател  Q - угол сдвига между осью МДС обмотки статора и поперечной осью ротора; Р - число пар полюсов; Ц - максимальное потокосцепление одной фазы с потоком индуктора; 4 а иВДУКтивности фаз обмотки статора соответственно по продольной и поперечной ос м. Блоки перемножени , сложени  и вы читани  формируют желаемые значени  фазных токов, а усилители тока поддерживают фазные токи близкими к желаемым . Модул тор 4 преобразует сигнал in в переменное напр жение, питающее первичную обмотку синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 3. Напр жени  на его выходных обмотках измен ютс  по законам Uj,giaSirx6L sinu)t; и,К1оСозЫ Bin«3t где u3- углова  частота модул ций; с1 - угол поворота ротора, эл : рад. Эти напр жени  вьтр мл ютс  с учетом фазы и сглаживани  фазочувствительными выпр мител ми 5, на выходе кото рьпс получаютс  сигналы - i, sin ct и 1дСОБо(. Сигналы с выходов фазочувствитель ных вьтр мителей 5 и второго функцио нального преобразовател  7 поступают на входы блоков 8 перемножени , на выходах которых получаютс  сигналы - t 0 1(1 Sin d- : - 1 J Sinct i t 0 IQ Cos - i j Cos , где i I - продольна  составл юща  системы статорных токов, На входы блока 9 сложени  и блока 10 вычитани  поступают сигналы с выходов фазочувствительных выпр мителей 5 по пр мым св з м и с выходов блоков перемножени  - по перекрестным св з м. На выходах блоков 9 и JO получаютс , желаемые значени  токов фач i и i° согласно формулам А в i °--- i Sind. ч. v Cosoi -1 S.h (о( - 0); (3) 16 - Ы - i J Sihct Г Cos (о/ - 0), (4 ) где 1 - амплитуда системы статорных токов. Эти сигналы поступают на входы : i усилителей 11 тока, где они сравниваютс  с действительными значени ми фазных токов статора, поступающих от датчиков 12 тока. Усилител  II обеспечивают выполнение равенств . 0 .0 IA IA 1„ 1. в В Равенства (1) - (4) получаютс  из услови  получени  требуемого электромагнитного момента М при минимальных электрических потер х в обмотке статора MO . r(i% i) r(ij + где - активное сопротивление фазы обмотки. Функци  Лагранжа и услови  ее стационарности имеют вид F(i,i ,А )г(4+ iJ)+Ap(H;i.f -(.iAi) ° 2ri/Ap () (4J, +() (7) Исключа  из равенст , (6) и (7) житель Лагранжа Л , получаем квадратное уравнение ( )i5 + 4(,ia -()i 0 имеющие решение 1 2 1Ы:-ЬаД/. V MiLj-L f Ц Подставл   выражени  ( 8) в выраение (5), получаем равенство (I) . Положим, что i (-e , ig Cos (c -e) (9) Из уравнений обобщенной электрической машины ij -1д CosoC -1° Sitid, iq -;.Sino. + i° CosdL и равенств (9) следует, что ij , Y I CosQ При изменении фазных токов вентильного электродвигател  по законам , определ емы равенствами (1) (А), угол между МДС статора и продольной осью ротора отличаетс  от /2 на корректирующий угол 0 ,, благодар  чему используетс  реактивный момент, требуемый электромагнитный момент достигаетс  при минимальных электрических потер х, а работа в зоне максимума электромагнитного мо мента по углу 0 повышает его стабильность и делает двигатель нечувствительным к небольшим погрешност  в определении углов сЯ. и 0 . Явные аналитические выражени  дл функции if, f(M) и tg0 4(Mo) от X сутствуют. Поэтому эти функции следует затабулировать с помощью равенств (1) и (2), задава сь произвольными значени ми тока ii и определ   соответствующие з.начени  и tg©. Полученные таблицы использу ютс  при построении функциональных преобразователей 6 и 7. Таким образом, практически при сохранении электромашинной части датчика положени  и силовой части схемы питани  снижени  потребл ема  от электрической с.ети мощность за счет введени  нелинейной коррекции в маломощную часть схемы питани , т.е. увеличен КПД, а также повьщ1ена стабильность электромагнитного момента по углу поворота ротора за счет работы в зоне максимума электр магнитного момента. Формула изобретени Моментный. вентильный электродвигатель , содержащий электромеханичес кий преобразователь, включаюш,ий в себ  ротор, статор с двухфазной обмоткой ,  кор , кажда  нз фаз которой подключена к выходу одного из каналов усилени , содержащего усилитель с обратной св зью по току фазы, и фазочувствительный выпр митель, вход которого подключен к одной из вторичных обмоток синусно-косинусного вращающегос  трансформатора, множительное устройство, а также первый и второй функциональный преобразователь, отличающийс  тем, что, с целью сни сени  пульсаций электромагнитного момента, он снабжен модул тором , задатчиком величины момента , в первый канал усилени  введен блок сложени , а во второй - блок вычитани , управл ющий вход модул тора соединен с выходом первого функционального преобразовател , к вьпсоду модул тора подключена первична  обмотка вращающегос  трансформатора, к выходу фазочувствительного вьшр мител  подключен в первом канале усилени  первый вход множительного устройства и первый вход блока сложени , во втором канале - первый вход множительного устройства и первый вход блока вычитани , вторые входы каждого множительного устройства соединены с выходом второго функционального преобразовател , второй вход блока суммировани  соединен с выходом множительного устройства второго канала, второй вход блока вычитани  соединен с выходом множительного устройства первого канала, выходы блоков сложени  и вычитани  соединены в своем канале с входом усилител , входы функциональных преобразователей .соединены с выходом задатчкка величины момента, первый функциональный преобразователь выполнен с возможностью реализации функции (./4,.4(VL/i а второй - с возможностью реализации функции 0 2ьа(. () ic где М - выходной сигнал задатчика момента; щ - выходной сигнал первого функционального преобразовател ; tqS ВЫХОДНОЙ сигнал второго функционального преобразовател ; О - угол сдвига между МДС обмотки статора и поперечной 5 осью ротора; Р- число пар полюсов; Ц/ Ld,L максимальное потокосцепление одной фазы с потоком индуктора; индуктивности фаз обмотки статора соответственно по продольной и поперечной ос м.