SU1431015A1

SU1431015A1 - Реверсивный вентильный электродвигатель

Info

Publication number: SU1431015A1
Application number: SU874225519A
Authority: SU
Inventors: Евгений Михайлович Нашатыркин; Михаил Алексеевич Боровиков; Виктор Иванович Доманов
Original assignee: Ульяновский политехнический институт
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-15

Description

Изобрет€;ние относитс к электротехнике , а именно к электрическим двигател м с бесконтактной коммутацией , ос ш ествл емой с помогдью полу- проводниковьк приборов, т.е. к вен тильным электродвигател м (ВД), и предназначено дл использовани преимущественно в высокомоментных ВД$ работающих в реверсивных безредук- торных электромеханизмах сход щих :систем быстродействующих приборов и I роботов.

Цель кзобрете.чи увеличение точности и упрощение ВД

На чертеже представлена функциональна схема реверсивного ВД„

Реверсивный БД содержит электро-- механический преобразователь выполненный в виде синхронной машины 1 синусно-косинусньй датчик 2 положени ротора (ДПР) с первым 3 и вторым 4 выходами на посто нном токе (выполненный например, на индукционном редуктосине с двум фазочувствитель- ными вьшр мител ми) последовательно соединенные задатчшс 5 сигнала, эле- .мент 6 сравнени , предварительный I усилитель 7j коммутатор 8, двухка- :нальньй усилитель-преобразователь- 9 : (может бьзть вьшолнен как на широтно- импульсных преобразовател х9 так и на линейных усилител х посто нного тока)J к зыкоцш которого подклгочеьда статорные обмотки 10 синкронной машины 1 „

KoiviMyTaTop 8 выполнен на двух умножител х (например, прецазионных аналоговых перемножител х)э первые входы которых объединены и подключе- .ны к выходу предварительного .усилител , а вторые входы умножителей подключены к первому 3 и второму 4 выходам датчика 2 положени роторао

К первому -3 и второму 4 выгсодам датчика 2 положени ротора соответственно подключены первый 11 и второй

12дифференциаторы выходы которых соответственно подключены к входам

13и 14 первого 15 и второго 16 дополнительных умножителей, причем вто рые входы 17 и 18 первого 15 и второго 16 дополнительных умно- кителей подключены соответственно к второму 4

и первому 3 выходам датчика 2 положе™ ни ротора,, а выходы дополнительных ут ножителей 15 и 16 через сумматор 19 св заны с вторьм входом устройства 6 сравнени .

В процессе работы ВД движение ротора может происходить по любому произвольному закону.

Сигналы с ДПР будут измен тьс в соответствии с выражени ми:

и, Uo sino (t),

(О

U UQ COS (У (t),

где Uu - амплитуда сигнала ДОР.

Закон движени « (t) выходного вала электродвигател определ етс сигналом задани U.

Сигнал задани U л, выработанный задатчиком 5 сигнала, сравниваетс в элементе 6 сравнени с напр жением обратной св зи Upcc « из выходе которого получаеус сигнал ошибки:

и.

Vи

осе .

(2)

Сигнал ошибки U, пройд через предварительный усилитель 7, поступает на вход коммутатора 8:

и

6х

KyU

(3)

в результате действи сигналов и и и2 с ДПР 2 на выходах коммутатора 8 образуютс напр жени U и Uij:

и K, U U sino/(t);

Ky-U U cose/(t), (4)

Пройд через двухканальный усили- тель преобразователь 9, сигналы и ил вызывают токи в статорных обмотках 10 синхронной машины 1, кото- pbie в расточке статора создают результирующее магнитное поле, ЭДС которого пропорциональна амплитудному значению статорных токов i и ini

i I sin a/(t);

ip I cos 0 (t) с

(5)

45

Амллитудное значение фазных токов определ етс выражением

т Uffp -S BF

J. .-™

(6)

0

5

где и

лр

к„рК,

Ср Ш

пр

амплитудное значение фазных напр жений с выхода усилител -преобразовател 9; амплитудное значение ЭДС вращени ; коэффициент усилени усилител -преобразовател 9,

Ср - коэффициент, определ е- мьм конструктивными параметрами синхронной машины 1; R - сопротивление фазных

обмоток

. to - текущее значение скорости вращени вала двигател .

Момент, развиваемый двигателем с учетом (6), равен

Мдв С,,-,.(7)

где Сд - коэффициент, определ емый конструктивными параметрами синхронной машины 1. Мгновенное (текущее) значение угловой скорости вращени вала двигател под действием момента , (15) определ етс выражением

dof(t)

w(t)

dt

(8)

Е, Ка UgCJcoso (t); Е2 -Ко Uq W sin о (t) ,

ff a

(9)

Дифференциаторы 11 и 12 выполн ют дифференцирование сигналов с выходов 3 и 4 сигналов (1) ДПР 2. Выходные сигналы дифференциаторов 11 и 12 будут иметь значени с учетом (8):

вый 14 и второй 18 входы второго дополнительного умножител 16 поступаю соответственно сигналы Е« с второго дифференциатора 12 и U с первого выхода 3 ДПР 2. Выходные сигналы

где Kg - коэффициент передачи дифференциаторов . Полученные сигналы Е, и Е 2. несут информацию об угловой скорости w(t) вращени вала двигател , но промо- дулированы знакопеременными тригонометрическими функци ми углового перемещени cos of (t) и sino((t). Эти сос . тавл кщие в услови х безредукторного след щего электропривода (низкие и инфранизкие частоты, малые угловые перемещени ud) имеют специфические свойства и отфильтровать их традиционными способами (например, RC-фильт рами) практически невозможно.

На первый 13 и второй 17 входы первого дополнительного умножител 15 поступают соответственно сигналы Е с первого дифференциатора t1 и и второго выхода 4 ДПР 2, а на пер

и Uyj первого и BTopoi o дополнительных умножителей имеют значени :

и

у

KcfOcosV (t);

иу7 rt (t).

(10)

to

is 20

25

30

22

где - коэффициент передачи по угловой скорости. Сигналы и у, и Uyj с дополнительных умножителей 15 и 16 поступают на входы вычитающего сумматора 19, выходной сигнал Uocc которого вл етс сигналом отрицательной обратной св зи по угловой скорости и имеет значение (с учетом того, что cos с + + 1)

Uocc Uy,-U,, Kca)(t), (11)

Скоростна обратна св зь имеет линейную характеристику и высокую надежность.

Таким образом, скоростна обратна св зь в БД не имеет каких-либо ограничений ни по быстродействию, ни по величине скорости, ни по режиму работы электродвигател .

ВД может с успехом примен тьс дл систем стабилизации скорости и обеспечивать при этом более высокое быстродействие по сравнению с известными .

В качестве усилител -преобразовател может быть использован как усилитель посто нного тока, так и более эконом11чные широтно-импульсные преобразователи или любой быстродействующий усилитель, 22

Claims

40 Формула изобретени

Реверсивный вентильньй электродвигатель , содержащий двухфазный электромеханический преобразователь, перва и втора фазы обмотки кор которого подключены к выходам усилителей соответственно первого и второго каналов усилени , управл ющие входы которых св заны с первым и вторым выходами датчика положени ротора, последовательно по входу-выходу соединенные задатчик сигнала, Элемент сравнени и предварительный усилитель , а также схему, вьщелени сигнала частоты вращени вала двигател , включающую в себ два дифференциатора , входы которых св заны с выходами датчика положени ротора, отличающийс тем, что, с

целью повышени точности м упрощени , каждый канал усилени снабжен умножител ми, схема вьщелени сигна- па частоты вращени снабжена дополнительными умноткител ми и сумматором , первь е входы умножителей каждого канала усилени объединены и подключены к . выходу предварительного усилител 5 вторые входы первого и второго умножителей подключены соответственно к первому и второму выходам датчика положени ротора к

которым также подключены соответственно первый и второй дифференциаторы , выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго дополнительных умножителей, вторые входы первого и второго дополнительных умножителей подключены соответст-: венно к второму и первому выходам датчика положени ротора, а выходы дополнительных умножителей через сумматор св заны с вторым входом элемента сравнени .