SU1582292A1 - Моментный вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вентильным электродвигател м. Цель изобретени  - повышение точности путем уменьшени  пульсаций скорости вращени . Электродвигатель содержит двухфазную синхронную машину 1, подключенную через усилитель 5, 6 мощности синусного и косинусного каналов усилени  к преобразователю 9 координат с датчиком положени , выполненным на бесконтактном вращающемс  трансформаторе с двум  обмотками возбуждени : основной 14 и дополнительной 15. Основна  обмотка возбуждени  подключена к задатчику 18 скорости, а дополнительна  обмотка - к источнику 19 посто нного тока. Такое включение приводит к формированию в сигналах выходных обмоток вращающегос  трансформатора составл ющих, пропорциональных угловой скорости, которые используютс  дл  введени  тахометрической обратной св зи, обеспечивающей стабилизацию скорости вращени . Выполнение дополнительной обмотки возбуждени , перпендикул рной основной обмотке, позвол ет вводить синусную и косинусные составл ющие угловой скорости вращени  в одноименные каналы усилени , что устран ет вли ние неравенства коэффициентов трансформации выходных обмоток вращающегос  трансформатора на пульсации скорости. 5 ил.

Description

и„

R

где R - активное сопротивление дополнительной обмотки 15 возбуждени  о

Рассмотрим в качестве датчика 13 положени  бесконтактный сйнусно-ко- синусный вращающийс  трансформатор типа редуктосин,

Потокосцепление синусной 16 и косинусной 17 обмоток редуктосина определ етс  токами взаимно перпендикул рных обмоток 14 и 15 возбуждени  в соответствии с выражени ми:

V«- -кмс iySinOny+e) +

4S

вращени  ротора 2„

Выражение (6) получено в соответствии с правилом дифференцировани  сложной функции

Подставл   в (6) выражение (4)9 получим после преобразований:

50

Ч UW

U

,+ U

(7)

e UH c

К«Ј

L

H (M u (HJ Ausincot sin m if °

55

синфазна  высокочастотна  составл ю

K,

ran

L u

(8)

AyCoswt cos m

квадратурна  высокочастотна  составл юща ; (9)

У к кмс™- Л sin m cf - низкоR частотна  составл юща 

(to)

Синфазна  (8) и квадратурна  (9) составл ющие определ ютс  относительно фазы опорного напр жени  Uon,

Дл  нормальной работы вентильного электродвигател  частота опорного напр жени  выбираетс  гораздо больше частоты вращени  синхронного двигател  1 (обычно на два пор дка):

w Д

(И)

Таким образом, фильтр 22 нижних частот выделит только низкочастотную составл ющую (10), сформировав на своем выходе напр жение Фаза и форма которого определ ютс  передаточной функцией фильтров 22 и 23 нижних частот,

Фазочувствительный выпр митель 20 выдел ет огибающую синфазной составл ющей (8) высокочастотного сигнала и подавл ет квадратурную составл ющую (9) высокочастотного сигнала, а также низкочастотную составл ющую (10)о Форма и фаза напр жени  1Ь0 на его выходе определ етс  передаточной функцией выпр мител  20,

Подавление низкочастотной сос- тавл ющей (10 ) в фазочувствителъном выпр мителе 20, показанном на фигвЗ объ сн етс  тем, что относительно этой составл ющей фазочувствитель- ный выпр митель 20 работает как модул тор , формирующий переменное напр жение с нулевым средним значением0 Это переменное напр жение подавл етс  фильтром нижних частот на выходе самого фазочувствительного выпр мител  20„

Действительно, если предположить, что транзистор 29 (фиг03) открываетс  напр жением отрицательной пол рности на его базе и закрываетс  - положительной , то при положительной пол рности опорного напр жени  Uon (фиг,56) операционный усилитель 27 работает в неинвертирующем режиме и напр жение на его выходе () соответствует входному напр жению Цц При отрицательной пол рности

напр жени  Uen транзистор 29 открыт,) операционный усилитель 27 работает в инвертирующем режиме и напр жение на его выходе (фиг.Зв) имеет обратный знак по сравнению с его входным напр жением Uf „ Как видно из фиг„5в, среднее значение напр жени  равно нулю, поэтому на выходе фильтра

нижних частот, на резисторе 31 и конденсаторе 32 напр жение отсутствует„ Таким образом, фазочувствительные выпр мители 20 и 21 подавл ют низкочастотную составл ющую входного сиг5 нала,,

Следовательно, на выходе 11 преобразовател  9 координат будет выделена огибающа  синфазной высокочастотной составл ющей сигнала (8), а на

Q выходе фильтра 22 нижних частот - низкочастотна  составл юща  (10). Таким образом, на выходе блока 7 сравнени  напр жение примет вид:

и7 и(Г и

21

к

№мсАт

АУ KwUo г

-л- Я. )sin

RТ

(12)

где К и К н - коэффициенты передачи фазочувствительного выпр мител  20 и фильтра 22 нижних частот соответственное

Аналогичным образом может быть получено напр жение на выходе блока 8 сравнени ;

Ug U11- U13 АУ

40

К н Uon ч --- 51) cos .

(13)

5

Выражени  (12) и (13) показывают что в электродвигателе осуществл етс  введение отрицательной обратной св зи по скоростио Дл  обеспечени  стабильности скорости вращени  глубина обратной св зи по скорости выбираетс  достаточно большой. Это дос- 0 тигаетс , например, подбором коэффициента усилени  усилителей 5 и 6 мощности, а также регулировкой напр жени  Uc от источника 9 посто нного тока о

Дл  обеспечени  высокой точности необходимо обеспечить равенство фазо- частотных характеристик фильтров 22 и 23 нижних частот и фаэочувствительных выпр мителей 20 и 21, что достигаетс  выбором их параметров

Аналогичный результат может быть получен и при выполнении преобразовател  9 координат в соответствии с фиг02.

Таким образом, устройство поддерживает скорость моментного вентильного электродвигател  пропорционально амплитуде уставки скорости, зада- ваемой задатчиком 18 скорости0 При этом результирующа  зависимости дл  частоты вращени  справедлива при неодинаковых коэффициентах трансформации , которые могут иметь синусна  и косинусна  обмотки датчика положени  ротора, поскольку изменение этих коэффициентов в одинаковой степени вли ет на сигналы как в пр мых каналах на выходах 11 и 12, так и в каналах обратной св зи на выходах фильтров

22 и 23.

t

Таким образом, в устройстве неравенство коэффициентов трансформации датчика положени  ротора не приводит к увеличению пульсаций скорости вентильного электродвигател ,;

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Моментный вентильный электродвигатель , содержащий синхронную машину с синусной и косинусной фазами обмотки  кор  на статоре, преобразователь координат с управл ющим входом, синусным и косинусным вылители мощности, выходами подключенные соответственно к синусной и косинусной фазам обмотки  кор  синхронной машины, первый блок сравнени , по первому входу и выходу включенный между синусным выходом преобразовател  координат и первым усилителем мощности , второй блок сравнени , по первому входу и выходу включенный между косинусным выходом преобразовател  координат и вторым усилителем мощности , первый и второй фильтры нижних частот, выходами подключенные к вто-«

   5 рым входам первого и второго блоков сравнени  соответственно, преобразователь координат содержит датчик положени  в виде вращающегос  трансформатора с основной и дополнитель0 ной обмотками возбуждени , синусной и косинусной выходными обмотками, механически соединенный с ротором синхронной машины, источник посто нного тока, подключенный к дополни5 тельной обмотке возбуждени  вращающегос  трансформатора, и чва фазо- чувствительных выпр мител , включенные между синусной, косинусной выходными обмотками вращающегос  транс0 форматора и синусным, косинусным выходами преобразовател  координат соответственно , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности путем уменьшени  пульсаций скорости

   5 вращени , дополнительна  обмотка воз- буждени  вращающегос  трансформатора установлена перпендикул рно основной обмотке возбуждени , а синусна  и

   ходами задатчик скорости, подключенкосинусна  выходные обмотки соединеный к управл ющему входу преобразова- 40 ны соответственно с вхолами первого тел  координат, первый и второй уси- ч и второго фильтров нижних частот,,

   Фиё.З

   1В

   К управл ющему 6ходу го

   33

   ц Н

   ЗЬи1Ц

   Фиг Л

   Редактор М.Петрова

   Составитель А,Санталов Техред М.Ходаиич

   К синусному 8ы- ъ ходу 11 преобразовател  $

   Un

   NHfe

   t

   Фиг.. 5

   Корректор С.Шевкун