SU327552A1

SU327552A1 - DC CONTACTOR ELECTRIC MOTOR

Info

Publication number: SU327552A1
Application number: SU1324137A
Authority: SU
Original assignee: Е. И. Усышкин, В. Ш. Зельдин , Я. Дахи Всесоюзный научно исследовательский кинофотоинститут

Description

Изобретение относитс к регулируемым по скорости бесколлекторным двигател м посто нного тока, вращение которых синхронизировано с частотой некоторого задающего электрического сигнала, и может быть использовано в устройствах записи и считывани информации с магнитными лентами, в кинотехнике, автоматических регулирующих устройствах и т. д.The invention relates to speed-controlled brushless DC motors, the rotation of which is synchronized with the frequency of a certain driving electric signal, and can be used in information recording and reading devices with magnetic tapes, in film engineering, automatic control devices, etc.

Известны бесконтактные электродвигатели посто нного тока с синхронной скоростью вращени , содержащие т-фазный коммутатор тока обмоток, датчик скорости вращени и фазочувствительный узел синхронизации, подключенный к выходу датчика. Однако такие электродвигатели сложны по своей конструкции .Non-contact DC motors with synchronous rotational speed are known, comprising a T-phase current switch of the windings, a rotation speed sensor, and a phase-sensitive synchronization unit connected to the output of the sensor. However, such electric motors are complex in their design.

Предлагаемый электродвигатель отличаетс от известных тем, что датчик скорости вращеии выполнен на основе обращенного бесконтактного сельсина, подключенного к т-фазному генератору опорной частоты и соединенного с коммутатором тока обмоток через т дещифраторов , каждый из которых двум входами подключен к выходу датчика, и другими входами - к соответствующей фазе генератора онорной частоты.The proposed electric motor differs from the known ones in that the rotation speed sensor is made on the basis of a reversed contactless selsyn connected to a t-phase frequency reference generator and connected to the current switch of the windings via two decryptors, each of which is connected to the output of the sensor by two inputs, and the other inputs to the corresponding phase of the oscillator frequency generator.

ни коммутатором, так и дл слежени за фазой вращени двигател , а также осуществить высокую устойчивость синхронизации, плавность частоты вращени и быстродействне при как угодно малых, включа нулевую, частотах вращени , что расщир ет диапазон регулировани скорости при синхронном вращении . На фиг. 1 дана структурна схема предлагаемого электродвигател ; на фиг. 2 - диаграммы , по сн ющие работу электродвигател .neither by the switchboard, nor for monitoring the rotation phase of the engine, as well as to realize high synchronization stability, smooth rotational frequency and speed at arbitrarily small, including zero, rotational frequencies, which expands the speed control range during synchronous rotation. FIG. 1 is given the structural scheme of the proposed electric motor; in fig. 2 are diagrams explaining the operation of an electric motor.

Электродвигатель имеет посто нный магнит на роторе / и т-фазную обмотку 2 статора иThe electric motor has a permanent magnet on the rotor / and the T-phase winding 2 of the stator and

снабжен полупроводниковым коммутатором 3 тока обмоток с т триггерами 4. В качестве датчика положени на общем валу с ротором укреплен миниатюрный бесконтактный сельсин 5. Ком.мутатор 3 также снабжен диодными дешифраторами 6 и нерегулируемым высокочастотным опорным /л-фазным генератором 7, подключенным к дещифраторам и фазным обмоткам сельсина 5. Выходна обмотка сельсина через формирователь 8 подключена к фазочувствительному регул тору .9 напр жени питани , а через дещифраторы 6 - к коммутатору 3. Регул тор 9 напр жени имеет два триггера 10 тл 11 и две логические чейки 12 типа «И. Триггер 10 своимиequipped with a semiconductor switch 3 winding current with t triggers 4. As a position sensor on a common shaft with a rotor, a miniature non-contact selsyn 5 is fixed. The switch 3 also has diode decoders 6 and an unregulated high-frequency reference / L-phase generator 7 connected to decryptors and phase windings of the selsyn 5. The output winding of the selsyn through the driver 8 is connected to the phase-sensitive regulator .9 of the supply voltage, and through the decryptors 6 to the switch 3. The regulator 9 of the voltage has two trigger 10 T 11 and two logic cell 12 of the "I. Trigger 10 its

ки 12 и формирователь 8 включен на выход сельсина 5, а выходами через дифференцирующие ценочки - на один из раздельных входов триггера 11. На другой вход триггера /./ подключен синхродатчик 13 частоты враш .ени , а один из выходов триггера 11 соединен со входами чеек «И.12 and shaper 8 is connected to the output of the selsyn 5, and the outputs through the differentiating centimeters are connected to one of the separate inputs of the trigger 11. The sync sensor 13 is connected to the other input of the trigger /./, and one of the outputs of the trigger 11 is connected to the inputs of the cells "AND.

Электродвигатель работает следующим образом .The motor works as follows.

Трехфазное напр жение высокой частоты /о опорного генератора 7 создает в расточке статора се ьсина 5 вращающеес магнитное поле, которое трансформирует в выходной обмотке сельсина также высокочастотное переменное напр жение. При ненодвижном электрОлДВигателе частота /вых выходного сигнала равна частоте опорного генератора, причем при повороте ротора на некоторый угол фаза выходного сигнала измен етс на тот же угол. Таким образом, информацию об угловом положенпи ротора двигател получают от датчика 5 в виде фазы выходного высокочастотного напр жени . При вращении двигател с частотой F фаза выходного сигнала датчика непрерывно измен етс , что быть интерпретировано как изменение частоты выходного сигнала на величину /вых /о±:Р (знак перед F определ етс направленнем вращени ).A three-phase high-frequency voltage of the reference oscillator 7 creates a rotating magnetic field in the bore of the stator of skins 5, which transforms the high-frequency alternating voltage into the output winding of the selsyn. With a non-moving electrolyte, the output frequency / output signal is equal to the frequency of the reference oscillator, and when the rotor is rotated through a certain angle, the phase of the output signal changes by the same angle. Thus, information about the angular position of the motor rotor is obtained from sensor 5 as a phase of the output high-frequency voltage. When the engine rotates at frequency F, the phase of the sensor output signal changes continuously, which can be interpreted as a change in the frequency of the output signal by the amount / output / o ±: P (the sign before F is determined by the direction of rotation).

Выходное напр жение датчика 5 поступает на формирователь 8, который состоит из высокочастотного фильтра и усилител -ограничител , что обеспечивает преобразоваиие формы выходного сигнала датчика в симметрично-пр моугольную .The output voltage of the sensor 5 is fed to the driver 8, which consists of a high-frequency filter and an amplifier-limiter, which transforms the output signal of the sensor into a symmetrical rectangular one.

Схема каждого из диодных дешифраторов 6 вынолнена с такой логической программой, что при совпадении пол рностей дифференцированных коротких импульсов от формировател 8 и какого-либо из фазных напр жений опорного генератора 7 короткие высокочастотные импульсы поступают на один выход дешифратора, а нри обратном сочетании пол рностей - на другой выход. При вращении двигател логические состо ни дешифраторов измен ютс с частотой F, причем со сдвигом в 120 эл. град. дешифраторами в каждом из трех фазовых каналов. Подключением каждого из дешифраторов на вход триггера 4 коммутатора 3 осуществл етс формирование трехфазной системы низкочастотных напр жений дл управлени коммутатором в функции угла поворота ротора электродвигател , что обеспечивает работу двигател в режиме посто нного тока.The circuit of each of the diode decoders 6 is executed with such a logical program that when the polarities of the differentiated short pulses coincide from the former 8 and any of the phase voltages of the reference generator 7, short high-frequency pulses arrive at one output of the decoder, and to another exit. When the engine rotates, the logical states of the decoders change with frequency F, and with a shift of 120 e. hail. decoders in each of the three phase channels. By connecting each of the decoders to the trigger input 4 of the switch 3, a three-phase low-frequency voltage system is formed to control the switch as a function of the rotation angle of the rotor of the electric motor, which ensures the motor to operate in DC mode.

Фазочувствительпый регул тор 9 напр жени работает следующим образом.The phase-sensitive voltage regulator 9 operates as follows.

Пр моугольные импульсы напр жени от формировател 8 поступают поочередно через логические чейки 12 на раздельные входы триггера 10. В процессе каждого очередного переключени триггера 10 формируетс короткий импульс, который поступает на один из входов триггера // и нереводит его в такое положение, при котором поступление напр жепи от формировател на триггер // блокируетс чейками 12. При поступлении короткого имнульса от сннхродатчика 13 триггер 11 вновь переводит чейки 12 в положепне , при котором триггер 11 подключаетс к формирователю.The rectangular voltage pulses from the driver 8 are fed alternately through logic cells 12 to the separate inputs of the trigger 10. In the course of each successive switching of the trigger 10, a short pulse is generated that arrives at one of the inputs of the trigger // and does not translate it into a position in which the arrival directly from the driver to the trigger // is blocked by the cells 12. When a short impulse is received from the snoop sensor 13, the trigger 11 again moves the cells 12 to a position where the trigger 11 is connected to the driver Yu.

Если частота переключени формировател ниже частоты синхродатчика, что имеет место в процессе разгона двигател , когда формировател открыты, поэтому триггер 10 и формирователь переключаютс сипфазно. При этом величина напр жени на двигателе, пропорциональна фазорассогласованию формировател и триггера 10, максимальна и не измен етс в процессе пуска двигател (см, фиг. 2).If the switching frequency of the driver is lower than the frequency of the sync sensor, which occurs during engine acceleration when the driver is open, therefore, the trigger 10 and the driver switch siphase. In this case, the voltage value on the engine, proportional to the phase matching of the driver and the trigger 10, is maximum and does not change during the engine starting process (see Fig. 2).

Если же скорость двигател превышает заданную синхродатчиком 13 скорость вращени , то в моменты переключени формировагел 8 чейки 12 блокируют входы триггера 10 до момента ностунлени импульса от син .хродатчика на триггер 11, чем создаетс фазовый сдвиг в работе формировател и триггера 10. Поэтому нанр жение на двигателеIf the motor speed exceeds the rotational speed specified by the synchro sensor 13, then at the moment of switching the imaging unit 8, the cells 12 block the trigger inputs 10 until the pulse starts from the sync sensor to the trigger 11, which creates a phase shift in the operation of the imaging unit and the trigger 10. Therefore engine

уменьшаетс в соответствии с этим фазовым сдвигом, принима такое значение, нри котором обеспечиваетс заданна частота вращени двигател , сиихронна с электрическим сигналом синхродатчика.reduced in accordance with this phase shift, taking on such a value, at which a given engine speed is maintained, synchronized with the electrical signal of the sync sensor.

Таким образом, регул тор 9 напр жени осуществл ет сипхронизацию и регулирование напр жени питапи электродвигател только по достижении синхронной заданной скорости вращени , а разгон электродвигател осуществл етс по его механической характеристике .Thus, the voltage regulator 9 only performs the synchronization and regulation of the voltage of the electric motor when the synchronous set rotational speed is reached, and the acceleration of the electric motor is performed according to its mechanical characteristic.

На фиг. 2 диаграммь 14-17 - диаграммы фазного и дифференцированного напр жений опорпого геператора 7, напр жений формировател 8 и триггера 4 соответственно, диаграммы 18-20 - диаграммы напр жений синхродатчика 13, триггера // и двигател при разгоне соответственно, диаграммы 21- 23 - диаграм.мы напр жений синхродатчика,FIG. 2 diagrams 14-17 — diagrams of phase and differentiated voltages of a supportive heprator 7, voltages of the driver 8 and trigger 4, respectively, diagrams 18-20 — voltage diagrams of the sync sensor 13, trigger // and the engine during acceleration, respectively, diagrams 21-23 - diagrams of sync sensor voltages,

триггера 10 и двигател в режиме синхронного вращени соответственно.the trigger 10 and the engine in the synchronous rotation mode, respectively.

Предмет изобретени Subject invention

Бесконтактный электродвигатель носто нного тока с синхронной скоростью вращени , содержащий т-фазиый коммутатор тока в его обмотках, датчик скорости вращени и фазочувствнтельный узел синхронизации, подключенный к выходу датчика, отличающийс A contactless current-carrying electric motor with a synchronous rotational speed, containing a t-phase current switch in its windings, a rotation speed sensor, and a phase-sensitive synchronization unit connected to the output of the sensor, characterized by

тем, что, с целью расширени диапазона синхронного регулироваии скорости и упрощени копструкции, датчик скорости вращени выполнен на основе обращенного бесконтактного сельсина, подключенного к /п-фазномуBy the fact that, in order to expand the range of synchronous speed control and simplify the costruction, the rotation speed sensor is made on the basis of a reversed non-contact selsyn connected to the / p-phase

генератору опорной частоты и соединенного с коммутаторо.м тока обмоток через т дешифраторов , каждый из которых двум входами подключен к выходу датчика, а другими входами - к соответствующей фазе генератораto the reference frequency generator and windings current connected to the switchboard. m through t decoders, each of which with two inputs connected to the output of the sensor, and the other inputs to the corresponding phase of the generator