SU682985A1 - Бесконтактный электродвигатель посто нного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электроприводам с бесконтактными электродвигател ми посто нного тока.

Известны бесконтактные электродвигатели посто нного тока, содержащие синхронную машину, секции  корной обмотки которой подключены к источнику посто нного тока через силовые полупроводниковые ключи коммутатора, управл емого датчиком положени  ротора 1.

Ближайшим к изобретению  вл етс  бесконтактный электродвигатель посто нного тока, содержащий синхронную мащину, секции  корной обмотки которой подключены к источнику посто нного тока через силовые полупроводниковые ключи коммутатора , датчик положени  ротора, вы витель рассогласовани , первой и второй входы которого соединены соответственно с датчиком скорости и задатчиком скорости, а выход- с входом многоканального реле, нормально замкнутые цепи которого включены между выходом датчика положени  ротора и входом силового полупроводникового ключа 2.

Система стабилизации основана на регулировании среднего напр жени  питани  двигател  за период коммутации. Недостатком таких систем стабилизации скорости  вл етс  то, что приводы с различными моментами инерции по разному реагируют на выключение напр жени  питани . Например , приводу с большим моментом инерции, кроме выключени  напр жени  дл  снижени  скорости, необходимо еще активное торможение, иначе врем  переходного процесса будет значительным, и наоборот привод с малым моментом инерции очень чувствителен к выключению напр жени ,

вследствие чего возникает больша  величина перерегулировани , и нередко в системе возникают до.тгозатухающие качани . Чтобы избежать этих недостатков приходитс  вводить многочисленные дополнительные устройства, что сильно усложн ет схему и тем самым снижает надежность коммутатора и привода в целом.

Целью изобретени   вл етс  улучшение переходного процесса стабилизации.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что регулирование скорости ведетс  не по напр жению , а изменением внутренней структуры синхронной машины, дл  чего последн   снабжена дополнительными секци ми

 корной обмотки, кажда  из которых включена параллельно силовому полупроводниковому ключу через последовательно соединенный с ней дополнительный ключ, вход которого соединен с одноименным выходом

датчика положени  ротора через нормальuo разомкнутые цепи многоканального реле.

На фнг. 1 изображена структурна  схема управлени  одной из фаз синхронной машины при однополупериодной коммутации; на фиг. 2 - график зависимости («) дл  синхронной машины с различными обмотками; на фиг. 3 - схема включени  фазы электродвигател  дл  случа , когда на фиг. 4 - схема включени  фазы электродвигател  дл  случа , когда на фиг. 5 - схема включени  секции синхронной машины дл  двухполунериодной коммутации.

Бесконтактный электродвигатель посто нного тока состоит из синхронной машины, секции основной  корной обмотки 1 которой через силовые полупроводниковые ключи 2 ко.ммутатора подключены к источнику посто нного тока 3 (дл  упрощени  на фиг.

Iпоказано устройство дл  одной секции), а дополнительные секции 4 подключены параллельно силовому полупроводниковому ключу 2 через дополнительные полупроводниковые ключи 5, датчика положени  ротора 6, датчика скорости 7 и задатчика скорости 8, которые соединены соответственЕЮ

с первым 9 и вторым 10 входами вы вител  раесогласовани  11 сигналов датчика и задатчика скорости, и многоканального реле 12, размыкающие цепи 13 которого включены между выходами датчика положени  ротора и входами полупроводниковых ключей 2, а замыкающие цепи 14 - между одноименными выходами датчика положени  н входами дополнительных ключей 5.

Система стабилизации может быть статической , если сигналами датчика 7 и задатчика 8 скорости  вл ютс  напр жени , а вы витель рассогласовани  И представл ет собой сумматор, и астатической, если сигналы сравниваютс  по частоте на полупроводниковом компараторе, работающем в ре/киме вы вител  рассогласовани  двух сигналов по частоте и фазе.

Электродвигатель работает следующим образом (фиг. 2). При пуске включена обмотка 1, и электродвигатель разгон етс  до определенной скорости , при которой начинает поступать сигнал с вы вител 

I1рассогласовани  на включение транзистора 5 и дополнительной обмотки 4 согласно с основной обмоткой 1 и отключение транзистора 2. При этом противо-э.д.с. увеличиваетс  (пр ма  fi-f-fu), и, следовательно , ток и вращающий момент уменьшаютс . Скорость снижаетс , сигнал с вы вител  рассогласовани  пропадает. Электродвигатель переходит на характеристику

с обмоткой 1 (пр ма  EI), скорость вновь возрастает и т. д.

Параметры дополнительной обмотки могут быть выбраны различными дл  каждого конкретного привода. При этом возможны три случа .

1. и-()0. В этом случае ток измен етс  незначительно, и изменение скорости происходит достаточно плавно, обеспечива  незначительную величину перерегулировани , что и необходимо дл  малоэнерционных приводов. Схема дл  такого случа  приведена на фиг. 3, где стабилитрон 15 и диоды 16 и 17 служат дл  замыка и  токов ЭДС самоиндукцнн, возипкающей при коммутации.

2.и-(i+.i) 0. В этом случае обеепечиваетс  режим генераторного торможени , который снособствует быстрому протеканию переходного процесса, что и необходимо в приводах с большим моментом инерции . Полупроводниковый ключ 5 должен пропускать ток от синхронной машины к источнику. В качестве такого ключа может быть применен, например, транзистор с проводимостью , обратной силовому транзистору 2.

3.и-(Ei-}-Ei.,)Q. Этот случай равносилен отключению напр жени  питани . Однако практически получить такой режим в данной системе невозможно, поскольку сохранить const в течение периода коммутации достаточно слол4но из-за зубцовых гармоник, действи  знакопеременной реакции  кор  и т. д. В этом случае дополнительный ключ должен обеспечивать пропускание тока в двух направлени х: к источнику и от него. Этому случаю соответствует схема, изображенна  на фиг. 4, где дополнительный ключ 5 выполнен в виде транзистора , включенного в диагональ выпр мительного моста 18. Диоды 16, 19 и стабилитроны 15, 20 служат дл  замыкани  токов коммутационной ЭДС самоиндукции в двигательном и генераторном режимах. Така  схема  вл етс  наиболее общей и обеспечивает работоспособность электродвигател  дл  трех рассмотренных случаев.

Дополнительна  секци  4 (фиг. 5) подключена параллельно силовому полупроводниковому ключу 2 через дополнительный ключ 5.

Дополнительные ключи 5 имеют установленную мощность на один - два пор дка ниже мощности силовых ключей 2, что позвол ет существенно упростить схему управлени  в целом.

Claims (2)

1. Бесконтактный электродвигатель посто нного тока, содержащий синхронную машину, секции  корной обмотки которой подключены к источнику через силовые ключи коммутатора, датчик положени  ротора , вы витель рассогласовани , первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиком и задатчиком скорости, а выход - с входом многоканального реле, кажда  из нормально замкнутых цепей которого включена между выходом датчика положени  ротора и входом упом нутого реле, отличающийс  тем, что, с целью

улучшени  переходного процесса стабилизации , синхронна  машина снабжена дополнительными секци ми  корной обмотки, кажда  из которых включена параллельно силовому ключу через последовательно соединенный с ней дополнительный ключ, вход которого соединен с одноименным выходом датчика -положени  ротора через нормально разомкнутые цепи упом нутого реле.

2. Электродвигатель по п. 1, отличаюшийс  тем, что, с целью уменьшени  времени переходного процесса, дополнительный ключ выполнен в виде транзистора, включенного в диагональ выпр мительного моста.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3693143, кл. 318-254, 15.02.72.

2.Овчинникова И. Е., Лебедева Н. И., Бел ева С. А. Вопросы разработки р да бесконтактных двигателей со стабилизацией скорости. Сб. Двигатели посто нного тока с полупроводниковыми коммутаторами. Л., «Наука, 1972.

ф