SU684684A1 - Регулируемый ветнильный электродвигатель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а точнее к вентильнь двигател м (ВД) с позиционно-зависимой широтно-импульсной модул цией (ШИМ) фазных напр жений. Известен бесконтактный двигатель с полупроводниковым коммутатором, содержащий датчик положени  и бесщеточную систему возбуждени  с вращающимс  выпр мителем. На роторе двигател  установлены две фазные об мотки, соединенные между собой чере вращающийс  переключатель, обеспечивающий переход с синхронного режи ма на асинхронный 1, Недостатком известных двигателей  вл етс  пульсаци  скорости вращени  вследствие дискретного характера перемещени  магнитного пол  в электрической машине. Указанные пул сации возрастают при регулировании двигател  на низких скорост х враще ни  и снижают диапазон регулировани Известен также бесконтактный .электродвигатель посто нного тока, состо щий из бесконтактной электрической машины магнитоэлектрического типа, обмотки которой подключены к выходам полупроводникового коммутатора , работающего в режиме широтно-импульсной модул ции и управл емого от широтно-импульсного датчика положени  ротора (2 . Недостатком устройства  вл етс  узкий диапазон регулировани  скорости вращени  при управлении по цеп м полупроводникового кс мутатора. Диапазон регулировани  ограничен снизу пульсаци ми скорости, возникающими на низкой скорости вращени  при ШИМ по цеп м коммутатора. Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  скорости вращени  . Дл  этого в вентильный электродвигатель , содержащий N-секционную электрическую машину, например, магнитно-электрического типа, секции которой подключены к выходам N-фазного инвертора с N входами, и датчик положени  ротора широтно-импульсного типа, выходы N чувствительных элементов которого подключены к N формировател м импульсов, дополнительно в каждый канал усилени -формировател  введены последовательно соединенные регулируемый преобразователь длительности импульсов в напр жение , регулируекий ждущий мультивибратор и схема вычитани  длительности

импульсов, причем выход формировател  импульсов соединен с входом преобразовател  длительности импульсов в напр жение, на второй вход которого подключена шина управл ющего напр жени , с входом запуска ждущег мультивибратора и с суммирующим входом схемы вычитани  длительности импульсов , выход которой пог-ключен к входу N-фаэиого широтно-им;;ульсного инвертора.

На фиг. 1 изображен регулируемый вентильный электродвигатель, функцинальна  схема; фиг. 2 - зависимости относительных длительностей импульсов в различных точках устройства дл  i-й фазы двигател  от угла поврот а J его ротора..

Регулируемый вентильный электродвигатель состоит из N-фазного датчика 1 положени  ротора (ДПР) широтно-импульсного типа, выходы чувствительных элементов 2 которого подключены к входам формирователей 3 импульсов. Двигатель в каждс л канале усилиени  содержит последовательно соединенные регулируемый преобразователь 4 длительности импульсов в напр жение/ на управл ющий вход которого подключено управл ющее напр жение и,, регулируемый ждущий мультивибратор 5 и схему 6 вычитани  длительностей импульсов. Выходы N схем вычитани  импульсов 6 через N каналЬв усилени  широтноимпульсного инвертора 7 подключены к секци м обмотки N-секционной электрической машины В, а выход формировател  импульсов 3 соединен с входом преобразовател  4 длительности импульсов в напр жение. С входс л запуска регулируемого ждущего мультивибратора 5 и с вычитающим входом схемы 6 вычитани  длительностей импульсов .

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Чувствительные элементы 2 широтно-импульсного типа, вход щие в состав датчика положени  ротора, вырабатывают импульсные последовательности , относительна  длительность (скважность) каждой из которыхц. измен етс  по гармоническому закону, как это показано на фиг. 2, Синусоиды скважностей импульсов ДПР сдвинуты между собой на угол 2S/N, где N - число чувствительных элементов датчика. Подробно рассмотрена работа одного канала двигател , так как работа остальных каналов усилени  аналогична. Импульсы с выхода чувствительного элемента 1 через формирователь 3, улучшающий форму сигналов ДПР, поступают одновременно на три блока: на регулируемый преобразователь 4 длительности импульса в напр жение , на регулируемый ждущий мультивибратор 5 и на суммирухндий

(вход схемы 6 вычитани  длительностей импульсов. Регулируемый преобразователь длительности импульсов в напр жение , с коэффициентом передачи пропорциональным управл ющему напр жению Цд, вырабатывает напр жение, 5 измен ющеес  по гармоническому закону (см, крива  9 на фиг. 2). напр жение 9 поступает на управл ющий вход регулируемого ждущего мультивибратора 5, на вход запуска которого подключено напр жение 10. Регулируемый ждущий мультивибратор 5 с приходом запускающего сигнала вырабатывает импульс с длительностью, пропорциональной управл ющему им напр жению. Поэтому закон изменени  длительности его выходных импульсов соответствует кривой 9. Далее напр жение 9 поступает на вычитающий вход схемы 6 вычитани  длительностей

0 импульсов, в результате чего длительность ее выходных импульсов 11 уменьшаетс  пропорционально коэффициенту передачи регулируемого преобразовател  длительности импульсов

- в напр жение, в свою очередь пропорционального величине управл ющего напр жени . Разностные импульсы через один из каналов усилени  N-фазного широтно-импульсного инвертора 7 поступают на обмотку электрической машины 8, создава  вращающеес  плавное магнитное поле. Итак, i-  фаза электрической мгииины запитываетс  импульсной последовательностью , скважность которой измен етс 

5 по гармоническому закону с амплитудой изменени , обратно пропорциональной величине опорного напр жени  Uo.

Таким образом, путем введени  да канал каждой фазы вентильного

U электродвигател  трех блоков: регулируемого преобразовател  длительностей Импульсов в напр жение, регулируемого ждущего мультивибратора и вычитани  длительностей импульсов удаетс  производить регулирование скорости вращени  вала двигател , причем регулирование производитс  по каждому импульсу, т.е. с частотой,.равной несущей частоте модул ции, что обеспечивает сохранение плавности вращени  вала двигател  при регулировании на низких скорост х вращени . Исключаютс  пульсации скорости вращени  ограничивающие снизу диапазон регулировани  скорости.

Реализаци  вновь вводимых в двигатель блоков основана на применении типовых элементов. Так, например, преобразователь 4 может представл ть собой генератор пилообразного напр жени  с питающим напр жением Uj, а схема вычитани  длительностей импульсов б есть двухвходна  схема совпадени . Поскольку добавл емый

Claims (2)

1. регул тор может быть выполнен на микросхемах, то массогабаритные характеристики двигател  практически не ухудшаютс . Формула изобретени  Регулируемый вентильный электродвигатель , содержащий индуктор,  корь с обмоткой, секции которой соединены с выходом инвертора, и датчик положени  ротсч а широтно-импульсного типа, каждый чувствительн элемент которого соединен с об1оим из входов инвертора через кангш уси лени , содержащий формирователь импульсов , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  скорости вращени , каждый канал усилени  снабжен дополнительно последовательно сое46 диненными регулируемым преобразователем длительности импульсов в напр жение , регулируемым ждущим мультивибратором и схемой вычитани  длительностей импульсов, причем выход формировател  импульсов соединен с входом преобразовател  длительности импульсов в напр жение, второй вход которого соединен с выходом задатчика управл ющего напр жени , с входом запуска ждущего мультивибратора КС суммирующим входом схемы вычитани  длительности импульсов, выход котсч ой соединен с одним из входов инвертора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 К 29/02, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 464044, кл. Н 02 К 29/02, 1974.