SU790079A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электромеханике , а точнее к . вентийьным двигате- л м (ВД) с поэицисишо-зависимой широтно-импульсной модул цией фазных напр жений . Известен вентильный электродвигатель содержащий трехфазную  корную обмотку, подключенную к выходу полупроводникового коммутатора, управл емого по сигналам однофазной обмотки датчика положени  ротсчэа (ДПР) через пусковой генератор и фазорасщепитель, а также магнитньй ротор с ЧИСЛОМ пар полюсов, обеспечивающий несинусоидальное распределение индук ции в зазоре, например с содержанием третьей гармоники, причем однофазна  обмотка ДПР вьтолнена с числом полюсов 3 и размещена на общем магннтопроводе с  корной обмоткой l. Известен универсальный бесконтактный двигатель с полупроводниковьлм коммутатором , содержащий датчик положени  н бесщеточную систему возбуждени  с вращающимис  выпр мител ми. На роторе двигател  установлены две фазные обмотди , соединенные между собой через враща ющийс  переключатель, обеспечивающий переход с синхронного режима на асинхронный J2. Общим недостатком описанных выше двигателей  вл ютс  пульсации скорости вращени  вследствие дискретного характера перемещени  магнитного пол  в электрической машине, возрастают при регулировании двигател  на низких скорост х вращени  и снижают диапазон регулировани . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  бесколлекторный электродвигатель совмещенный конструкции, содержащий С полюсами дл  проведени  магнитного потока посто нного направлени  статор с расположенной на нем обмоткой 59гор , подклкм ченной к источнику питани  через усили- тел, и трансформаторный датчик положени  ротора, первична  обмотка которс го подключена к источнику переменного напр жени . Усилители вьшолнены фазочувстввтельными , обмотка  кор  подключена к входам усилителей непосредственно, а к выходам - через фильтр низкой частоты, а первична  обмотка датчика расположена на роторе со сдвигом 9О градусов относительно оси его полюсов fsj.

Основными его недостатками  вл ютс  низкие энергетические характеристики, вследств е ,что усилители мощности

фазных напр жений работают в линейном 1рэжиме. Использование импульсного режима в схеме. данного вентильного двигател  невозможно, так как при этом нару1лаютс  услови  фильтрации напр жений , индуктируемых на обмотках статора,

Цель изобретени  - улучшение энергетических показателей вентильного двигател  за счет специального схемного решениЯ ) позвол ющего использовать импульсньй режим работы усилителей фазных

напр жений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вентильный электродвигатель, содержащий электрическую машину с двум  взаимно перпендикул рными обмотками

ротора и обмотками статора, подключенными к нмпульсньал усилител м с широтнонмпульсными модул торами на входе, а таюке в каждом канале усилени  фазочувствнтельный усилитель с фильтром

высоких частот на входе, дополнительно введены генератор стробирующих импуль-i сов и в каждом канале усилени  присоединенный к обмотке статора ключ, выход которого через фазочувствительный усилитель с фильтром высоких частот на входе и интегратор подключен ко входу широтно-импульсного модулзггора, причем выход генератора стробирующкх импульсо подключен к управл ющим нходам ключей и к входам синхронизации широтно-импуль сных модул торов, а входы обнулени  интеграторов св заны с выходами соответствующих щиротно-импульсных модул торО

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства} на фиг.2 - эпюры сигтналов , по сн ющие принцип действий устройства .

Вентильный электродвигатель содержит электрическую машину с двум  взаимно перпендикул рными обмотками 1 и 2 на роторе и обмотками 3 и 4 статс а подключенными через последовательно соединенные ключи 5 и 6, фальтры 7 в 8 высоких частот, фазочувствительные усилнтела 9 и 10, интеграторы 11 и 12 в широтно-импульсные модул торы (ШИМ) 13 в 14 к входам импульсных усилвтеле

15 н 16 мощности, выходы которьк. соединены с статорн ыми обмотками 3 н 4. К управл ющим входам ключей 5 и 6 поД ключен выход генератора 17 стробирующих импульсов, который св зан также с входами синхронизации ШЦА 13 .И 14 а вькоды ШИМ 13 и 14 св заны с обнул ющими входами интеграторов 11 и 12. Одна из обмоток ротора подключена к источнику посто нного напр жени , которое создает ПОСТОЯННЕЙ магннтньш поток, а втора  - подключена к источнику переменного напр жени , которое также  вл етс  опорным .дл  фазочувствительных усилителей 9 и 1О.

Claims (3)

1. При развороте ротора относительно статора поле обмотки 1 наводит в обмотках 4 и 3 ЭДС с синусоидальными законами изменени  огибающей, имеющими фазовый сдвиг, соответствующий сдвигу в пространстве обмоток 3 и 4. Крива  18 представл ет собой участок изменени  ЭЦС в о/шо из обмоток, например в 3. Несуща  частота модул ции ШИМ 13 и 14 равНа частоте генератора 17 и по своему значению зна.чктельно выше частоты огибающей 18, но на фиг.2 эти частоты показаны срав .нимыми дл  облегчени  по снени  сущности изобретени . Генератор 17 вьфабатыва стробирующие импульсы 19 длительностью Г, которые в конце периода Т открывают ключи ;5 и 6, пропуска  на входы фазочувствительных усилетелей 9 н 10 через фильтры 7 и 8 высоких частот высокочастотные импульсы ЭДС обмоток 3 и 4; амплитуда которых дл  обмотки 3 соответствует закону кривой 18. Эти импульсы усиливаютс , демодулнруютс . И в виде сигнала 20 поступают на вход интегратора 11, где происходит накопление напр жени , пропорциональное амготитуде импульсов 20. Выходное на пр жение 21 интегратора 11 управл ет ШИМ 13, который вьфабатывает импульсы 22, длительность которых пропорциональна амплитуде сигналов 19 и 2О. Задний фронт импульсов 22 осуществл ет сброс на интеграторе 11, Сигнал 22 ШИМ через усилитель 15 мощности питает обмотку 3. Так как обмотки 3 и 2, покоторой протекает посто нный ток, взаимно перпендикул рнь. то возникает вращающий момент вентильного двигател . Максимальна  продолн ительность выходных импульсов 22 ШИМ 13 и 14 не перекрьшает стробирующего импульса 19, что обеспечиваетс  синхронизацией ШИМ от генератора и соответсгвующим выбором чувствительности ШИМ 5 13 н 14 относительно амплитуды огибаю щей 18, чтобы обеспечить неискаженную синосуидальную форму среднего напр жен импульсов 22, питающих через импульсные усилители 15 и 16 мощности фазы двигател . При этом достигаютс  минимальные пульсации вращающего момента вентильного электродвигател , Аналогнчнью процессы имеют место и во второй фазе двигател . В общем случае число фаз электродвигател  может быть увеличено , при этом увеличиваетс  число элементов схемы двигател  за счет ее дополнени  каналами усилени , аналогичными вышерассмотренным. Отношение Т/Т весьма мало (0,050 ,1). Поэтому коэффициент использовани напр жени  питани  предложенного вентильного двигател  близок к единице. Абсолютное значение определ етс  продолжительностью 2-3 периодов нап-. р жени  возбуждени  обмотки 1, которое сверху практически ничем не ограничено и может быть достаточно высоким обеспечива  -Г/Т О,ОО5-О,01, Технико-экономические преимущества изобретени  заключаютс  в улучшении энергетических характеристик вентильного двигател  совмещенной конструкции. Последнее объ сн етс  тем, что в предла гаемом устройстве усилитель мощности получает возможность работать в импуль сном режиме с высоким КПД, достигающем 95%, в то врем  как в известном устройстве КПД усилител  мощности не превьииает 5О%. Если учесть, что КПД вентильного двигател  в значительной степени зависит от КПД усилител  мощности , то  сно, что осуществление алгоритма работы предлагаемого двигател  79 гарантирует улучшение его энергетических характеристик, т.е. повышение КПД или уменьшени  затрат энергии при заданной его мощности. Формула изобретени  Вентильньш электродвигатель, содержащий электрическую машину с двум  взаимно перпендикул рными обмотками ротора и обмотками статора, подключенными к импульсным усилител м с широтно-импульсными модул торами на входе, а также в каждом канале усилени  фазочувствительный усилитель с фильтром высоких частот на входе, отличающ.ий- с   тем, что, с целью улучшени  энергетических характеристик,он снабжен гене ратором стробирующих импульсов, интеграторами и ключами, причем в каждом канале усилени  управл юща  цепь ключа присоединена к обмотке- статора, каждый ключ через фазочувствительньй усилитель с фильтром высоких частот на входе и интегратор подклю 1ен ко входу широтнсуимпульсного модул тора, причем выход генератора стробирующвх импульсов под-, ключен к управл ющим входам ключей и к входам синхронизации -широтно-импульо ньк модул т(Ч)ов, а входы обнулени  интеграторов св заны в всаждом канале с выходами широтно импульсных модул торов . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 448556, кл. Н 02 К 29/02, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №468337,. кл, Н О2 К 29/02,
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 512545, л, Н 02 К 29/О2, 1976.

   t 3

   n