SU877726A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вентильным электродвигател м (ВД) и может быть использовано в системах микропривода .. Известны (ВД), состо щие из.элек тромеханического преобразовател  с ротором в виде посто нного магнита и.- фазным статором, датчика угловой координаты, широтно-импульсного модул тора (или модул торов) и коммутатора. Датчик угловой координаты вырабатывает фазные позицион ные сигналы, которые через модул то ры формируют напр жени  управлени  коммутатором, а следовательно, и пр образователем l и 2j. Недостаток таких ВД заключаетс  в том, что при изменении загрузки (следовательно, и тока и частоты вращени  измен ютс  составл ющие па дени  напр жений на обмотках, обусловленные их индуктивностью/вследствие чего угол между результирующей (не) и потоком ротора также измен етс , отклон  сь от оптимальног равногоТ5/2. Поэтому такие ВД имеют пониженную экономичность и быстродействие . Этот недостаток частично устране в ВД с управлением формой тока по сигналам от датчика угловой координа- ты, что стабилизирует взаимоориентацию потоков статора и ротора преобразовател . В первом типе таких ВД применены фазные регул торы тока с обратной св зью. В них токи от специальных датчиков в выходных цеп х коммутатора отслеживают сигналы от датчика угловой координаты, которые предпочтительно иметь синусоидальными Р}Недостаток таких ВД - Их сложность обусловленна  необходимостью применени  датчиков фазных токов с изолированными выходными цеп ми и с линейной симметричной характеристикой, а также необходимостью получени  сигналов специальной фор№а от датчика угловой координаты. В другом типе токовых ВЙ предусмотрен один токовый контур с включением датчика тока в цепь питани  коммутатора 4 J. Однако такое упрощение структуры ВД по сравнению с лервым типом достигаетс  ценой отказа от регулировани  формы тока, котора  фиксируетс  как пр моугольна , что снижает зкономичность ВД.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и решаемой Задаче  вл етс  ВД, содержащий ротор с источником однонаправленной намаг нчивающей силы статор с обмоткой секции которой соединены с выходом коммутатора, управл ющие цепи ключей которого соединены с выходом датчика положени  ротора, выполненного в виде сельсина-фазовращател , через функциональный преобразователь, содержащий стробопреобразователь, первый вход которого соединей с выходом генератора опорных сигналов, а второй вход - с выходом датчика частоты йращени ,. и широтно-импульсный модул тор f 5 J.

Недостатком известного ВД  вл етс  грубоприближенный характер регулировани , при котором изменени  нагрузки и скорости раздельно не учиты ваютс . Это снижает экономичность и быстродействие таких БД, так как значение угла между током и ЭДС отличаетс  от оптимального,

Цель изобретени  - повышение экономичности- и быстродействи  ВД.

Дл  достижени  указанной цели в ВД дополнительно введены два регул тора амплитуды сигналов переменного тока два сумматора, фазосдвигающа  на 1&/2- и инерционна  цепочки и перемножитель сигналов, причем выход датчика подключен через .первый регул тор на первый вход первого сумматора и параллельно через фазовращающую цепочку и второй регул тор - на второй вход первого сумматора, выход которого соединен со входом стробопреобразовател , а источник управл ющего сигнала подключен к . управл ющему входу первого регул тор и параллельно через второй сумматор, инерционную цепочку и перемножитель сигналов - к управл ющему входу второго регул тора, кроме того, ко второму входу второго сумматора и ко второму входу .перемножител  сигналов подключен источник аналогового сигнала скорости.

Такое усовершенствовани-е обеспечивает оптимизацию пространственного угла между взаимодействующими потоками преобразовател  и обеспечивает тем самым повьпаение .его экономичности и быстродействи  во всем диапазоне изменени  нагрузки и скорости вращени . Причем оно не св зано с выбором средств формировани , напр жени  коммутатора.

На чертеже представлена структурна  схема БД,

Устройство состоит из электромеханического преобразовател  1 с статором и ротором из посто нного Магнита, коммутатора 2, широтноимпульсоного модул тора 3, стробопреобразовател  4 (по числу фазных каналов управлени ) ,датчика 5 по

типу сельсина-фазовращател  и источника б опорных сигналов. Крдме того, ВД имеет два регул тора 7 и 8 амплитуды сигнала датчика 5, два сумматора 9 и10, фазосмещающую цепочку 11 и инерционную цепочку 12, а также перемножитель 13 сигналов. В схеме Iпредусмотрены источник 14. управл ющего сигнала и источник 15 аналогового сигнала скорости. Преобразователь 1, как обычно, включен на вход коммутатора 2, ко входу которого через модул тор 3 подключен стробопреобразователь 4. Датчик 5 укреплен на валу преобразовател  1, а источник

6подключен к стробопреобразователю 4 и к обмоткам датчика 5. Выход датчика 5 через регул тор 7 амплитуды подключен на первый вход сумматора 9 и параллельно через фазосдвигающую на Г/2 цепочку 11 и регул тор 8 - ко второму входу сумматора 9, а источник 14 управл ющего сигнала подключ:ен к управл ющему входу регул тора

7и параллельно через сумматор 10, инерционную цепочку 12 и перемножитель 13 - к управл ющему входу регул тора 8. Кроме того, ко второму входу сумматора 10 и ко второму вход перемножител  13 подключен источник 15 сигнала скорости, ааход сумматора 9 соединен со входом стробопреобразовател  4.

При холостом ходе двигател  или нулевой скорости вращени  выходной сигнал перемножител  13 равен нулю, и сумматор 9 вырабатывает сигнал, амплитуда котЬрого пропорциональна выходному сигналу источника 15, а фаза совпадает с фазой сигнала датчика 5, который установлен так, что вектор.напр жени  и поток статора опережают поток ротора ла 7f/2, что соответствует отпимадьному электромеханическому предбразованию энергии При увеличении скорости (но отсутствии отгрузки это условие сохран етс , так как выходной сигнал перемно жител  13 равен нулю. То же самое имеет место при нагрузке и при нулевой скорости. Во всех этих случа х вектор напр жени  должен совпадат с потоком статора, поскольку вли ние индуктивности обмоток не про вл етс .

Claims (5)

1. В общем случае «а первый вход перемножител  13 поступает сигнал разности между выходными сигналами источников 14 и 15. Этот сигнал разности пропорционален току преобразовател  1. Перемножитель 13 вырабатывает сигнал, пропорциональный произведению тока на скорость, т.е. индуктивному падению напр жени  на обмотках преобразовател  1, а регул тор 8 добавл ет в сумматор 9 сигнал переменного тока с амплитудой, пропорциональной упом нутому падению напр жени , и с фазой, опережающей на 1С/2 сигнал регул тора 7. в резул тате выходной сигнал сумматора 9. увеличиваетс  и измен ет фазу в сто рону опережени  в той мере, котора  обеспечивает точную компенсацию . действи  индуктивности обмоток при данной скорости и нагрузке преобраз вател  1. Механическа  характеристика ВД п Unr и- аналогична характеристике коллекторного двигател , т.е. линей на, а ток двигатели зависит только от нагрузки, причем строго линейно, способствует повышению быстродействи . Испытани  макета ВД подтв дили эти выводы, при этом КПД преобразовател  увеличилс  на 2-10% в зависимости от диапазона изменени  скорости и нагрузки. Все узлы управлени  БД реализуют с  на типовых микросхемах, логических элементах, операционных усилител х и аналоговых ключах, что обес печивает малое потребление энергии и малую массу устройства. Формула изобретени  Вентильный электродвигатель, содержащий ротор с источником, однонап равленной намагничивающей силы, ста тор с обмоткой, секции которой соед нены с выходом коммутатора, управл ющие цепи ключей которого соедине с выходом датчика положени  рЪтора, выполненного в виде сельсина-фазовращател , через функциональный пре образователь, содержащий стробопреобразователь , первый вход которого соединен с выходом генератора опорных сигналов, а второй вход - с выходом датчика частоты вращени , и широтно-импульсный ь/юдул тор, о т личающийс - тем, что, с целью повышени  экономичности и быстродействи , в него дополнительно введены два регул тора амплитуды сигналов переменного тока, два сум- „ матора фазовращающа  на 7Г/2 и инерционна  цепочки и перемножитель сигналов , причем выход датчика подключен через первый регул тор на первый вход первого сумматора и параллельно через фазовращающую цепочку и .второй регул тор,- на второй вход первого сумматора, выход которого соединен со входом стробопреобразовател , а источник управл ющего сигнала подключен к управл ющему входу первого регул тора и параллельно через второй сумматор, инерционную цепочку и перемножитель сигналов - к управл ющему входу второго регул тора, кроме того, ко второму входу второго сумматора и ко второму входуперемножител  сигнсшов подключен Источник аналогового сигнала скорости. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 224653, кл. Н 02 Р 5/16, 12.06.68.
2. 2.Головицкий В.А.гКулачев В.А., Ровно Ю.Н. Устройство управлени  бесколлекторным двигателем посто нного тока на силовых интегральных схемах. Электронн;а  техника в автоматике. Под ред. Ю.И.Конева Вып. 4,М., Советское радио, 1973, с. 34.
3. 3.Бродовский В.И., Иванов B.C. Приводы с частотно-токовым управлением . М., Энерги , 1974.
4. 4. Леоненко Л.Н., Овс нников О.О. О допустимых ограничени х выходного тока усилителей в электроприводах. Электронна  техника в автоматике. Под ред. Ю,И.Конева, Вып. 7, М. , Советское радио, 1975, с. 89.
5. 5. Авторское свидетельство СССР 379031,кл. Н 02 Р 5/16, 27,05.70.