SU964882A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к исполнительным элементам систем ,автоматического управлени .

Известны вентильные электродвигаг тели посто нного тока с поэиционно зависимой широтЯо-импульсной модул цией фазных напр жений по сигналам индуктивных датчиков поло)хени  ротора ЦНедостатком этих двигателей  вл етс  их сложность так как используютс  ко.нструктивно сложные магнитномодул ционные датчики положени  ротора по ЧИСЛУ фаз двигател ,Известны также бесконтактные двигатели посто нного тока с позиционно зависимой широтно-импульсной модул цией, в ко-: торых в качестве датчика положени  ротора используетс  микросин. На двух выходных обмотках микросина формируютс  периодические синусоидальные напр жени  с амплитудой, пропорЦ1{ональной произведению входного сигнала на синус и косинус угла поворота вала двигател . Выходные обмотки микросина соединены с входами широтноимпульсных преобразователей, выходы которых через фазочувствительные преобразователи соединены со входгши

ключевых усилителей мощности, к входам которых подключены статорные об («этки двигател  2.

Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность непЬсредственного определени  углового положени  вала двигател  по выходным сигналам микросина, что требует применени  дополнительного датчика углового поло10 жени  при использовании двигател  в качестве исполнительного элемента ОДУ,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство,

15 содержащее копошутатор, выходом подключенный к обмоткам вентильного электродвигател , а входом - к выходу дешифратора, генератор высокой частоты , механически св занный с валом

20 вентильного электродвигател , нульарган , счетчик, выполненный на триггерах с коэффициентом пересчета равным произведению числа фаз электродвигател  на число пар полюсов его

Claims (3)

1. 2.5  кор , и регистр кода положени , причем выход генератора высокой частоты соединен со входом счетчика, вход триггера стар: его разр да которого через фазовращатель подключен ко входу нуль-органа, выход леднего соединен со входом разрешени  записи регистра кода положени , его инф ч мационные входы подключены к выходам триггеров счетчика, а выходы регистра через деошфратор под ключены к входу коммутатора. Устройство позвол ет с помо1цью чувствительного элемента - фазовращател  не только управл ть двигате ,лем, но и получать код углового поло йвнн  валаГЗ). Недостатком известного двигател   вл етс  значительный уровень пульса ций вращающего момента. Целью изобретени   вл етс  снижение пульсаций вращающего момента. Прставленна  цель достигаетс  тем что в вентильный двигатель посто нно тока, содержащий синхронную машину с двухфазной обмоткой на статоре, токо вые ключи в обмотках статора, ротор выполненный в виде посто нного магни та с укрепленным на нем фазовращателем , поключенным к выходам двухфазно го формировател  синусоидальных напр жений , входом соединенного с выходом старшего разр да счетчика, выполненного на триггерах, счетный вхо которого соединен с выходм генератор а выходы триггеров соединены с инфор мационными входами регистра, вход разрешени  записи которого соединен с выходом нуль-органа, соединенного входом с выходом фазовращател , дополнительно введены два аналоговых элемента, соединенные выходами с вхо дами двух широтно-импульсных модул ТОРОВ , причем выходы широтно-импульс ных модул торов соединены с входами соответствующих токовых ключей, выходы формировател  синусоидальных напр жений соединены с информационными входами соответствующих запомина щих элементов , управл ющие входы кото рых подключены к выходу нуль-органа На фиг. 1 изображена структурна  схема вентильного электродвигател ; на фиг. 2 - диаграммы сигналов на информационных входах и выходах запоминающих элементов при посто нной скорости вращени  двигател . Вентильный электродвигатель содер жит генератор 1 высокой частоты(фиг. подключенный ко входу счетчика 2 . Выход триггера старшего разр да счетчика 2 подключен ко входу двухфазного формировател  3 синусоидальных напр жений. Выходыформировател  синусоидальных напр жений соединены со входами фазовращател  4 ротор ко торого закреплен на валу синхронной машины 5. Выход фазовращател  4 через нуль-орган б соединен с входом разрешени  записи регистра 7 кода положени . Информационные входы регистра соединены с выходами триггеров счетчика
2. 2. Выход нуль-орган Б соединен также с входами разрешени  записи двух аналоговых запоминающих элементов 8, информационные входы которвлх соединены с соответствунзщими клходами формировател  3 синусоидальных напр жений. Выходы запоминающих элементов 8 через элементы 9 умножени  соединены со входами широтно-импульсных модул торов 10, выходы которых через токовые ключи 11 подключены к соответствующим фазам статорной обмотки 12. На вторые входы элементов умножени  додан внещний сигнал управлени  скоростью и направлением вращени . Вентильный электродвигатель работает следующим образом. Счетчик 2 выполн ет функцию делител  частоты генератора 1 высокой частоты. Формирователь 3 синусоидальных напр жений формирует из пpй 4oyгольных выходных сигналов счетчика синусоидальные опорные напр жени  Фазовращател  4, имеющие взаимный фазовый сдвиг на четверть периода (диаграммы 13 и 14 на фиг. 2). Нульорган 6 формирует из выходных синусоидальных сигналов фазовращател  4 пр моугольные периодические сигналы (диаграммы 15 на фиг. 2), по переднему фронту которых осуществл етс  запись кода счетчика 2 в регистр 7 кода положени . Одновременно по переднему фронту выходного сигнала фазовращател  осуществл етс  запись мгновенных значений выходных синусоидальных сигналов формировател  3 в аналоговые запоминающие элементы 8. Поскольку частота выходных сигналов нульоргана 6 значительно выше частоты вращени  двигател  5, то дискретно измен ющиес  с частотой выходных сигналов нуль-органа б выходные напр лсени  запоминающих элементов 8 с высокой точностью, аппроксимируют синус-ную и косинусную зависимости от угла поворота вала .Реверсивные широтно-им,пульсные модул торы 10 преобразуют выходные напр жени  запоминающих элементов 8 в широтно-импульсные модулированные сигналы, которые усиливаютс  то- . ковыми ключа1 ш 11. В результате средние значени  токов в статорных обмотках 12С некоторым посто нным коэффициентом пропорционгшьны значени м напр жений на выходах запоминающих элементов 8. Мнохштельные элементы 9 позвол ют измен ть коэффициент пропорциональности, тем самым измен   величину вращающего момента электродвигател . Реверс двигател  осуществл етс  изменением знака управл ющего напр жени . В предлагаемом вентильном электродвигателе один- и тот же . чувствительный элемент - фазовращатель использован как дл  получений кода углового положени  вала двигател , так и дл  формировани  позиционно модулированних сигналов управлени  ключами в статорных обмотках двигател . Благодар  этому исключена необходимость в дополнительном точном датчике углового положени  вала. Вентильный электродвигатель может быть эффективно использован в качест ве исполнительного элемента высокоточных цифровых систем автоматического управлени  при хсестких ограничени х на величину пульсаций вращающего момента и скорости вращени . В схеме управлени  предложенного вентильного электродвигател  использованы выпускаекие элементы цифровой и аналоговой техники, так что реализаци  устройства не св зана с техническими затруднени ми. Формула изобретени  1. Вентильный электродвигатель, с держащий синхронную машину с двухфаз ной обмоткой на статоре, токовые клю чи в обмотках статора, ротор, выполненный в виде посто нного магнита с укрепленным на нем фазовращателем, подключенным к выходам двухфазного формировател  синусоидальных напр же ний/ выходом соединенного с выходом старшего разр да счетчика, выполненного на триггерах, счетный вход счет чика соединен с выходом генератора импульсов, а выходы триггеров соединены с информационными входами регис ра, вход разрешени  записи которого

   /fo уе/1о8ого поножени)

   t соединен с выходом нуль-органа, соединенного своим входом с выходом фазовращ .ател , отличающийс  тем, что, с целью снижени  пульсаций i вращающего момента, в состав устройства дополнительно введены два аналоговых запоминающих элемента,соединенные выходами с входами двух широтно-импульсных модул торов, причем выходы широтно-импульсных модул торов соединены с входами соответствующих токовых ключей, выходы формировател  синусоидальных напр жений соединены с информационными входами запоминающих элементов, управл ющие входы которых подколочены к выходу нуль-органа. 2. Электродвигатель по п. 1, с т личающи йс  тем, что с целью управлени  скоростью и направлением вршцени , между выходами аналоговых запоминающих элементов и входами широтно-импульсных модул торов включены элементы умножени , вторые входы которых объединены и подключены к входной шине управлени -скоростью и направлением вращени . I Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №464044, кл. Н 02 К 29/02, 1975. 2.Лзов Л.К. и др. Электронные устройства след сдах систем. Л., Судостроение , 1978, с. 151-147. :
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2779796, кл. Н 02 К 29/02, 1979.

   Управление Фиг.1 |ГЧ

   Zi/e.fe /