Моментный вентильный электродвигатель

 

МОМЕНТНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ , содержащий синхроннзш электрическую машину с трехфазной обмоткой на статоре с равномерным распределением проводников каждой фазы на трети каждого полюсного деления и е ротором-индуктором, сельсин, ротор которого механически соединен с ротором-индуктором, три фазочувствительных выпрямителя, входы которых соединены с выходами сельсина, три усилителя тока и три датчика тока, через входы которых фазы электрической машины соединеныс выходами усилителей тока, а выходы датчиков тока соединены с входами усилителей тока, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик и стабильности электромагнитного момента, в него: введены три блока перемножения и три функциональных преобразователя, пходы которых соединены с выходами фазочувствительных вьтрямителей, а выходы - с входами блоков перемножения , выходы которых соединены с вторыми входами усилителей тока, а функциональные преобразователи реализуют функцию (yl %) (lf}( Чт) с &Cji)oI -У-« fe при подаче на вход преобразователя сигнала , где В - магнитная индукция в воздушном зазоре, созданная индуктором; /1 - угол в электрических радианах , отсчитываемый от нейтрали индуктора; сл С - постоянная электрической Од машины; U| - амплитуда напряжения на выСЛ ходе фазочувствительного выпрямителя; у - угол, равньй соответственно d, 0 -277/3, о -4Л/3. 0 - угол поворота ротора в электрических радианах; f()- амплитуда выходного напряжения .

„„SU„„3 179555 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц4 Н 02 K 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ три функциональных преобразователя, входы которых соединены с выходами фазочувствительных выпрямителей, а выходы — с входами блоков перемножения, выходы которых соединены с . вторыми входами усилителей тока, а функциональные преобразователи реализуют функцию

- ) +—

У() = с ь() Ир

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3654788/24-07 (22) 24. 10. 83 (46) 30.07.85. Бюл. й- 28 (72) А.Ю. Афанасьев, Е.И. Дорохов, .

Н.А. Иванов и В.С. Ложеницын (53) 621.313.13-014.2:621.382(088.8) (56) Столов Л.И. и др. Авиационные моментиые двигатели, М:, Машиностроение, 1979, с, 77-80 °

Электричество, 9 10 1967, с. 53-60 °

Маслов А.А., Сахаров О.Н. Синтез диодных функциональных преобразователей, M:, Энергия, 1976, с. 145. (54) (57) МОМЕНТНЫИ ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхронную электрическую машину с трехфазной обмоткой на статоре с равномерным распределением проводников каждой фазы на трети каждого полюсного деления и е ротором-индуктором, сельсин, ротор которого механически соединен с ротором-индуктором, три фазочувствительных выпрямителя, входы которых соединены с выходами сельсина, три усилителя тока и три датчика тока, через входы которых фазы электрической машины соединены с выходами усилителей тока, а выходы датчиков тока соединены с входами усилителей тока, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик и стабильности электромагнитного момента, в него введены три блока перемножения и

И)=

v (1+ (-газ)+ г (у-+ р) я

У и при подаче на вход преобразователя сигнала csin y где  — магнитная индукция в воздушном зазоре, созданная индуктором;

Д вЂ” угол в электрических радианах, отсчитываемый от нейтрали индуктора;

С вЂ” постоянная электрической машины;

0„, — амплитуда напряжения на выходе фаэочувствительного выпрямителя; у — угол, равный соответственно

4, g-27/ /3, о -4Т!/3. о — угол поворота ротора в электрических радианах;

Й()- амплитуда выходного напряжения.

U ù S in (Ы -1Л/3 ) g i n u 4

1!70565

Ч() = С В (/1) ЫР

-a-Й/о, -l+Ti 2

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к моментным электродвигателям с неограниченным углом поворота ротора, и может быть использовано в прецизионных следящих системах.

Цель изобретения — повышение энергетических характеристик и стабильности электромагнитного момента вентильного электродвигателя (ВД). >0

На фиг. l приведена блок-схема моментного вентнльного электродвигателя; на фиг. 2 — развертки статоЪ ра и ротора, а также график распределения магнитной индукции вдоль воз- 15 душного зазора; на фиг. 3 — графики магнитной индукции в воздушном зазоре среднего значения магнитной индукции в пределах трети полюсного деления и зависимость выходной вели- 20 чины функционального преобразователя от угла; на фиг. 4 — характеристика функционального преобразователя.

ВД состоит из электрической машины, датчика положения и схемы пита- 25 ния. Машинная часть содержит роториндуктор 1 и статор с трехфазной обмоткой 2 (фиг. 1). Каждая сторона одной фазы -занимает треть полюсного деления с равномерным распределением ЗО проводников. В статоре с зубцово-пазовым слоем каждая фаза занимает треть всех пазов. При этом выполнен скос на один паз. В двигателе с гладким статором выполняется секторная обмотка без скоса.

С ротором-индуктором механически .соединен ротор трехфазного датчика

3 положения. его выходы соединены с входами трех-фазочувствительныХ выпрямителей 4, выходы которых соеди.нены с входами трех функциональных преобразователей 5. Их выходы соединены с входами трех блоков 6 перемножения, на вторые входы которых подан управляющий сигнал. Выходы блоков 6 перемножения соединены с входами усилителей 7 тока, их выходы соединены с фазами обмотки 2 и входами датчиков 8 тока, выходы которых соединены с вторыми входами усилителей тока.

Электродвигатель работает следующим образом.

На выходах датчика 3 положения .напряжения изменяются по законам

U 9indsfnu>4, Ll Sin(h- — ) 9in40t! 2/! щ в 5) 1 где (1 — фиксированная амплитуда;

I о(, — угол поворота ротора в электрических радианах, отсчитываемый от нейтрали фазы А до нейтрали индуктора; и — угловая частота модуляции.

Эти напряжения выпрямляются сучетом фазы. На входы функциональных преобразователей 5 поступают сигналы

U sin о(, U з1п(о -2 /3), О з1п(о(-4Т(/Э).

На выходах функциональных преобразователей 5, имеющих одинаковые характеристики, получаются сигналы qq), Р-2>l/51„ (Ы-+т/З) . Р), Функции Г(у) в общем виде определяется равенствами ч(и

Ч 4 )+ 1 (У-2i

-У+У/6

-у- Ts/6

I где с — постоянная электрической машины;

 — магнитная индукция в воздушном зазоре; р — угол в электрических радианах, отсчитываемый от нейтрали индуктора во вращающейся системе координат; г — угол, равный соответственно . о(, о(-27/3, 3-4й/3, На выходах блоков 6 перемножения получаются желаемые значения токов фаз.

,=м,E(),,=ì,f(s- —,",,.м„ (,,", (Ч где M — желаемое значение электромагнитного момента.

Усилители 7 тока с датчиками 8 тока поддерживают значения фазных токов, близкие к желаемым.

Формулы (2), (3), (4) поясняются с помощью фиг. 2. Электромагнитный момент, обусловленный взаимодействием токов статора и магнитного поля индуктора, определяется равенством -о +7/6 -а(+5Л/6 м=с „- 4ь Ф 8 В(Ф "/1+

8(y) 4р

-а + 7Г/4

-ф + 7/2

Токи 1, i>„ i<, удовлетворяющие условию минимума потерь

i +i +i .=) мин при ограничении (5), определяются з 1!70565 4

-Ы+ Sir/Z равенствами (4), где функция f (ó) задается равенствами (2) и (Э).

"С На фиг. 3 приведены примеры функции В(В), /(-), Е (у), а на фиг. 4 — характеристика соответстОбозначив вующегд Функционального преобразо<(= с Йй) Р вателя, являющаяся нечетной монотойно возрастающей функцией.

-у- й/6 Таким образом, благодаря введению функциональных преобразователей и получают условие постоянства моменблоков перемножения, моментный вента по углу поворота ротора тильный электродвигатель имеет более абил ный электромагнитный момент

Ф) с при минимальных электрических потерях в обмотке. Постоянство момента по углу поворота повышает равномерность вращения ротора.

Функциональные преобразователи 5 (фиг. 1) могут быть выполнены на серийных операционных усилителях и диодах (3).

1170565

Составитель А. Санталов

Редактор И. Касарда Техред С.Йовкий Корректор М. По>ко

Заказ 4712/51 Тирам 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ултород, ул. Проектная, 4