Электропривод колебательного движения

 

Изобретение.относится к электротехнике и колебательным электроприводам сканирования, калибровки, измерения , контроля и управления. Цель состоит в повышении КПД и мощности привода . Привод содержит исполнительный двигатель, имеющий две взаимно перпендикулярные обмотки 1,2 на статоре, два задающих генератора 5,6. Частота одного из них (5) фиксирована и равна частоте питания двигателя, а другого (б) перестраивается в зависимости от требуемой частоты колебаний подвижного элемента. Ротор выполнен с двумя обмотками 3 и 4, соединенными параллельно с обмотками статора, которые создают компенсирующее колебательное синфазное с основным электромагнитное поле. Вследствие пространственного его влияния поле статора модулируется по амплитуде и фазе, что компенсирует инерционность нагрузки и придает колебательному двигателю синхронные свойства. 2 ил. S (Л 00 о ел :

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51)4 Н- 02 Р 7 62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ (21) 3999336/24-07 (22) 27.12,85 (46) 30.04,87. Бюп.№ 16 (71) Томский политехнический институт им, С.М.Кирова (72) А,В.Аристов, С,А,Ткалич и Е,А.Шутов (53) 621.313.17(088.8) (56) Луковников В,И, Электропривод колебательного движения, М,: Энергоатомиздат, 1984, с,152

Авторское свидетельство СССР № 353248, кл. Н 02 P 8/00, 1973. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД КОЛЕБАТЕЛЬНОГО

ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и колебательным электроприводам сканирования, калибровки, измерения, контроля и управления. Цель состоит в повышении КПД и мощности привода, Привод содержит исполнительный двигатель, имеющий две взаимно перпендикулярные обмотки 1,2 на статоре, два задающих генератора 5,6.

Частота одного из них (5) фиксирована и равна частоте питания двигателя, а другого (6) перестраивается в зависимости от требуемой частоты коле— баний подвижного элемента. Ротор выполнен с двумя обмотками 3 и 4, соединенными параллельно с обмотками статора, которые создаюткомпенсирующее колебательное синфазное с основным электромагнитное поле, Вследствие пространственного его влияния поле статора модулируется по амплитуде и фазе, что компенсирует инерционность нагрузки и придает колебательному двигателю синхронные свойства, 2 ил.

1307530

Изобретение относится к электротехнике, в частности к разработке специальных электроприводов, и может быть использовано при создании колебательных электроприводов (КЭП) сканирования, калибровки, измерения, контроля и управления, Цель изобретения состоит в повышении КПД и мощности привода.

На фиг,1 представлена блок-схема электропривода; на фиг.2 — годограф пространственного результирующего вектора потокосцепления °

Привод содержит исполнительный двигатель, имеющий две взаи) )но перпендикулярные обмотки на статоре 1,2 и роторе 3,4 и два задающих генератора 5,6. Частота генератора 5 фиксирована и равна паспортной частоте питания выбранного типа двигателя, а генератор 6 перестраивается в зависимости от требуемой частоты колебаний подвижного элемента.

Устройство работает следующим образом.

Статорные и роторные обмотки двигателя соединены согласно параллельно, При подаче на них синусоидальных управляющих напряжений в воздушном зазоре создаются два синфазно направ- ЗО ленных колебательных электромагнитных поля, Поле статора увлекает за собой ротор электрической машины, а поле ротора компенсирует инерцион-. ность нагрузки. 35

В результате согласного взаимодействия электромагнитных полей статора и ротора подвижный элемент исполнительного двигателя совершает синхронные с частотой колебания магнитного поля статора колебательного движения. При этом увеличивается быстродействие привода в целом благодаря синхронному изменению скоростей поля статора и подвижного элемента двига- 45 теля.

Результирующий вектор потокосцепления (у) относительно статорных осей обобщенной колебательной электрической машины, возбуждаемой одно- 50 временно как со стороны статора, так и ротора, описывается следующим аналитическим выражением:

195 . +D ()=у, е „е где ($5 4) > Ч (-1)r5 — модуль и фаза комплексных векторов потокосцепления статора и ротора, приведенные к обмоткам статора.

В отличие от колебательных машин, возбуждаемых только со стороны статора, здесь наблюдается дополнительно модуляция электромагнитного пОля по амплитуде ((t ) и фазе (с1) 5) вследствие пространственного влияния поля ротора на поле статора. Так как г 1/г ((1 + m casque) + (m Б)пж )J

m 5!и Ж а) cе9

)rs 1 + m со5Э5 где m — коэффициент сигнала; Ж вЂ” обобщенная координата подвижного элемента, причем + зависит от параметров нагрузки, то составляющая (), Е, (5 позволяет компенсировать инерционность нагрузки и придает электрической машине синхронные свойства.

Годограф пространственного результирующего вектора потокосцепления (фиг.2), например для синусоидального закона движения подвижного элемента двигателя, когда

Я,= 3(, 5!r)(Qt +g )) где у,,, — амплитуда, начальная фаза и частота колебания обобщен. ной координаты положения подвижного элемента при рациональном соотношении Q и номинальной частоты питания двигателя, качается вокруг центра большой оси эллипса, причем последняя модулирована с учетом инерционной нагрузки по амплитуде периодическим сигналом Q, Так как закон движения электромагнитного поля, а следовательно, и подвижного элемента колебательного двигателя определяется фазой пространственного результирующего вектора потокосцепдения, то синхронный режим работы колебательного двигателя .устойчив при изменении начальной фазы колебаний от О до + 2 рад, Причем с приближением g к нулю наблюдается возрастание колебательного электромагнитного усилия, а следовательно, и амплитуды колебаний (М,„) эа счет согласного взаимодействия электромагнитных полей статора и ротора. Мгновенные значения скорости изменения колебательного электромагнитного поля и подвижного элемента двигателя совпадают, скольжение отсутствует, что приводит к снижению потерь на нагрев, позволит существенно увеличить про1307530

Составитель В,Алфимов

Техред В.Кадар Корректор Л. Патай

Редактор Н. Долинич

Заказ 1638/52

Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 должительность цикла непрерывной работы привода, Колебательный привод работает только в режиме двигателя со скольже- 5 нием,равным нулю. Так как потери на скольжение отсутствуют, то в отличие от колебательных машин, возбуждаемых только со стороны статора, привод может работать в силовых управ-. ляемых вибростендах. Согласное взаимодействие колебательных электромагнитных полей позволяет формировать в тех же габаритах исполнительного двигателя значительное колебательное !5 электромагнитное усилие, Следовательно, работа колебательного привода характеризуется большими значениями скорости, полезной мощности и КПД, Таким образом, благодаря формированию колебательного синхронного режима электропривод обеспечивает лучшие энергетические характеристики.

Формула и э о б р е т е н и я

Электропривод колебательного движения, содержащий двухфазный двигатель со статором и ротором, статорные обмотки которого подключены к двум источникам переменного тока различной частоты, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения КПД и мощности привода, на роторе выполнены две обмотки, подключенные параллельно обмоткам статора.