Управляемый вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих системах автоматики. Целью изобретения является улучшение регулировочных характеристик и массогабаритных показателей. В управляемый вентильный электродвигатель введен генератор 18 треугольного напряжения и компараторы 19, 20, а функциональный преобразователь (ФП) 11 сигналов управления реализует логические зависимости a xyim+xyn, b yzm+yzn, +zxn, d xyi i+xyn, e yzm+yzn, +zxn, где a,b,c,d,e,f - выходные сигналы ФП 11; x,y,z - сигналы на основных входах ФП 11; m,n - сигналы на управляющих входах ФП 11. Это позволяет повысить линейность регулировочных характеристик, исключить зону нечувствительности , повысить частоту пульсаций в обмотке двигателя за счет более равномерного распределения динамических и статических потерь по переходам силовых ключей коммутатора 4. 6 ил. S (Л Vfi со со 1чЭ СП о ел Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Д1) 4 Н 02 P 6/02, Н 02 КОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЬЙ (21) 4045906/24-07 (22) 03.04.86 (46) 23.08.87. Бюл. У 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (72) Н.Н.Беспрозванный и В.Т.Гращенков (53) 621.313.13.014 ° 2:621.382 (088 ° 8) (56) Адволодкин Н,П., Гращенков В.Т., Лебедев Н.И. и др. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока ° — Л.: Энергоатомиздат ° Ленингр. отд-ние, 1984, с.12-24.

Авторское свидетельство СССР

N - 668047, кл. Н 02 К 29/02.

Авторское свидетельство СССР

N -604091,,кл. Н 02 К 29/02. (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих системах автоматики. Целью

„„SU„„1332505 А1 изобретения является улучшение регулировочных характеристик и массогабаритных показателей. В управляемый вентильный электродвигатель введен генератор 18 треугольного напряжения и компараторы 19, 20, а функциональный преобразователь (ФП) 11 сигналов управления реализует логические зависимости а=хутп+хуп, b=yzm+yzn, с=яхт+

+zxn, й=хуй+хуй, e=yzm+yzn, f zõm+

+zxn, где а,b,с,d,е,f — выходные сиг— налы ФП 11; х,у,z — сигналы на основных входах ФП 11; m,n — сигналы на управляющих входах ФП 11. Это позволяет повысить линейность регулировочных характеристик, исключить зону нечувствительности, повысить частоту пульсаций в обмотке двигателя за счет более равномерного распределения динамических и статических потерь по переходам силовых ключей коммутатора

4. 6 ил. г

5 — 10 соответст1332505

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих систем автоматики.

Цель изобретения — улучшение регу5 лировочных характеристик и массогабаритных показателей вентильного электродвигателя.

На фиг.1 изображена функциональная схема двигателя; на фиг,2 — диаграммы, поясняющие работу генератора пилообразного напряжения и компараторов; на фиг ° 3 — диаграммы, поясняющие работу функционального преобразователя при нулевом сигнале управления; на фиг.4 — то же, при положительном сигнале управления; на фиг.5 то же, при отрицательном сигнале управления; на фиг.6 — реализация функционального преобразователя на логических элементах.

Управляемый вентильный электродвигатель содержит электромеханический преобразователь, обмотки 1 — 3 которого подключены к выходу мостового полупроводникового коммутатора 4, входы управления ключей 5-10 которого подключены к выходу функционального преобразователя 11 сигналов управления с основными входами 12 — 14, под в З0 ключенными к выходу датчика 15 положения ротора, и двумя управляющими входами 16 и 17.

Кроме того, управляемый вентильный электродвигатель содержит генератор 18 треугольного напряжения и два компаратора 19 и 20, выходы которых подключены к управляющим входам 16 и 17 функционального преобразователя

11, прямые входы у коммутаторов 19 и 20 объединены и подключены к генератору 18 треугольного напряжения.

Второй прямой вход компаратора 20 и инверсный вход компаратора 19 объединены и являются входом управления

45 вентильного электродвигателя. Функциональный преобразователь реализует следующую систему булевых функций: а=xym+Ryn

b=yzm+yzn

c=zxm+zxn;

d=xym+xyn;

e=yzm+yzn;

f=zxm+zxn, где а,Ь,с,d,е,f — выходные сигналы преобразователя, поступающие на входы силовых ключей венно;

x »z — выходные сигналы датчика положения ротора, поступающие на входы 12 — 14 функционального преобразователя соответственно;

m — сигнал U с выхода компаратора 20, поступающий на вход 16 преобразователя 11;

n — сигнал Б„ с выхода компаратора 19, поступающий на вход 17 преобразователя 11.

Функциональный преобразователь 11 может быть реализован на логических элементах (фиг.6) или на постоянно запоминающем устройстве.

Управляемый вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Сигнал П„ (фиг.2) с выхода генератора 18 пилообразного напряжения 18 поступает на первые (неинвертирующие) входы компараторов 20 и 19. Сигнал управления U поступает на второй (неинвертирующий) вход компаратора 20 и второй (инвертирующий) вход компаратора 19. В результате сравнения эквивалентного входного напряжения компаратора 20 (V +V ) и эквивалент в ного входного напряжения компаратора

19 (U -U ) с напряжением нулевого уровня на их выходах формируются импульсные сигналы U,è Б„ соответственно. При этом в случае равенства нулю сигнала управления U импульсы

П,и Б„ равны по длительности, имеют

19 скважность, равную двум (длительность импульса равна длительности паузы), и совпадают во времени. При положительных сигналах управления длительность импульсов U>, увеличивается, а длительность импульсов U,< уменьшается пропорционально модулю U . При отрицательном U наоборот, растет длительность импульсов U и падает длительность импульсов U Сформированные таким образом напряжения U,è Б„ подаются на входы функционального преобразователя 11, на другие входы которого поступают сигналы от датчика положения ротора.

Из диаграммы работы функционального преобразователя 11 при U =0

1 (фиг.3) видно, что в любой момент времени сигналы с его выхода поступают на два ключа одной из групп (анодной или катодной) мостового коммутатора. При этом обмотка двигателя пос1 33?. 505 тоянно находится в состоянии двухфазного короткого замыкания, Вращающий момент не создается.

При положительном сигнале управлеВ ния U ) 0 (фиг. 4) расширяются импульсы m H » RIOT»EI HMn !16»61 п, В этом случае для межкоммутационного интервала, например, ъ, в момент времени открыты ключи 5 и 10 (фиг.1), и 10 по обмотке протекает ток от источника питания. В момент времени t, запирается ключ 10 и отпирается ключ 7. При этом обмотка оказывается замкнутой накоротко, что обеспечивает режим 15 динамического торможения в паузе. В момент времени Г„ вновь оказываются включенными ключи 5 и 10, обеспечивая протекание тока исто >ника г1o обмотке.

В момент времени с запирается ключ 5 20 и отпирается ключ 8, что сновл прин,— дит к короткому замыканию тех же флз двигателя, но уже с помощью ключей

8 и 10. Такая работа ключей нл интервале („, т. е. при данном по.1ожении ? .> ротора, приводит к появлс-нию средне гo (на периоде модуляции) тока i в еб1 мотке двигателя положительного наив равления, который обеспечивает создание вращающего момента положит»JI61101 0 3Г знака. Аналогичным образом рлботл двигателя происходит на других межкоммутационных интерваллх, т.е, ири других положениях в пределах обер >тл ротора (фиг.4 и 5, показан средний на периоде модуляции ток i,, фазы обмотки без учета влияния нл его форму

ЭДС вращения двигателя).

При отрицательном сигнале управления Б О (фиг.5) на том же интервале,>0

al в момент времени t замкнуты ключи

7 и 8, что приводит к прот»клнию по обмотке тока отрицательного направления. В момент времени t, злиираетс.я ключ 8 и отпирается ключ 6, 1то с беев печивает короткое замыкание обмотки и режим динамического тормс жения . В момент времени t вновь включаются ключи 7 и 8, а в момент времени t обеспечивается динамическое торможение уже с помопгью ключей 8 и 10. Такая работа ключей на интервале т.е, при данном положении ротора, приводит к появлению среднего тока отрицательного направления, который обеспечивает создание вращающего момента отрицательного знака. Аналогично происходит работа двигателя при других положениях ротора, т.е. управ. l»!jl! C K i к h!«,. C. <..1, T.l к

1>ОС ТИ ДНИ Г ITt -IЯ -!P«I! IIIOI! IITCEI П« t> IНОму каналу. При эт 1м злгрузка всс K . ИЛ< НЫХ КЛЮЧЕЙ К«ММуTЛтерЛ ОНИНЛК«Û, что особенно влжно при IIIKpo>IIIIIIIл Th) риз <1 пни Ko l«y Ta Top o!I .

Эл ектрОмл Гнитные ïp«L»c cI I Р, !-и Гл теле на межкеммутационном инт»рвлле н случае трехфазного двиглтсля <>»з >1< T:1 инд;-ктивности обмотки и при н гсоидальнс1й ЭДС врл1цс ш1я мог"т быть описаны сле;>ук>пгими урлвнениями

» >> .><

l = 1, <ссев(<с ? 0

3 с>

* — < ;> вЂ, (,, — — ) 1, 1 в !, tt 1,, „мг i«I<» нны» з на<1»ния т>экл

ЦВ11ГЛтс.".я Ь 11МПуЛЬС» и

ИЛУ 3» С O«ГBÑ T< 1 ВЕНИ«, отн. »д; чл.-т >тл вращения, отн.ед; т к,гl»» знл t ни» уг.1л пос1 вор«тл р«т p >.;. р;1,1

lij Я ЦИИ; ко > 1» .»1!111< нт с-иг11л.l" clijlàВгlt !. 1:l ЭЛВНЬГИ о l нс Ш»НИЮ

1l i » .! 1i« г.! 1!м>:;.IE Cn к

Ри,>-, „.;.<«,1; !EJ >1!1> I

ЬыРлж»>111» ."..Я;1г<1<»1 t!t 1«г«; J! I.-!»11иЯ м«1»нтл, плз и<на»могo: ><и: и L.1å!1

<м»ет 1; 1,1

>( (> ) °

3 б

У -IHT61RDEI -. TO f»j1IIOIE МОДУЛЯЦИИ и -рлвнен ис с > вр»менем поворота роте-11 „i1 t,l .,, можно приди к с 1е;:,у><11>1с "..<у шlp:I+t и для с»мействл мс хлH11>lt о K l : :11 р с г i IIpcl!I эч >!.Нх харл кт »рис

1И-; 1Ãöãà T»>Iß (- — +

1 с>

>т ->Г . Ij»ж:.1>1 В1 ЛН, 1т; РЕ— г lllno;1< ыс Ii мехлии-! t <-кие хлрлктери г;1ки;в-.-.глте..ся -сине 1ны г с в< ем ди:1!i ЗОНС ИЗМс Н" !IH> СИГНЛ 1ОВ уира ВЛЕШ1я и м<эментл нагрузки нл валу и соответствук>т хлракт..ристикам при лмплиту.l

НОМ ЛРЛ ВЛ С НИ;1.

Тлким образом, применение комплрлторо» и генератора для формирования сигнала управления позв<лгтя< т улу<ппить

РЕГУ.1ИРЕВЕЧНЫЕ ХЛРахтс РИСтИКИ 1Л»Ктр«1>виг.<тег1я, дел..я >ьх .!11!!»й<г11»1И и ис— ключля зон? н .Нуг с Etl!тt:!Il ности, 1332505

20

30

И управлять двигателем по одному каналу, что упрощает использование двигателя в следящих системах, а также уменьшить габариты и массу коммутато- 5 ра либо примерно в два раза повысить частоту пульсаций тока в обмотке двигателя за счет более равномерного распределения динамических и статических потерь по переходам силовых 10 ключей коммутатора.

Фор мул а изобретения

Управляемый вентильный электродвигатель, содержащий электромеханичес— кий преобразователь, обмотки якоря которого подключены к выходу мостового полупроводникового коммутатора, входы управления ключей которого подключены к выходу функционального преобразователя сигналов управления с основными входами, подключенными к выходу датчика положения ротора, и двумя управляющими входами, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения регулировочных характеристик и массогабаритных показателей, он дополнительно снабжен генератором треугольного напряжения и двумя компараторами, выходы которых подключены к управляющим входам функционального преобразователя сигналов управления, прямые входы компараторов объединены и подключены к генератору треугольного напряжения, а второй прямой вход первого компаратора и инверсный вход второго компаратора объепинены и являются входом управления вентильного электродвигателя, причем функциональный преобразователь сигналов управления реализует логическую зависимость

a=xym + xyn

b=yzm + yzn;

c=zxm + zxn

d=xym + xyn;

e=yzm + yzn;

f=zxm + zxn где а,b,с,d,е,f — выходные сигналы функционального преобразователя; х,у,z — сигналы на основных входах;

m,n — - сигналы на управляющих входах указанного функционального преобразователя.

1332505

5 б 7 4

1332505

16

Составитель А,Иванов

Техред И.Попович Корректор Л.Бескид

Редактор M.Áëàíàð

Заказ 3846/54 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4