Моментный вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к магнитным электродвигателям с неограниченным углом поворота. Целью изобретения является повышение использования при сохранении высокой стабильности электромагнитного момента. В моментном вентильном электродвигателе ротор-индуктор 1 синхронного электродвигателя механически связан с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора 3, выходы которого соединены через фазочувствительные выпрямители 4, функциональные преобразователи 5, блоки перемножения 6 и усилители 7 с датчиками тока 8 и фазами обмотки якоря 2, выполненными с равномерным распределением проводников на половине каждого полюсного деления. Функциональные преобразователи выполнены с возможностью реализации функции f(r) V(/)/(V4r) +V4/ - 72)) при подаче на вход преобразователя сигнала , где Uh, - амплитуда напряжения на выходе фазочувствительного выпрямителя; V - угол, равный соответственно (L и о( (. - угол поворота ротора в электрических радианах; V(Г) - функция, определенная экспериментально и имеющая вид Mj, V()i (- Г/2)1„. 3 ил. о б (Л С Р tzti-zJ MO ел ю со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 дц 4 Н 02 K 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4010851/24-07 (22) 04,01.86 (46) 15,10.87. Бюл, 1(- 38 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н. Туполева (72) А,Ю. Афанасьев (53) 621.313.13.014.2:621.382 (088.8) (56) Столов Л.И. и др. Авиационные моментные двигатели. M.: Машиностроение, 1979, с. 58-60.

Авторское свидетельство СССР

У 1171916, кл . Н 02 К 29/06, 1985. (54) MOMEHTHbIA ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к магнитным электродвигателям с неограниченным углом поворота. Целью изобретения является повышение использования при сохранении высокой стабильности электромагнитного момента. В моментном вентиль.ном электродвигателе ротор-индуктор 1 синхронного электродвигателя меха нически связан с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора

3, выходы которого соединены через фазочувствительные выпрямители 4, функциональные преобразователи 5, блоки перемножения 6 и усилители 7 с датчиками тока 8 и фазами обмотки якоря 2, выполненными с равномерным распределением проводников на половине каждого полюсного деления. Функциональные преобразователи выполнены с возможностью реализации функции

Е(1") = У ()/(У (Г) + Y (f-Ч/2)) при подаче на вход преобразователя сигнала U sing, где U — амплитуда напряжения на выходе фазочувствительного выпрямителя; V — угол, равный соответственно (и (- /2; oL — угол поворота ротора в электрических радианах, Y ((") — функция, определенная экспериментально и имеющая вид M = .= 4 (()i + ч ((- /2) iв. 3 ил.

1 1 > 52ч2

11- обротcII«t u I IIvc» I ся к .злектроугол поворота ротора н элекf

U = U ísi.п А sin tut.;

11 == U sin(l - i/2) ° sin t,, I

Гпt 1. — фи к Гиp Она иная амплитуда

55 т(хникв > н частности к MQIIt .IIòøýIM

;и ктродвигателям с неограниченным углом поворота, которые находят IIIHpv кое применение в прецизионных следящих системах.

Целью изобретения является повышение использования электродвигателя при сохранении высокой стабильности 10 электромагнитного момента вентильного электродвигателя (ВД).

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого электродвигателя; на фиг. 2 — графики маг- 15 нитной индукции в зазоре, функции >() и i(/>); на фиг. 3 — характеристика функционального преобразователя, Электродвигатель содержит роториндуктор 1 и статор 2 с двухфазной 20 обмоткой (фиг. 1), Каждая сторона одной фазы занимает половину полюсного деления с равномерным распределением проводников. В статоре с зубцово-пазовым слоем каждая фаза. занимает поло † вину всех пазов. При этом выполнен скос на один паз. В двигателе с гладким статором выполняется секторная об4отка без скоса.

С ротором-индуктором 1 механичес- ЗО ки связан ротор синусно-косинусного нращающегося трансформатора 3, питаемого переменным напряжением повышенной частоты. Фазы его нторичной обмотки соединены с входами двух фазочувствительных выпрямителей ч, выходы которых соединены с входами двух функциональных преобразователей 5. Выходы последних соединены с входами двух блоков 6 перемножения, на вторые вхо- йб ды которых подан управляющий сигнал.

Выходы блоков 6 перемножения соединены с входами усилителей 7 мощности, выходы которых соединены с фазами обмотки 2 и входами датчиков 8 тока. 45

Выходы последних соединены с вторыми входами усилителей мощности, образуя отрицательную обратную связь по току электродвигателя.

Электродвигатель работает следующим образом.

На выходах синусно-косинусного вращающегося трансформатора 3 напряжения 11, и И изменяются по законам трических радианах; угловая частота модуляции.

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

U s in k, U s in (c(- < /2) .

На выходах функциональных преобразователей 5, имеющих одинаковые характеристики, получаются сигналы f(в(), f(el- 4 /2) . Функция f(P ) в общем виде определяется равенствами: где М вЂ” электромагнитный момент; зд iä — токи фаз А, В обмотки якоря;

Д> угол, равный соответственно

> и (-((/2.

На выходах блоков 6 перемножения получаются оптимальные значения токов фаз:

А о (2)

1 = М, и (1 — I/ /2) > где Mo o— заданное значение электромагнитного момента.

Усилители 7 мощности с датчиками

8 тока поддерживают значения фазных токов, близкие к оптимальным.

Формулы (1) и (2) получаются в результате решения методом множителя

Лагранжа задачи на условный экстремум: найти токи 14, i удовлетворяющие условию минимума потерь .

+ i2 min

A в при ограничении

Переход от синусной двухфазной обмотки к обмотке с равномерным распределением проводников каждой фазы в пределах половины каждого полюсного деления повышает обмоточный коэффициен с 0,7854 до 0>9003, что позволяет получить требуемый электромагнитный момент при меньших значениях фазных токов и, следовательно, при меньших потерях мощности в обмотке якоря, благодаря чему повышается использование электродвигателя.

На фиг. 2 приведены примеры функций В(„в), Ч (Р ) и f (Р) где В(р) — маг— нитная индукция в рабочем зазоре, созданная ротором-индуктором;./5 угол в электрических радианах, отсчитываемый от поперечной оси ротора.

На фиг. 3 показана соответствующая характеристика функционального преобразователя, являющаяся нечетной моно— тонно возрастающей функцией. формула изобретения

Моментный вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с двухфазной обмоткой якоря, каждая из . фаз которой подключена к выходу одного из каналов усиления-преобразования, вход каждого из которых подключен к одной из фаз вторичной обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первичная обмотка которого подключена к цепи питания повышенной частоты, ротор механически соединен с ротором электродвигателя, а каждый канал усиления-преобразования содержит последовательно связанные по входу-выходу фазочувствительный выпрямитель, функциональный преобразователь, блок перемножения и усилитель, охваченный отрицательной

5292 обратной связью по току фазы, второй вход каждого блока перемножения соединен с выходом задатчика момент», отличающийся тем, что, с

5 целью повышения использования, обмот.ка якоря выполнена с равномерным распределением проводников каждой фазы, на половине полюсного деления функциональные преобразователи выполнены с возможностью реализации. функции

15 при йодаче на вход преобразователя сигнала U sin f, где U — амплитуда напряжения на выходе фазочувствительного выпрямителя;

/ — угол, равный соответственно (и 4-u/2; угол поворота ротора электродвигателя в электрических радианах;

25 (Р ) — функция, связывающая токи фаэ якоря и электромагнитный момент, определяемая экспериментально и имеющая вид

M = () i„+ 9 ((-l

s(r)

Составитель А. Санталов

Редактор А. Лежнина Техред А.Кравчук Корректор И. Муска о

Заказ 4928/52 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