Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в записывающей аппаратуре для поддержания равномерной частоты вращения. Целью изобретения является уменьшение пульсаций вращающего момента и акустических шумов. Для достижения указанной цели вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1. Выход датчика 4 подключен через формирователь 6 прямоугольного сигнала к объединенным первым входам логических элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, генератор 5 снабжен дополнительными выходами, подключенными ко вторым входам соответствующих логических элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ. Сигналы генератора 5 на основных и дополнительных выходах синхронизированы, а длительность импульсов на дополнительных выходах генератора равна 5/12 периода следования импульсов. На выходах блока 3 формируются модулированные сигналы, приближенные к трапецеидальной форме. За счет этого ток в обмотках синхронной машины приближен к синусоидальной форме, что обеспечивает достижение указанной цели. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2l ) 4223719/24-07 (22) 24. 02. 87 (46) 15.11.89. Бюл. Р 42 (72) А.В.Костенко и В.И.Шалагин (53) 62-83: 621 . 313. 13. 014. 2: 621. 382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 327552, кл. Н 02 К 29/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Р 738059, кл. Н 02 К 29/06, 1977. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в записывающей аппаратуре для поддержания равномерной частоты вращения.

Целью изобретения является уменьшение пульсаций вращающего момента и акустических шумов, Для достижения указанной цели вентильный электродвигатель содержит синхронную маши„„SU„„1522353 А1 ц11 4 Н 02 К 29/00, Н 02 P 6/02

2 ну. 1. Выход датчика 4 подключен через формирователь 6 прямоугольного сигнала к объединенным первь1м входам логических элементов НЕРАВНОЗНАЧ. НОСТЬ, генератор 5 снабжен дополнительными выходами, подключенными к вторым входам соответствующих логических элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ.

Сигналы генератора 5 на основных и дополнительных выходах синхронизированы, а длительность импульсов на дополнительных выходах генератора равна 5/12 периода следования импульсов.

На выходах блока 3 формируются модулированные сигналы, приближенные к трапецеидальной форме. 3а счет этого ток в обмотках синхронной машины приближен к синусоидальной форме, что обеспечивает достижение указанной цели. 2 ил.

1522353

Изобретение относится к электро технике, в частности к электроприво1 ду, и может быть использовано в записывающей аппаратуре для поддержания равномерной частЬты вращения или в автоматических регулирующих устройствах.

Цель изобретения — уменьшение пульсации вращающего момента и акус- fp тических шумов вентильного электродвигателя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема электродвигателя, на фиг.2диаграммы напряжений на выходах re- 15 нератора и блока управления и эпюры низкочастотной составляющей напряжений на обмотке синхронной машины.

Вентильный электродвигатель сойер- 2р жит m-фазную синхронную машину 1,, секции якорной обмотки которой подключены к -выходу m Üàçíîão мостового. коммутатора 2. Управляющие входы коммутатора 2 подключены к выходам m канального блока 3 управления, каждый канал которого состоит из логического элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ.

Вентильный электродвигатель содержит также датчик 4 положения ротора фаза- 30 вращательного типа с m-фазной первичнай цепью, подключенной к основным

m-выходам генератора 5, а выход датчика 3 положения подключен к входу формирователя б прямоугольных импуль- 35 сав. Выход формирователя б подключен к первым входам логических элементов

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ блока 3 управления.

Генератор 5 снабжен дополнительными

m-выходами, каждый из которых под-. ключен к второму входу одноименного логического элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ. На основных и дополнительных выходах генератора 5 формируются соответственно симметричная и несиммет- 45 ричная последовательность прямоугольных импульсов с фиксированным фазавым сдвигом, а длительность несимметричных импульсов равна 5/12 периода их следования. Генератор 5 при

m = 3 может включать в себя тактовый задающий генератор, счетчик Джонсона на шести D-триггерах, и три элемента

И, при этом симметричные импульсы снимаются непосредственно с выходов

D-триггеров, а несимметричные — с выходов элементов И после папарной обработки сигналов с выходов соседних

D-триггеров на элементах И.

Вентильный электродвигатель работаетт следующим об ра з ам .

В установившемся режиме работы электродвигателя на выходе коммутатора 2 формируется широтно-модулированное импульсное напряжение. Синхронная машина 1 воспринимает это возбуждение как низкочастотное напряжение, соответствующее закону и глубине модуляции выходных напряжений коммутатора 2, Трехфазнае симметричное прямоугольное напряжение высокой частоты, снимаемое с выходов Q Q Я г» з генератора 5 (фиг.2), создает в датчике 4 вращающееся магнитное поле, которое наводит в выходной обмотке датчика 4 также:высокочастотное переменное напряжение, поступающее на формирователь б. Последний преобразует выходное напряжение датчика 4 в симметричное прямоугольное напряжение той же частоты (Q фиг.2) с фазой, жестко связанной с текущим значением фазы первой гармоники выходного сигнала датчика 4. При повороте вала машины 1 на некоторый угол разность фаз между выходным сигналом Q формирователя б и любым из напряжений Q, Q или Q снимаемых с дополнительных выходов генератора 5, изменяется на этот же угол. При вращении вала машины 1 эта разность фаз периодически меняется с частотой вращения вала, получая при этом угловые приращения от 0 до 2 за каждый полный оборот.

Элементы НЕРАВНОЗНА IHOCTb блока 3 управления создают на управляющих входах коммутатора 2 симметричную трехфазную систему импульсных последовательностей Q 4» Q 3» Q 6 (фиг. 2) ката рые на диаграмме изображены для фиксированнога положения вала двигателя.

При вращении ротора электродвигателя на выходах Q<, Q<, логических элементов HEPABH03IIA×IIÎÑTÜ блока 3 возникает широтно-модулированный сигнал с периодическим законом модуляции, с частотой модуляции, равной частоте вращения ротора. При этом коэффициент заполнения каждой импульсной последовательности меняется по трапе1 11 цеидальному закону от -- — да

12 12 обратна (U» U, на фиг..2) в течение одного оборота, а необходимый фазовый сдвиг в 120 между периодическими законами модуляции импульсных последовательностей Я

152 определяется ..наличием фазового сдвига в 120 напряжений Q,ý 0. » 031 даваемых на входы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ блока 3 с выходов генерато ра 5.

Выходные ключи мостового коммута" тора 2 переключаются соответственно сигналам, поступающим на его управляющие входы, и создают на его выходах аналогичные импульсные последовательности напряжений. Если пренебречь падением напряжения на"силовых ключах коммутатора 2, гладкие составляющие напряжений U,,У, 0„ измеренные на зажимах А, В, С относительно минусовой шины питания силовых ключей, повторяют закон модуляции последовательностей Я, Q, Q . Гладкая составляющая лийейных напряженйй U

Uса.. подвод ых к секциям обмоток машины 1, имеет форму, аналогичную форме линейного напряжения U вс = 1в Uc °

При этом к зажимам А, В, С обмоток машины 1 подводятся линейные (по гладкой составляющей) напряжения U

U „,,U, сдвинутые по фазе взаимно на 120, сформированные в функции углового положения ротора, имеющие частоту вращения вала и имеющие близкую. к синусоидальной форме, что обеспечивается выбором длительности импульсов, равную 5/12 периода их повторения. В совокупности с синусоидальной формой ЭДС вращения эти напряжения обеспечивают создание синусоидальных токов в синхронной машине 1.

Таким образом, вследствие формирования на дополнительных выходах генератора несимметричной последовательности импульсов с заданной длительностью на выходах коммутатора вырабатываются напряжения, близкие к синусоидальным. Это приводит к фор2353 6 мированию в обмотке синхронной машины токов .синусоидальной формы, что обеспечивает уменьшение пульсаций вращающего момента и акустических шумов вентильного электродвигателя, I при этом уменьшаются пульсации тока, а следовательно, уменьшаются и потери в меди и перегрев двигателя.

Формула изоб рет ения

Вентильный электродвигатель, содержащий m-фазную синхронную машину, 15 секнии якорной обмотки которой подключены к выходу ш-фавна-го мостового коммутатора, управляющие входы которого подключены к выходам m-канального блока управления, каждый канал ко"

20 торого состоит из логического элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, датчик положения ротора фазовращательного типа с mфазной первичной обмоткой, подключенной к основным m"выходам генератора, 25 выход датчика положения ротора подключен к входу формирователя прямоугольных импjjJIbcoB> выход которого соединен с объединенными перв:" и входами логических элементов НЕРАВНОщ ЗНАЧНОСТЬ, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности вращения путем уменьшения пульсаций вращающего момента, генератор снабжен дополнительными выходами и выполнен с возможностью формирования импульсов на одноименных основных и дополнительных выходах, жестко свя" занных по фазе и с длительностью импульсов на дополнительных выходах, 5 равной

12

Т причем каждый дополнительный выход генератора подключен к второму входу одноименного логичес" кого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, где

Т " период импульсов генератора.

1522353

Составитель А.Иванов

Редактор С.Лиснна Техред Л.Сердюкова- Корректор Jl.Ïàòàé

Заказ 6976/53 Тираж . 648 Подннсное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101