Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в звукозаписывающей аппаратуре. Цель изобретения - повышение качества стабилизации частоты и улучшение массогабаритных показателей. Вентильный электропривод содержит синхронную машину 1, две фазы статорной обмотки подключены соответственно к усилителям мощности 5, 6 Управление синхронной машиной осуществляется по сигналам элементов холла 3, 4, установленных на статоре синхронной машины через дифференцирующие усилители 7, 8 и по сигналам, поступающим на управляющие входы дифференцирующих усилителей 7. 8 с выхода блока 9 сравнения. Входы блока 9 соединены с выходами задатчика 10 и датчика 11 частоты вращения. Датчик частоты вращения имеет два входа, каждый из которых соединен с выходом одного из дифференциальных усилителей 7, 8. Задатчик частоты вращения представляет собой генератор опорной частоты, а блок 9 и датчик частоты вращения выполнены электронными. Вентильному электроприводу не требуется дополнительный датчик (тахогенератор). В электроприводе обеспечивается контроль частоты вращения в пределах одного оборота ротора синхронной машины. 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Р 6/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

/., г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4281203/07 (22) 13.07,87 (46) 23.04.91. Бюл, М 15 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) В.А. Константинов, В.Л. Лотоцкий, Н,В.

Петропольский и Н,И. Трифонов (53) 621.313,392(088,8) (56) Бесконтактный электродвигатель БДС02М. А. Стацина и др. "Радио". N. 5, 1978, с. 44-45.

Патент США f4 44..440033,,117744, НКИ 318-254, 1983 r. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в звукозаписывающей аппаратуре. Цель изобретения— повышение качества стабилизации частоты и улучшение массогаба ритных показателей.

Вентильный электропривод содержит синхронную машину 1, две фазы статорной обИзобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным электродвигателям со стабилизацией частоты вращения, и может быть использовано в электроприводе устройств звукозаписи.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации частоты вращения и улучшения массогабаритных характеристик.

На фиг. 1 представлена структурно-функциональная схема вентильного электропривода; на фиг. 2 — схема датчика частоты; на фиг. 3 — схема выполнения блока сравнения; на фиг. 4 — временные диаграммы, по,, ЯХ„, 1644349 А1 мотки подключены соответственно к усилителям мощности 5, 6. Управление синхронной машиной осуществляется по сигналам элементов холла 3, 4, установленных на статоре синхронной машины через дифференцирующие усилители 7, 8 и по сигналам, поступающим на управляющие входы дифференцирующих усилителей 7, 8 с выхода блока 9 сравнения, Входы блока 9 соединены с выходами задатчика 10 и датчика 11 частоты вращения. Датчик частоты вращения имеет два входа, каждый из которых соединен с выходом одного из дифференциальных усилителей 7, 8. Задатчик частоты вращения представляет собой генератор опорной частоты, а блок 9 и датчик частоты вращения выполнены электронными. Вентильному электроприводу не требуется дополнительный датчик (тахогенератор). В электроприводе обеспечивается контроль частоты вращения в пределах одного оборота ротора синхронной машины. 4 ил, ясняющие работу отдельных блоков вентильного электродвигателя, Вентильный электропривод содержит синхронную двухфазную электрическую машину 1 (см. фиг. 1) с многополюсным ротором с постоянными магнитами, датчик 2 положения ротора, выполненный на двух элементах Холла 3, 4, размещенных на статоре синхронной двухфазной электрической машины 1, каждая фаза которой подключена к выходу одного из усилителей 5, 6 мощности, входы каждого из усилителей 5, 6 подключен к выходу одного из управляемых дифференциальных усилителей 7, 8. К ос.новным входам дифференциальных усили1644349 телей 7, 8 подключены выходы соответствующих элементов 3, 4 Холла датчика 2 положения ротора, а к управляющим входам указанных усилителей подключен выход блока 9 сравнения. Первый вход блока 9, 5 сравнения соединен с выходом задатчика

10 частоты вращения, а второй вход с выходом датчика 11 частоты вращения. Задатчик

10 частоты вращения выполнен в виде генератора опорной частоты, Датчик частоты вращения (см. фиг. 2) содержит два дифференциальных усилителя 12, 13, входы которых образуют входы датчика частоты вращения и подключены к выходам дифференциальных усилителей 7, 8. Выходы дифференциальных усилителей 12, 13 подключены к основным входам компараторов 14, 15, Выходы компараторов 14, 15 подключены к входам сумматора 16, выход которого является выходом датчика 11 частоты вращения. Первые вспомогательные входы компараторов объединены и подключены к минусовому выводу одного источника опорного напряжения, Объединенные вторые вспомогательные входы компараторов соединены с плюсовым выводом второго источника опорного напряжения. Блок 9 сравнения (см. фиг. 3) содержит счетчик-дешифратор 17, на счетный вход (вход С) которого поступают импульсы от сумматора 16, а на вход установки в "О" (вход P) поступают импульсы от генератора 10 опорной частоты, блок 18 запоминания, где происходит хранение числа импульсов, подсчитанного счетчиком-дешифратором и за один период сигналов генератора опорной частоты и узла 19 преобразования код-сопротивление, преобразующего значение числа импульсов, хранящегося в блоке 18 запоминания, в определенное значение сопротивления, пропорционального этому числу и определяющего коэффициент усиления дифференциальных усилителей 7, 8.

Предлагаемый вентильный электропривод работает следующим образом.

Датчик положения ротора 2 определяет последовательность включения и изменения направления тока, протекающего по фазным обмоткам. Величина этого тока определ яется сигналом с элементов 3, 4 Холла.

Слежение за частотой вращения ротора осуществляется следующим образом.

Сигнал с датчика положения ротора усиленный дифференциальным усилителем соответствующей фазы (см. фиг, 4а, б) поступает на свой вход датчика 11 частоты вращения, где дополнительно усиливается и ограничивается по амплитуде (см. фиг.

4в.е). С выхода дифференциальных усилителей 12, 13 усиленные и ограниченные по

50 амплитуде сигналы поступают на входы компараторов 14, 15, где происходит формирование прямоугольных импульсов, следующих с удвоенной частотой (см. фиг. 4д, e), Выходы компараторов 14, 15 подключены к входам сумматора 16, где сигналы (см. фиг.

4д,е) суммируются с учетом фазового сдвига в 900. На выходе сумматора 16 появляются импульсы, частота следования которых вдвое выше частоты импульсов на выходе компараторов (см, фиг, 4ж). Далее импульсы с выхода сумматора 16 поступают на счетный вход (вход С) и счетчика-дешифратора

17. На вход установки в "0" (вход Р) указанного счетчика-дешифратора поступают импульсы от генератора опорной частоты.

Первый импульс от укаэанного генератора устанавливает счетчик-дешифратор в состояние "О" и далее начинается подсчет числа импульсов, поступающих на вход С. Передним фронтом импульса с генератора опорной частоты записывается подсчитанное счетчиком-дешифратором 17 число импульсов в блок 18 запоминания, а своим задним фронтом устанавливает счетчик-дешифратор 17 в состояние "О", подготавливая его к новому циклу подсчета. Число, записанное в блоке запоминания, поступает на один из входов узла 19 преобразования код-сопротивление, где он преобразуется в определенное значение сопротивления, пропорциональное записанному в блоке запоминания числу подсчитанных счетчикомдешифратором импульсов за один период следования импульсов генератора опорной частоты. Частота импульсов генератора выбрана равной частоте сигнала с датчика положения ротора при номинальной частоте вращения ротора, а значит за один оборот ротора, описанный выше процесс должен осуществиться три раза, при этом номинальное число импульсов, поступающих на вход счетчика-дешифратора 17 за один цикл контроля должно быть равно четырем. При отличии частоты вращения ротора от номинального при изменении нагрузки на валу ротора, число. импульсов, подсчитанных счетчиком-дешифратором за один период следования импульсов генератора опорной частоты будет отличаться от четырех. При этом изменение сопротивления на выходе узла 19 преобразования код-сопротивление вызывает изменение коэффициента усиления дифференциальных усилителей 7, 8 и следовательно, тока, протекающего по фазным обмоткам, таким образом, чтобы скомпенсировать изменение момента и стабилизировать частоту вращения. Вентильный электропривод имеет более простую конструкцию, так как системе

1644349

Оип + Йп стабилизации частоты вращения не требуется дополнительный датчик частоты (тахогенератор). Обеспечивается повышение стабильности частоты вращения, так как частота вращения контролируется в пределах 5 одного оборота ротора синхронной машины.

Формула изобретения

Вентильный электропривод, содержа- 10 щий синхронную двухфазную электрическую машину с многополюсным ротором с постоянными магнитами, датчик положения ротора, выполненный на двух элементах Холла, размещенных на статоре синхронной двух- 15 фазной электрической машины, два усилителя мощности и два управляемых дифференциальных усилителя, основной вход каждого из которых соединен с выходом одного из элементов Холла датчика положе- 20 ния ротора, управляющие входы дифференциальных усилителей соединены с выходом блока сравнения, а выход каждого управляемого дифференциального усилителя подключен к входу соответствующего 25 усилителя мощности, выход которого соединен с одной из фаэ статорной обмотки синхронной двухфазной электрической машины, перый и второй входы блока сравнения подключены соответственно к выхо- 30 дам задатчика и датчика частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения качества стабилизации частоты вращения, задатчик частоты вращения выполнен в виде генератора опорной частоты, а датчик частоты вращения выполнен в виде двух компараторов, сумматора, двух источников опорного напряжения и двух дифференциальных усилителей, входы которых образуют входы датчика частоты вращения, каждый из которых подключен к выходу соответствующего управляемого дифференциального усилителя, выход каждого дифференциального усилителя соединен с одним из основных входов соответствующего компаратора, одноименные вспомогательные входы которых попарно объединены и подключены соответственно к минусовому и плюсовому выводам источников опорного напряжения, а выходы компараторов подключены к входам сумматора, выход которого образует выход датчика частоты вращения, блок сравнения выполнен в виде последовательно соединенных счетчика-дешифратора. блока запоминания и преобразователя код-сопротивление, при этом вход установки в "0" счетчика-дешифратора обьединен с входом блока запоминания и образует первый вход блока сравнения, второй вход которого образован счетным входом счетчика-дешифратора, 8 выход — выходом преобразователя код-сопротивление.

1644349

Om генаратара ааорноо частоты

CUP. Ç

15 г

Ф(/

Uoï

Составитель M.Cou

Техред M,Ìoðãåíòàë

Корректор Т.Колб

Редактор T.Шагова

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

Заказ 1466 Тир аж 354 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5