Синхронизированный бесконтактный электродвигатель постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (! ) 343643

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 12.01.7О (21) 1400441/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 06.02.76 (51) М, Кл. Н 02k 29/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 6 21.313.292 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Е. Агеев, О. А. Дмитриев и В. Е. Букатова (71) Заявитель (54) СИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

/д с — 3 гг р

1

Известны синхронизированные бесконтактные электродвигатели постоянного тока, содержащие полупроводниковый коммутатор с элементами памяти, управляемый датчиком положения ротора, и фазочувствительный элемент, воздействующий на регулятор напряжения. Однако эти электродвигатели отличаются низкими энергетическими показателями при работе в широком диапазоне скоростей и большими колебаниями мгновенной скорости вращения.

11редлагаемый электродвигатель отличаетется от известных тем, что фазочувствительный элемент включен последовательно с элементами памяти коммутатора.

На фиг. 1 представлена схема описываемого трехфазного электродвигателя; на фиг. 2— эпюры, поясняющие работу электродвигателя.

Ротор 1 электродвигателя является постоянным магнитом, а обмотка 2 статора состоHT из трех секций А, В и С, соединенных в

«звезду». Секции через силовые транзисторы

3 — 5 и 6 — 8 мостового коммутатора подключаются поочередно к источнику 9 постоянного тока. На валу электродвигателя жестко укреплены датчики 10 и 11 положения ротора и скорости, соответственно. Частоту импульсов, снимаемых с датчика скорости, определяют по формуле где t>, — частота импульсов, снимаемых с

5 датчика скорости, гц;

n — количество оборотов, об/мин; р — количество пар полюсов.

Для синхронизации электродвигателя служит задающий генератор 12, частота импульсов которого также рассчитывается по приведенной <рормуле, но не выше частоты вращения электродвигателя в режиме постоянного тока. Импульсы от генератора 12 подаются

15 на датчик 10 положения ротора и фазочувствительный элемент 13. С выхода <разочувствительного элемента снимается разностный сигнал частоты задающего генератора и частоты вращения ротора. Выход фазочувствительного элемента соединен со входом электронного ключа 14, который включен последовательно с элементами памяти 15 — 17. Элементы памяти управляются сигналами с датчика положения ротора. Запирание «минусовых» транзисторов б — 8 осуществляется от последовательно соединенных источников 18 и 19 через электронный ключ 14 и элементы памяти 15 — 17. Одновременно от источника

18 через электронный ключ 14, элементы паЗ0 мяти 15 — 17 и диоды 20 — 22, соответственно, 343643

i Vj! ! Un з запираются транзисторы 23 — 25. Транзисторы

23 — 25 служат для изменения фазы сигнала на 180 эл. град, Благодаря этому «плюсовые» транзисторы 3 — 5 насыщены током от источника 26 через сопротивления 27 — 29 в то время, когда «минусовые» транзисторы 6 — 8 закрыты, и, наоборот, закрыты источником 19 через насыщенные транзисторы 23 — 25, когда транзисторы 6 — 8 насыщены. Транзисторы

6 — 8 насыщаются током от источников 30—

32 через сопротивления 33 — 35 соответственно, а транзисторы 23 — 25 — от источника 26 через сопротивления 36 — 38.

При подаче напряжения питания U„начинается разгон электродвигателя. При этом напряжение на фазах электродвигателя незначительно уменьшается за счет срабатывания фазочувствительного элемента (см. эпюры XIII — XV на фиг. 2). При достижении скорости синхронизации напряжение на фазах электродвигателя значительно уменьшается и становится зависимым от положения ротора в пространстве, т. е. от фазового сдвига частот задающего генератора 12 и датчика 11 скорости.

Расширение области надежной синхронизации в диапазоне частот достигается за счет подачи на датчик положения ротора частоты синхронизации, благодаря чему скорость электродвигателя никогда не может стать большей, чем частота синхронизации.

На фиг. 2 приведены эпюра 1 импульсов с задающего генератора 12, эпюра II импульсов с датчика 11 скорости, эпюра Ш сигналов с фазочувствительного элемента 13, эпю5 ры IV — Л сигналов с датчика 10 положения ротора, эпюры VII — 1Х сигналов на базах

«минусовых» транзисторов 6 — 8, эпюры Х вЂ” XII сигналов на базах «плюсовых» транзисторов

3 — 5 и эпюры XIII — XV напряжений на фа10 зах А, В, С электродвигателя.

Таким образом, одновременно с «жесткой» синхронизацией благодаря фазочувствительному элементу осуществляется оптимальное изменение фазного напряжения на обмотках

15 электродвигателя, в результате чего резко повышаются его энергетические показатели в широком диапазоне синхронизируемых частот и снижаются колебания мгновенной скорости вращения.

Предмет изобретения

Синхронизированный бесконтактный электродвигатель постоянного тока, содержащий

25 полупроводниковый коммутатор с элементами памяти, управляемый датчиком положения ротора, и фазочувствительный элемент, воздействующий на регулятор напряжения, отличающийся тем, что фазочувствитель30 ный элемент включен последовательно с элементами памяти коммутатора, 3436i43

Puz,.2

Составитель Э. Фурман

Техред М. Семенов

Редактор А. Пейсоченко

Корректор E. Рожкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 102/11 Изд. № 2037 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5