Бесконтактный электродвигатель постоянного тока
I)))487435
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетскнк
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.06.73 (21) 1928719 24-7 с присоединением заявки— (23) Приоритет—
Опубликовано 05.10.75. Бюллетень М 37 (51) 51. Кл. Н 02k 29 02
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.298 (088.8) Дата опубликования оп )с;ия 29.12.70 (72) Авторы изобретения
Б. А. Ивоботенко, Н. Ф. Ильинский, С. С. Кожин, В. Е. Луценко, Г. А. Мелкумов, В. Г, Прытков и Ю. А. Соколов
Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ЗЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
V=К.р т, Изооретсние относится,к ооласти электр:Iчсских машин, в частности к двигателям Iloстоянного тока с беско))тактпой коммутацией.
Известны бссконтактные электродвигатели постоянного тока, содержащие многофязную электрическую машину, î.)пока наг) ьн -;;"l датчик положения ротора с сип)яль ыми э.)смснтамп, связанный с одним из входов резсрcHBfIoI o электронного коммутатора.
Основной недостаток известны.; оссконтактных электродвигателей состоит в зна I)lтельной неравномерности движения в, яп»зоне низших скоростей, что огранич â,à å-"ò область использования таких двигателей. 5)то) недостаток обусловлен ограниченным числом коммутаций обмоток бесконтактной машины электронным коммутатором за один оборот вала.
Число указанных коммутаций зависит от способа управления электронным коммутатором и от конструкции машины и равно; где р — число пя р полюсов электрической машины; пг — число фаз;
К вЂ” целое число, зависящее от числа обмоток машины и типа э aef В предлагаемом изобретении указанный f 0il0ÑÒßT0Ê <<СТРЯНЯСТСЯ IIP)l СОХР<1ПСППП ОГРЯ)1)I На фиг. 1 пзооражена блок-схема предлагаемого бесконтактного электродвигателя постоянного тока; ня фпг. 2 — схема расп010жснп51 кодовых з!стОк ня .1я г lпкях- прсооразователях; н 1 фпг. 3 — диаграммы мгновснI!ых няпряжешгй в фазах двигателя. На ва;IA <м)ногофа 11101f э ) с) .трпчсс кой AI <) )1 .иI l bl 1, o I) II o T Ii ) I кО т О Р 0 и с 0 е д и ) ) с l l bl электронного рсвсрспгного коммутатора 2 ряс.)0,105) сны датчик:l- !рсобразоватслп «ы! o )bl кОторь!х св5lзя<)ы " входа))п В (в:lс))сд) и Н (!)азад) э1 с "TpO)1)101 o ко
Датчики-прсобразоватслп 5 и 4 состоят пз дисков с равпомсрно расположенными по окружности радиальными прорезями и фотодиод))b)x считывающих узлов. Количество прорсзеи каждого пз дпоксв г, целое число раз ольше числа исходных э,1ектричеci<è состояний двитате1II. При вращении ротора датчика 3 и 4 формируют две последовательности импульсов. Импульсы датчика 8 поступают на вход В коммутатора, а импульсы датчика 4 на вход H. Для нормальной работы двигателя моменты переключения его обмоток должны строго соответствовать положению ротора. Однозначная связь между моментами коммутации фаз двигателя и положением pi o ротора достигается тем, что разность импульсов, поступающих на разные входы коммутатора за один оборот датчиков, равна числу исходных коммутаций обмоток Л двигателя электронным коммутатором. За один оборот датчиков ротор также совершает один оборот. Кратность числа кодовых меток датчиков числу N позво1яет многократно переключать обмотки 2И двигателя на каждом шаговом интервале —, которому в известном двигателе соответствует только одна коммутация. Так как количества кодовых меток датчиков 3 и 4 не равны, то по мере поворота двигателя фазовый сдвиг между импульсами, поочередно поступающими на реверсирующие входы коммутатора, изменяется от О до 2П. Напряжения на обмотках двигателя имеют переменную скважность, изменяющуюся в соответствии с фазовым сдвигом импульсов датчиков. Если число кодовых меток датчиков значительно превышает число исходных электрических состояний двигателя, то на каждом шаговом интервале обмотки включаются и отключаются многократно таким образом, что средние значения напряжений и токов в них нарастают и спадают плавно и равномерно. Равномерность и плавность изменения токов в фазах машины и обусловленная ими равномерность вращения поля определяет равномерное вращение ротора. Степень равномерности растет пропорционально увеличению кодовых меток на датчикахпреобразователях, При этом не требуется усложнения конструкции двигателя и электронного коммутатора. Применительно к трехфазной (т=З двухполюсной, p=1) и при управлении коммутатором таким образом, что под напряжением находится только одна фаза, т. е. с числом кохгмутаций на один оборот, равным Крт=З, число кодовых меток одного из датчиковпреобразователей (фпг. 2, а) выбрано с кратн;. стью 1:; э этно игеII i Io к flc: о ном, чпс l v электрических состояний и равно Л вЂ” — 4 К)пп = 4 +3 = 12. с1исло кздовых меток другого датчика должно быть .од шнено ус.1овию Nq = Л ;+ Крт = 12 3. На фиг. 2, б показан датчик с числом кодо)О вых меток N,— — 15. При вращении ротора двиI 1Tå1sI 1 (фиг. 3) датчики-прсооразователп д и 4 вырабатьгва1от импульсные сигналы UB и U н, поочередно поступающие íà входы В и fl электронного коммутатора, 3а один оборот датчиков коммутатор 15 раз переключается по вход, H;I 12 раз — Iio входу I-I, т. е. три раза дьа импульса подряд посту! ают IIa if37,зд В. Поступление импульсов одновременно ня два входа может быть исключено известными техническими приемами: начальным фазовым сдвигом всех импульсов, поступающим, например, на вход Н искусственным сдвигом одно25 го импульса и др. При этом напряжения на обмотках двигателя U,IÄ, U4,,„U4, будут иметь переменную сизажность, изменяющуюся в соответствии с указанным фазовым сдвигом импульсов датчиков 8 и 4. На основном шаговом интервале каждая обмотка включается и отключается многократно таким ооразом, что среднее значепие напряжения на пей нарастает и спадает плавно, а полный период изменения напряжения соответствует повороту исполнительного вала на угол, равный двойному полюсному делению. Предмет изобретения 4О Бесконтактный электродвигатель постоs: IIIoro тока, содержащий многофазную электрическую машину, одноканальный датчик положения ротора с сигнальными элементами, связанный с одним из входов 45 реверсивного электронного коммутатора, обеспечивающего N коммутаций обмоток электрической машины на один оборот, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности вращения на низкой скорости, он снабжен вторым датчиком;по10жения ротора с числом сигнальных элементов, кратным Л и на Л отличающимся от числа сигнальных элементов первого датчика положения ротора, а выход связан с другим входом электронного коммутатора. 487435 u, ! у А р с 1 1 1! (Г ю! ! I А Составитель В. Комаров Текрсд Е. Подурушина Редактор В. Фельдман Корректор И, Симкина Заказ 143/1709 Изд. М 7 Тираж 782 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, К-35, Раушскаи наб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред, «Патент»
