Вентильный электродвигатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советские

Социалистические

Респубики (ii)832668

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22)Заявлено 05.07.79 (21) 2791041/24-07 (5I)M. КА;.

Н 02 К 29/02 с присоединением заявки М

ВеудерстееееыН кемнтет

СССР

10 делам иэебретеннй и еткрмтнй (28) Приоритет

Опубликовано 23 05 ° 8 1; Бюллетень М 19 (53) УДК 621.313,,13.014 2:621. .382(088.8) Дата опубликования описания 30 .05.81 (72) Авторы ,изобретения

А.Ф.Полянский, А.С.Суляев и В.Ф.Филар

1 с

Дальневосточный ордена Трудового Красног .,:фаметтй:. ".. политехнический институт им. В. B. Куйб ева," ":;:Г (71) Заявитель (54) BEHTHJIbHbPI ËÅKÒPÎÄÂÈÃAÒEËÜ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве исполнительного элемента автоматических систем, работающих. в условиях воздействия агрессивных сред, например, в дистанционно управляемых копирующих манипуляторах.

Известен вентильный электродвигатель, содержащи : трехфазную якорную обмотку, подключенную к выходу полупроводникового коммутатора, управля-, емого по сигналам однофазной обмотки датчика положения, ротора через пусковой генератор и фазорасщепитель.

Магнитный ротор двигателя с числом пар полюсов Р обеспечивает несинусоидальное расчределейие индукции в зазоре, например, с содержанием третьей гармоники. Однофазная обмотка датчика положения ротора выполнена с числом пар попюсов ЗР и размещена . на общем магнитопроводе с якорной обмоткой (1 1.. 2, Недостатком данного двигателя является повышенная неравномерность вра. щения вала двигателя, вызванная дискретностью перемещения -магнитного по ля в электрической машине.

Известен также вентил;.ный электродвигатель, содержащий бесконтактную электрическую машину магнитоэлектрического типа, обмотки которой подключены к выходу полупроводникового коммутатора, работающего в режимс широтно-импульсной модуляции. Входы коммутатора соединены с выходами чувствительных элементов широтно-импульсного датчика положения ротора, например магнитомодуляционного типа (2).

Недостатком этого электродвигателя является большое число токоподводов, соединяющих датчик положения и полупроводниковый коммутатор, равное 2 М, где и — число фаз двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому является вентильный двигатель, содержащий N фазную синхронную машину, сек8.3

2668 ции которой подключены к выходам полупроводникового коммутатора,иширотно-импульсный датчик положения ротора.

На датчике положения дополнительно установлен сумматор, соединенный через декодирующее устройство с управляющими цепями полупроводникового коммутатора. Выходы чувствительных элементов датчика положения подключены к сумматору с разными весами, а декодирующее устройство, установленное в полупроводниковом коммутаторе вы(л+ 1 )

1 полнено в виде пороговых элементов, И схем совпадения и распределителя импульсов с числом выходов, равным числу каналов усиления (3g.

Недостатком этого вентильного двигателя является сложность конструкции датчика положения ротора, что снижает надежность электромеханической части вентильного двигателя .

Цель изобретения — устранение указанного недостатка, т.е. повьппение надежности электромеханической части вентильного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в вентильном двигателе, содержащем двухфазную синхронную машину, секции обмотки которой подключены к выходам полупроводникового комму.татора, и однофазный широтно-импульсный датчик положения ротора, выход чувствительного элемента которого .через первый формирователь импульсов соединен с первым входом полупроводникового коммутатора, выход первого

° формирователя импульсов через последовательно соединенные первый сумматор, первый интегратор, ключ, второй интегратор, второй сумматор, функциональный преобразователь с характеристикой вход — выход в виде .корня .квадратного, третий сумматор и широтно-импульсный модулятор соединен со вторым входом полупроводникового ° коммутатора, а через второй форми. рователь импульсов — со вторым входом первого сумматора, выход первого сумматора соединен с управляющим входом ключа, и через последовательно сое диненные третий и четвертый формирователи импульсов — с управляющим входом широтно-импульсного модулятора, выход третьего формирователя импульсов соединен со входами обнуления первого и второго интеграторов, вторые входы второго и третьего сумматоров соединены с источником опорного напряжения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого вентильного двигателя; на фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие работу вентильного двигателя

Вентильный электродвигатель <-.ос-тоит из двухфазной синхронной машины l секции обмотки которой подключены к выходам полупроводникового коммута1О тора 2, и однофазного широтно-импульсного датчика положения ротора, выход чувствительного элемента 3 которого через первый формирователь 4 импульсов соединен с первым входом полупроводникового коммутатора 2. Выход первого формирователя 4 импульсов через последовательно соединенные первый сумматор 5, первый интегратор

6, ключ 7,. второй интегратор 8, второй сумматор 9, функциональный преобразователь 10 с характеристикой квадратного корня, третий сумматор

ll и широтно-импульсный модулятор

12 соединен со вторым входом полупроводникового коммутатора 2, а через второй формирователь 13 импульсов — со вторым входом первого сумматора 5.

Выход первого сумматора 5 соединен с управляющим входом ключа 7 и че30 рез последовательно соединенные третий 14 и четвертый 15 формирователи импульсов — со входом запуска широтно-импульсного модулятора 12.

Выход третьего формирователя 14 импульсов соединен со входами обнуле.35 ния первого 6 и второго 8.интеграторов, а вторые входы второго 9 и третьего 11 сумматоров соединены с ис точником опорного напряжения U

О

Импульсы выходного напряжения

40 чувствительного элемента 3 скваж/ ность которых изменяется по закону

%=0„5-0,5 in где оС вЂ” угол поворота вала вентильного двигателя, через первый формирователь 4 импуль45 сов и полупроводниковый коммутатор

2 поступают на обмотку А синхронной машины 1. С выхода первого формирователя 4 импульсов напряжение U no1 ступает на первый входпервого суммаso тора 5 непосредственно, à íà его второй вход — вычитающий — через второй формирователь 13 импульсов, который по переднему фронту входных импульсов напряжения 0.1 формирует импульсы, скважность оторык ® =0 5.

В результате сквайность импульсов напряжения 0 на выходе первого сумматора 5 Cy=0,5 sinai,.Напряжение

832668

15

U> поступает на управлянщий вход ключа 7, на вход первого интегратора 6 и, через последовательно соединенные третий 14 и четвертый 15 формирователи импульсов, на вход запуска широтно-импульсного модулятора 12. Напряжение И4 с выхода первого интегратора 6 через ключ 7 поступает на второй. интегратор 8, причем ключ 7 соединяет выход первого интегратора 6. со входом второго интегратор4 8 только на время, в течение которого на управляющий вход ключа 7 поступает очередной импульс напряжения U>. По переднему фронту каждого импульса напряжения U первый 6 и второй 8 интеграторы обнуляются импульсами, поступающими на их входы обнуления с выхода третьего формирователя 14 импульсов. В ре-. зультате на- вшходе второго интегратора 8 среднее напряжение равно 0 -"

=0,25 А sin ñ, где А — амплитуда импульсов напряжения U . Напряжение

U поступает на первый вход — вычиЧ тающий второго сумматора 9, на второй вход которого поступает напряжение U =0,25 А . На выходе второго сумматора 9 напряжение равно U =U .=

О 5

=0,25 А0-0,25 A+s n 0с .

Это напряжение через функциональный преобразователь 10 с характеристикой квадратного корня поступает на первый вход третьего сумматора ll, на второй вход которого поступает напряжение U0. На выходе третьего сумматора 11 напряжение равно 0,5 А0,5 А cos d Ñ.Çòîò сигнал через широтно-импульсный модулятор 12 и полупроводниковый коммутатор 2 поступает на обмотку В синхронной машины 1.

Скважность импульсов напряжения U на выходе широтно-импульсного модулятора 12 Г7 =0,5-0,5 cos oL.

В результате протекания фазных токов по обмоткам А и В в синхронном двигателе I возникает вращающееся магнитное поле, создающее вращающий момент вентильного двигателя.

Таким образом, введение новых электронных блоков позволяет повысить надежность электромеханической части вентильного двигателя, уменьшить число чувствительных элементов в датчике положения ротора, сократить число линий связи между датчиком и полупроводниковым коммутатором.

Реализация устройства не представляет технических трудностей, так как вновь вводимые блоки являются типовыми элементами современной радиоэлектронной аппаратуры.

Повышение надежности электромеханической части вентильного двигателя особенно важно при использовании его в глубоководных аппаратах, в ус— ловиях воздействия химически активных веществ и в других агрессивных средах, а также при значительном удалении электрической машины от электронного блока.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с двухфазной обмоткой, секции которой подключены к выходам полупроводникового коммутатора, и широтно-.импульснйй датчик положения ротора, выход чувствительного элемента которого через первый формирователь импульсов соединен с входом первого канала усиления полупроводникового коммутатора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности его электромеханической части, он снабжен дополнительно фазосдвигающим блоком, содержащим три сумматора, два интегратора, функциональный преобразователь, у которого выходная величина пропорциональна корню квадратному от входной, управляемый ключ, широтно-импульсный модулятор, три формирователя импульсов и источник опорного напряжения, причем выход первого формирователя импульсов через.последовательно соединенные. первый сумматор, первый интегратор, ключ, второй интегратор, второй сумматор, функцианальный преобразователь, третий сумматор и широтно-импульсный модулятор соединен со вторым входом полупроводникового коммутатора, а через второй формирователь импульсов — со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, и через последовательно соединенные третий и четвертый формирователи импульсовс управляющим входом широтно-импульсного модулятора, выход третьего формирователя импульсов соединен со входами обнуления первого и второго интеграторов, вторые входы второго и третьего сумматоров соединены с, источником опорного напряжения.

ФжЛ

ВНИИПИ Заказ 3836/78 Тираж 730 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 448556, кл. Н 02 К 29/02, 1968.

832668 8

2. Авторское свидетельство СССF и - 464044, кл. Н 02 К 29/02, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

Р. 647806, кл. Н 02 K 29/02, 1977.