Коллекторный электродвигатель с системой регулирования

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

11еспублик ро964880 ф, (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13.03. 81 (21) 325Э170/24-07 с присоединением заявки Мо (1) М g+ 3

Н 02 К 23/54

Государственный комитет

СССР но делам изобретений

k открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1082. Бюллетень Мо 37

Дата опубликования описания 07, 10. 82 (331УДК 62 . 313. .236 (088. 8} (72} Автор изобретения

ВСЕСОЮЗНАЯ

ПАТЕНТНО13 „„„„„,,„,13

БИБЛИО П Ый

В. К. Куроле с (71) Заявитель (54 ) KOJIJIEKTOPHblA ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С СИСТЕМОИ

РЕРУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к электро- технике, а более конкретно к устройству электрических машин и может быть применено, например, в качестве следящего привода моделирующей платформы, предназначенной для исследования гироприборов, датчиков угловых скоростей и ускорений, там где требуется широкий диапазон скоростей и 10 высокая точность воспроизведения гармонических сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является коллекторный; двигатель, имеющий торцовый неподвиж- 15 ный якорь и индуктор, тахогенератор, установленный между индуктором и якорем, а щеточный узел на индукторе (1).

Однако известный коллекторный двигатель имеет ограниченный снизу диапазон регулирования скорости, обусловленный трением в подшипнике и щеточно-коллекторном узле. С целью уменьшения Минимально-воспроизводимых гармонических. скоростей прихо- 25 дится либо неоправданно увеличивать мощность и габариты такого двигателя, либо применять механические передачи, что вносит кинематические погрешности, либо усложнять систему регулиро- . 30

/ вания скорости для компенсации трения, носящего нелинейный характер.

Целью изобретения является расширение области применения путем увеличения диапазона регулирования скорости коллекторного двигателя и упрощение системы регулирования скорости °

Указанная цель достигается установкой на подвижном нндуктсре и подшипниковом узле дополнительно подвижного коллекторного дискового ротора, питание к которому подводится через дополнительный щеточный узел, жестко закрепленный на подвижном индукторе и установкой двух тахогенераторов, один нэ которых измеряет скорость индуктора относительно корпуса двигателя, а другой — относительно подвижного ротора, а измерительные обмотки этих тахогенераторов включены встречно-последовательно.

При этом неподвижный ротор запитывается от выпрямителя, а подвижный. ротор от регулируемого нереверсивного преобразователя в виде транзистора, на вход которого поступает сигнал с задающего генератора и сигнал, равный разности напряжений тахогенераторов через сумматор и широтноимпульсный модулятор.

964880

На чертеже представлена конструктивная схема предложенного двигателя с схемой регулирования.

Двигатель содержит неподвижный дисковый коллекторный ротор 1, закрепленный в корпусе 2, и подвижный 5 индуктор 3 (например, с постоянными магнитами). Индуктор 3 закреплен в яодшипниковом узле 4, состоящем из двух подшипников. По оси на индукторе установлен тахогенератор 5, иэ- 1О меряющий скорость индуктора относительно корпуса. Неподвижный ротор эапитивается через щеточный узел 6, установленный на иидукторе.

Дополнительно на индукторе установ15 лен подвижный дисковый коллекторный ротор 7 в подшипнике 8, который эапитывается через щеточный узел 9, установленный на индукторе жестко. Все подшипники закреплены криаками 10 и 11.

Кроме этого, на индукторе установлен дополнительный тахогенератор 12, измеряющий скорость подвижного ротора относительно индуктора. Измерительные обмотки двух тахогенераторов вклю чены встречно-последовательно, так что напряжение, снимаемое с обмоток прямопропорционально скорости подвижного ротора относительно корпуса.

Питание на щеточные узлы дисковых обмоток подвижного и неподвижного ротора, а -.àêæå напряжение с тахогенераторов может быть снято, например, со щеточно-коллекторного. узла 13, раз. Е мещенного между корпусом и индуктором35

При такой конструкцИи подвижный ротор выполняет одновременно роль поворотной платформы, на которую могут быть установлены исследуеьие дат-40 чики.

Гармонический реверсивный сигнал скорости поворотной платформе может бить задан с помощью систеьиы регулирования. Здесь, на выходной мощный 45 транзисторный каскад 14 через широтно-импульсный модулятор 15 приходит сигнал, пропорциональный разности задающего сигнала и сигнала обратной связи с тахогенераторов, сформирован-. 50 ный в сумматоре-корректоре 16 ° Задающий сигнап поступает с генератора 17.

Транзисторный регулируемый преобразователь питает обмотку подвижного дискового ротора. Обмотка неподвижного ротора эапитана от выпрямителя 18, подключенного к трансформатору 19, имеющему плавающую среднюю точку, для запуска подвижйого массивного индуктора, а также для установки необхо« димой скорости его относительно корпуса. Такая схема позволяет обойтись нереверсивным.преобразователем (силовым транзисторным каскадом) для задачи реверсивного гармонического сигнала подвижному ротору. 65 установка иа подвижном нндукторе в подшипнике дополнительного подвиж-, ного коллекторного дискового ротора, питание к которому .подводится через дополнительный щеточный узел, жестко закрепленный на индук торе, позволяет исключить нелинейный характер скорости на малых уровнях, возникающий из- за трения в подшипнике и щеточноколлекторных узлах и этим уменьшает минимально-воспроизводимую скорость вплоть до значений, равных 0 °

За счет разных знаков скоростей индуктора относительно корпуса и подвижного ротора относительно индуктора обеспечивается реверсирование скорости подвижного ротора относительно корпуса двигателя нереверсивным преобразователем. Расширение диапазона регулирования скорости происходит за счет исключения влияния трения в подшипниках и щеточно-коллекторных узлах. Это влияние оценивается величиной пульсаций скорости дп, которая является функцией скорости вида дп=Е(ф), При некоторой скорости подвижного ротора относительно индуктора п „ величина пульсаций дп достигает заданных нижних пределов (дпр ). Если такую же. скорость по абсолютной величине, но обратную по знаку задавать индуктору относительно корпуса, то установится скорость подвижного ротора относительно корпуса, равная О, а величина пульсаций будет не больше (апр ), поскольку колебания скорости индуктора относительно корпуса дп вызываемые колебаниями скорости подвижного ротора относительно индуктора, определяемые из условия

Зр "н= д"

Рн 1 где Эр — момент инерций подвижного . ротора;

3„ — момент инерции индуктора, будут малы. Для этого необходимо выполнить условие 3„>73>

Введение дополнительного тахогенератора, измеряющего скорость вращения подвижного ротора относительно подвижного нндуктора и соединение его измерительной обмотки встречно-последовательно с тахогенератором, измеряющим скорость нндуктора относительно корпуса, позволяет замерять скорости подвижного ротора относительно корпуса,близкие к нулевым. При этом не требуются специапьные низкооборотные тахогенераторы, так как скорость вращения каждой иэ тахометрических обмоток значительно больше нуля.

Формула изобретения

Коллекторный электрбдвигатель с системой регулирования скорости, содержащий дисковый неподвижный якорь

964880

Составитель В. Комаров

Редактор A Химчук Техред И. Гайду . Корректор Г- Решетник

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7682/41

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и подвижный индуктор, тахогенератор, установленный между индуктором и якорем, и щеточный узел, установленный на индукторе, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения, на индукторе на тор- цовой стороне, противоположной стороне расположения первого щеточного узла, расположен второй щеточный узел и подвижный ротор, между ним и индуктором установлен второй тахоге- 10 нератор, система регулирования со-, ° держит широтно-импульсный модулятор, транзистор и неуправляемый выпрямитель, измерительные обмотки тахогенераторон соединены последовательно-. встречно н включены на вход сумматора, другой вход которого подключен к задающему генератору, а выход подсоединен к входу широтно-импульсного модулятора, выход которого подключен к базе транзистора, змиттер которого соединен с щетками щеточного узла подвижного ротора„ коллектор - с источником питания, а первый щеточный узел подключен к неуправляемому выпрямителю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9 2040039, кл. Н 02 К 23/00, 1971 °!