Вентильный электродвигатель

-аеявижаЭМИЮф%Г АНИЕ И ОМУ СВИДЕТЕ ЕТЕН В АБТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(57) Использование: в системах управления антенн, Сущность изобретения: для компенсации влияния температурной нестабильности фаз 4,5 обмотки якоря синхронной машины 1 электродвигатель снабжен идентификатором состояния обмоток. Для его функционирования введен генератор 28 высокочастотных синусоидальных колебаний, сигнал которого добавляется к входному сигналу одного из каналов управления фазами обмотки якоря синхронной машины 1. Высокочастотные переменные составляющие напряжения и тока на выходе усилителя 8 мощности первого сигнала управления выделяется фильтрами 30, 34 высоких частот и подаются в идентификатор состояния обмоток, т,е. на входы цепи обратной связи 141750016 Рихард ЙдРЮЮ Составитель А,ЯковлеТехред М,Моргентал Редактор Е.Папп рректор О.Ципл Заказ 2602 ВНИИПИ Гос Подписноеретениям и открытиям при ГКНТ Сшская наб 4/5 Производ но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул 4 Ои ГйхоРа Эл ЕКароииои Иаоелр Я Тиражарственного комитета по и 113035, Москва, Ж,Фц йз175001 б 20 25 30 35 50 первого канала управления, в состав которой входит электронная модель 16, Сигнал, пропорциональный относительному изменению сопротивления обмотки синхронной машины 1, сформированный дополнительным идентиИзобретение относится к электротехнике и предназйачено для электродвигателей различного назначения с плавным регулированием частоты вращения, в особенности эксплуатирующихся в широком диапазоне изменения температуры, например, в системах управления антенн, содеркащих вентильные электродвигатели с непрерывной коммутацией,Известен вентильный электропривод с регулированием частоты вращения, содержащий последовательно соединенные задатчик частоты вращения, блок сравнения, предварительный усилитель, синусно-косинусный датчик полокения, полупроводниковый коммутатор и двухфазную синхронную машину, кинематически соединенную с датчиком положения, в котором для регулирования частоты вращения введен коллекторный тахогенератор постоянного тока, измеряющий частоту вращения ротора синхронной машины,Недостатком данного устройства является низкая надежность и малый срок службы, обусловленные наличием щеточно-коллекторного узла тахогенератора.Известен также вентильный электро- привод, в котором в качестве датчика частоты вращения взамен коллекторного тахогенератора применен синхронный тахогенератор.Недостатком данного устройства является сложность и недостаточная надекность, связанная с наличиемдополнительной электрической машины - синхронного тахо- генератора. В известном вентильном электроприводе с регулируемой частотой вращения отдельный тахогенератор отсутствует, а отрицательная тахометрическая обратная связь создается путем применения индукторного датчика положения ротора с дополнительной обмоткой возбуждения, подключенной к источнику постоянного напряжения, Сигналы в выходных обмотках такого датчика содержат составляющие, пропорциональные частоте вращения, которые после фильтрации используются в качефикатором состояния фаз обмотки якоря, поступает в основные идентификаторы состояния электродвигателя и корректирует их параметры с учетом фактического изменения сопротивления фаз обмотки, 4 ил,стве сигналов тахометрической обратной связи;Недостатком этого известного устрой-.ства являются его узкие функциональные 5 возможности, связанные с необходимостьюприменения специального четырехобмоточного датчика положения ротора индукторного типа. Кроме того, изменение сопротивления дополнительной обмотки 10 возбуждения этого датчика, вызванное изменением температуры окрукающей среды, мокет служить источником нестабильности частоты вращения электродвигателя,Наиболее близким к предлагаемому яв ляется вентильный электродвигатель, содержащий двухфазную синхронную машину. ротор которой соединен с синуснокосинусным датчиком положения ротора, первый и второй каналы управления обмотками машины, каждый из которых состоит из блока сравнения, последовательно соединенных усилителя мощности, измерителя напряжения и измерителя тока, подключенного к соответствующей обмотке синхронной машины, и цепи обратной связи, содержащей электронный идентификатор состояния синхронной машины с эталонной моделью, который по сигналам измерителя напряжения и измерителя тока формирует сигнал тахометрической обратной связи, пропорциональный проекции синхронной скорости электродвигателя,Недостатком этого вентильного электродвигателя является снижение точности регулирования частоты вращения при изменении температуры обмоток синхронной машины, Цель изобретения - повышение точности регулирования частоты вращения элек тродвигателя. Указанная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содеркащемдвухфазную синхронную машину, на роторе которой установлен синусно-косинусный датчик положения ротора, вход которого подключен к выходу задатчика частоты вращения, два канала управления, выходами подключенные к фазам обмотки якоря синхронной машины, а входами - к выходам синусно-косинусного датчика полокенияпервый вход блока умножения соединен с 55выходом введенного компаратора, а второйвход с выходом электронной модели.На фиг.1 представлена функциональнаясхема и редла гаемого вен тил ь ного электроротора, каждый канал управления составлен из последовательно соединенных между собой блока сравнения, входы которогообразуют входы канала управления, усилителя мощности, измерителя напряжения иизмерителя тока в цепи фазы обмотки якоря, цепи обратной связи, составленной из последовательно соединенных двухвходовой электронной модели, двухвходового сумматора и интегратора, выход которогосоединен с первым входом электронной модели, компаратора, вторым входом соединенного с первым входом сумматора, второй вход которого связан с выходом компаратора, а выход цепи обратной связи подключен к второму входу данного каналауправления, образованного вторым входом блока сравнения, электронная модель выполнена в виде последовательно соединенных блока сравнения, входы которогообразуют соответствующие входы указанной модели и апериодического звена, а также введены генератор синусоидальныхколебаний, сумматор, по первому входу и выходу включенный между выходом блока сравнения и входом усилителя мощности первого канала управления, а вторым входом подключенный к выходу упомянутого генератора, последовательно соединенныемежду собой первый фильтр высоких частот, входом соединенный с выходом измерителя напряжения первого каналауправления, блок сравнения, апериодическое звено и компаратор, выход которого подключен к второму входу введенного блока сравнения, а второй вход компаратора через дополнительно введенный второй фильтр высоких частот - к выходу измерителя тока первого канала управления, каждая цепь обратной связи снабжена двумя фильтрами нижних частот, один из которых включен между вторым входом электронной модели и выходом измерителя напряжения данного канала, а второй - между первым входом компаратора и выходом измерителя тока данного канала, блоком сравнения, включенным по первому входу и выходу между выходом электронной модели и первым входом сумматора цепи обратной связи; последовательно соединеннымидвухвходовым блоком умножения и фазочувствительным выпрямителем, выходом подключенным к второму входу блока сравнения, опорным входом - к выходу генератора синусоидальных колебаний, причем 101520253035 40 4550 двигателя; на фиг.2 - 4 - фрагменты электрической принципиальной схемы предлагаемого электродвигателя,Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит двухфазную синхронную машину 1, на роторе которой установлен синусно-косинусный датчик 2 положения ротора, вход которого подключен к выходу задатчика 3 частоты вращения, два канала управления, выходами подключенные к фазам 4 и 5 обмотки якоря синхронной машины 1, а входами - к выходам синусно-косинусного датчика 2 положения ротора. Каждый канал управления составлен из последовательно соединенных между собой блока 6(7) сравнения, входы которого образуют входы канала управления, усилителя 8(9) мощности, измерителя 10(11) напряжения и измерителя 12(13) тока в цепи фазы 4(5) обмотки якоря, цепи 14(15) обратной связи, составленной из последовательно соединенных двухвходовой электронной модели 16(17), двухвходового сумматора 18(19) и интегратора 20(21), выход которого соединен с первым входом электронной модели 16(17). компаратора 22(23), вторым входом соединенным с первым входом сумматора 18(19), второй вход которого связан с выходом компаратора 22(23), а выход цепи 14(15) обратной связи подключен к второму входу канала управления, образованного вторым входом блока 6(7) сравнения,В отличие от известного устройства в вентильном электродвигателе электронная модель 16(17) выполнена в виде последовательно соединенных блока 24(25) сравнения, входы которого образуют соответствующие входы модели 16(17) и апериодического звена 26(27). А также в вентильный электродвигатель дополнител ьно введены генератор 28 синусоидальных колебаний, сумматор 29, по первому входу и выходу включенный между выходом блока 6 сравнения и входом усилителя 8 мощности первого канала управления, а вторым входом подключенный к выходу генератора 28, последовательно соединенные между собой первый фильтр 30 высоких частот, входом соединенный с выходом измерителя 10 напряжения первого канала управления, блок 31 сравнения, апериодическое звено 32 и компаратор 33, выход которого подключен к второму входу блока 31 сравнения. а второй вход компаратора 33 через дополнительно введенный второй фильтр 34 высоких частот - к выходу измерителя 12 тока первого канала управления, Каждая цепь 14 и 15 обратной связи снабжена двумя фильтрами нижних частот 35(36) и 37(38), один 35(36) из которых включен между вторымвходом электронной модели 16(17) и выхо дом измерителя 10(11) напряжения, а второй 37(38) - между первым входомкомпаратора 22(23) и выходом измерителя -12(13) тока, блоком 39(40) сравнения, включенным по первому входу и выходу междувыходом электронной модели 16(17) и первым входом сумматора 18(19) цепи обратнойсвязи 14(15), последовательно соединенными двухвходовым блоком 41(42) умноженияи фазочувствительным выпрямителем43(44), выходом подключенным к второмувходу блока 39(40) сравнения, опорным выходом - к выходу генератора 28 синусоидальных колебаний, причем первый входблока 41(42) умножения соединен с выходомкомпаратора 33, а второй вход с выходомэлектронной модели 16(17),Датчик 2 положения ротора (фиг.2) можетбыть выполнен, например, в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора45 с входной обмоткой 46 и двумявыходными: синусной 47 и косинусной 48 обмотками,Вхорная обмотка 46 подключена к выходузадачика 3 частоты вращения, Ротор 49вращающегося трансформатора соединен сротором синхронной машины 1, Выходныеобмотки 47 и 48 вращающегося трансформатора соединены с входами фазочувствительных выпрямителей 50 и 51соответственно, выходы которых являютсявыходами датчика 2 положения ротора исоединены с входами блоков 6 и 7 сравнения соответственно, В этом случае задатчик3 частоты вращения выполняется в виде источника напряжения переменного тока регулируемой амплитуды,В качестве датчика 2 положения роторамогут использоваться также два элементаХолла, установленных взаимйо перпендикулярно в расточке статора синхронной машины 1,Задатчик 3 частоты вращения выполненв виде источника напряжения постоянноготока регулируемой амплитуды.Генератор 28 синусоидальных колебаний (фиг,3) может быть построен, например,на двух интеграторах, выполненных на операционных усилителях 52 и 53, охваченныхобратной связью через цепь на резисторе54 и конденсаторе 55. Выход операционно го усилителя 53 является выходом генератора, Могут быть применены и любые другиегенераторы.Умножители 41 и 42, обеспечивающие,умножейие широтно-модулированногосигнала с выхода компоратора 33 и непрерывного сигнала с выхода электронноймодели 16 (17), имеют аналогичные схемы и могут быть. выполнены на усилителе сединичным переключаемым коэффициентом усиления Кус, например, на операционном усилителе 56 (фиг,4), входы которого5 соединены с выходом электронной модели16 через резисторы 57 и 58. В цепь обратнойсвязи включен резистор 59, а неинвертирующий вход усилителя соединен также с общей шиной 60 через ключ, выполненный на10 транзисторе 61, При открытом транзистореКус = -1, при закрытом Кус = 1, База транзистора 61 через резистор 62 соединена с выходом компаратора 33. В качествеумножителей 41(42) могут применяться так 15 же интегральные микросхемы типа 525 ПС 1,ПС 2, ПМЗ или другие аналогичные умножители.Вентильный электродвигатель работаетследующим образом.20При подаче напряжения питания задатчик 3 частоты вращения формирует напряжение Овх уставки частоты вращения,которое поступает на вход датчика 2 полокения ротора.25 Выходные напряжения датчика 2 положения ротора будут равныОгс = КгсОвхз 1 пО,02 к = КгкОвхсозО (1)К 2 с = К 2 к = К 2 - коэФфициенты передачи30 датчика 2 полокения ротора по синусному икосинусному выходам соответственно;О, - электрический угол поворота ротора датчика 2 положения.При нейтральной выставке датчика по 35 лФ Лложения о = О+ - , где О - электрический угол поворота ротора синхронноймашины 1, напряжения 02 с и 02 к будут соответственно равны40 02 с = К 20 вхсоз О02 к =.-К 20 вхзи О . (2)Тогда фазные напряжения двухфазнойсинхронной машины 1 в соответствии сосхемой на фиг.1 равны45 04 = 08 = (Огс - 014+ 028)К 8 = КОвхсозОК 8014+ К 802805 = 09 = (02 к 015)К 9 = -КОвх 81 п ОК 9015, (3)где К = К 2 сК 8 =- К 2 кК 9:50 08, 09 - выходные напряжения усилителей 8 и 9 мощности соответственно;014, 015 - выходные напряжения цепей14 и 15 обратной связи;К 8, К 9 - коэффициенты передачи усили 55 телей 8 и 9 мощности;028 = 0031 п ио т - выходное напряжениегенератора 28 синусоидальных колебаний,Оо - амплитуда, во - частота этого напряжения.При этом предполагается, что измерители 10(11) напряжения и 12(13) тока не искажают проходящих через них фазныхтоков.Уравнения фазных токов 14 и 15 двухфазной синхронной машины 1 имеют видВ(14+ Тф 14) = (04 - Се в сов О ),В(15+ Тф 15) = (05+ Се в 81 п 0 ), (4)где Тф и В - электромагнитная постояннаявремени и активное сопротивление обмотки 10фазы;Се - конструктивный коэффициент ЭДСдвухфазной синхронной машины;:1 14 . О 154 =5 =ссбт - производные От 15фэзных токов 14 и 15 соответственно;00в = -- синхронная частота враще 01ния ротора синхронной машины 1.Рассмотрим для простоты случай малой 20электромагнитной постоянной времени( а 2 Тф 1), который характерен, например, для синхронных электродвигателей серии ДБМ.Тогда уравнения токов 14 и 15 будут следующими;В 4 = 04 -Се ю сов О,В 15 = О 5+ Се а 81 п 0 . (5)Генератор 28 синусоидальных колебаний создает дополнительную составляющую фазных напряжения и тока в синусномканале управления, Эти составляющие, приусловии, что их частота йЪ удовлетворяетусловиямйъ)в ийЪ Тф 1, выделя 2ются фильтрами высоких частот 30 и 34.Напряжения на их выходах будут равныОзо = КвКоКзо 028 = КвКоКзоОоз 1 п во с,034 = КвК 2 К 34 = К 8 К 2 К 34 - 81 п иъо с,028 ОоВ40(6)где ко, к 2 - коэффициенты передачи измерителей напряжения и тока соответственно;Кзо, К 34 - коэффициенты передачи фильтров 30 и 34 высоких частот.Напряжение с выхода фильтра 30 поступаетна первый вход блока 31 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение свыхода компаратора 33, Тогда выходное напряжение блока 31 сравнения будет иметьвид03 = Озо - Езз, (7)где Езз - выходной сигнал компаратора 33,Напряжение 03 поступает на вход апериодического звена 32, которое является мо делью обмотки фазы синхронной машины, поэтому выходное напряжение Оз 2 апериодического звена 32 будет оценкой тока обмотки фазы 4 с частотой аъ в установившемся режиме (при выполнении условия во Тф 12 Оо= Озг - Т + 1 031 К 3203, (8)К 32Тз 2 р+1где К 32 - коэффициент передачи апериодического звена 32;Тз 2 - постоянная времени апериодического звена 32.Выражение (8) справедливопри выполнении условияЙ 3 о Т 321Напряжение с выхода апериодическогозвена 32 поступает на первый вход компаратора 33, на второй вход которого поступает напряжение с фильтра 34 высоких частот.Поэтому сигнал на выходе компарэтора 33равен733= Ь 89 п й, (9)где о = 032 - 034 - сигнал ошибки компаратора 33;ВЯп - знаковая функция, 89 п = 1 привО, вцп = -1 при е 10;п 1 - максимальное выходное напряжение компаратора 33.При выполнении условияиКвК 12 (10)028в контуре, образованном блоком 31 сравнения, апериодическим звеном 32 и компаратором 33, возникает скользящий режим,При этом напряжение е ошибки компарэтора 33 будет близко к нулю, т.е.032 фф 034 (1 1)После совместного решения уравнений (6), (7), (8) и (11) выражение для среднего значения разрывного широтно-модулированного сигнала 733 компаратора 33 имеет вид033 = КвКОКзоОо 81 п во т - к 8 К 2 К 3481 П 0)о 1= А 33(КО К 12 В К )81 П ЙЗо ,Оо,1В К 32, В К 32(12) где 033 - эквивалентный непрерывный сигнал, который получается после фильтрации разрывного сигнала 2 зз. представляющего собой относительное изменение активного сопротивления обмотки электродвигателя;Азз = КвкзоОО = КвК 340 о.Широтно-модулированный сигнал 233 компаратора 33 поступает на первые входы умножителей 41 и 42 в цепях 14 и 15 обратной связи.Рассмотрим работу цепей обратных связей 14 и 15, выполненных идентично друг другу, на примере цепи 14 обратнойсвязи.Напряжение с выхода измерителя 1 О напряжения через фильтр 35 нижних частот поступает на первый вход блока 24 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение с выхода интегратора 20.(23) ю 37 Се бэ со 5 9 хкаАО.Хвхю Ака 1 хи А заКЗ 21: а"о К 41 А "р 31 К 41 М К1 г Оз 9 = О 26 -К 41026 Азз(К 10 - ) (17)Я к 32Аа 1 г 157наорвквниво выхода олова 39 оравнв. 5 о кк а А 1 к ока Аа 1 кКкАааКния поступает на первый вход компаратора . К 2ю ц аа 1 22, на второй вход которого через фильтр 37нижних частот поступает напрякение с вы- ыбрав коэффициент передачи умно- хода измерителя 12 тока, поэтому напряжежителяпоступает на второй вход сумматора 18 рав- олу ают напряж ние на выходе интегратора 20, которое является выходным напряже-Ь зцп е 2 . (18) нием цепи 14 обратнойсвязи:22 29 п Йгде 6, "Оз 9 - Оз 7 - сигнал ошибки компа- О 20 = 014 =-Сев созО = АЗСевратора 22,сии О (25) Напрякение О 24 на выходе блока 24сравнения равноО 24 = ООК 10 К 35 О 20, (13)где К 35 - коэффициент передачи фильтра 35нижних частот,О 20 - напрякение на выходе интегратора 20,Напряжение с выхода блока 24 сравнения поступает на вход апериодицеского звена 26, которое аналогично апериодическомузвену 32 представляет собой модель обмотки фазы синхронной машины 1. Поэтому напряжение на выходе апериодического звена26 будет оценкой фазного тока 14:О 26 = 1-О 24К 26 О 24, (14)К 26Т 26 р+где К 26 - коэффициент передачи апериодического звена 26, причем К 26 = Кзг.Выражение (14) справедливо прий 2 Т 261.Напрякение О 26 с выхода апериодического звена 26 поступает на второй входумножителя 41, Напрякение на выходе умнож,;теля 41 будет равно О 41 = К 41 О 26 А 33(К 10 - 1 К )Яо мот (10)К 121 К 32где К 41 - коэффициент передачи умножителя 41,Сигнал с выхода умножителя 41 поступает на сигнальный вход фазочувствительного выпрямителя 43, опорный входкоторого соединен с выходом генератора 28синусоидальных колебаний. Тогда напряжение на выходе фазочувствительного вь,прямителя 43 представляет собой огибающуюнапряжения (15),О 4 з = К 41 О 26 Азз(У 10 -- , ). (16)К 12В К 32Напряжение с выхода апериодическогозвена 26 поступает на первый вход блока 39сравнения, на второй вход которого поступает напряжение с выхода фазочувствительного выпрямителя 43. Напряжение навыходе блока 39 сравнения равно Напряжение на выходе фильтра 37 никних частот следующее:О 37 - 14 К 12 К 37 (19)где Кз 7 - коэффициент передачи фильтра 37 5 нижних частот;зцп - знаковая функция, зцп = 1 при. к,2 ) О, 39 п = - 1 при 62 ( 0;Ь 2 - максимальное выходное напряжение компаратора 33.10 Уравнение интегратора 20 совместно ссумматором 18 имеет видс 1 О 20 1 1- = - О 18 = - ( 039 + 722 ), РО)с 1 1 Т 2 Т 2где Т 2 - постоянная времени интегратора 15 20При выполнении условия112 ) 1+ йlТ 2 Оф, (21)К 12 КЗ 7где Оф - максимальное значение фазного 20 напряжения, в контуре цепи обратной связивозникает скользящий режим, При этом напрякение я 2 на входе компаратора 22 будет близко к нулю, т.е.Озв Оз 7. (22)После совместного решения уравнений(13), (14), (1 7), (19) с учетом (5) и (22) вы ракение для напряжения на выходе интегратора20 имеет вид1 г 571ом электродвигаты, необходимые 4), поэтому выра- обратной связи зд пд,К 1 о де А 5=з выражния хо Вр вх 36) См тота вращен я при темпе- Кд коэф 8 и 9 мощнос коэффициен ели 16 так, чгде Оа-час тродвигателК = К 6усилителейВыбравронной мод условие ия известного элекратуре обмоток 11;фициент передачи ти,т передачи электтобы выполнялось- =О.К 12К 16м (35) вырц)з:(38) гдеАз= ККз 7К 41 АззАналогично для цепи 15 обратной связи:015=- Сев) з 1 пд =-А 4 Сег з 1 пд, (26)КгвК 42 Азз К 38где А 4=42 33и можно положить Аз = А 4,Таким образом, на выходах цепей 14 и 1015 обратной связи формируются сигналыотрицательной обратной связи в виде проекций угловой скорости вращения синхронной машины 1,Подставляя (25) и (26) в (3) и разрешая 15полученные уравнения относительно 14 и 15,с учетом выражения (5) и условийо)ов и О)о Тф 1, получаютг г114 = (КОвх (1 + Кос)Се й)1 соз д, 2015= -)ТКОвх - (1+ Кос)Се из 1 п д, (27)ггде Кос = КвАз = КдА 4 - коэффициент отрицательной обратной связи,Из теории синхронных электродвигателей известно, что момент М, развиваемыйдвухфазным электродвигателем. равенМ = См(14 соз д, - 15 з 1 п д ), (28)где С - конструктивный коэффициент синхронной машины,Подставив в (28) выражения токов фаз 30из (27), получают момент, развиваемыйпредлагаемым вентильным электродвигате- .лем: КОвх - (1 + Кос)Се й). (29) ения (29) следует, что частота остого хода (при М = О) равна Се 1 +Кос Это означает, что в отличие отобычного 40 электродвигателя постоянного тока в предлагаемом электродвигателе, как и в известном частота вращения в(1+ Кос) раз меньше, что обьясняется действием цепей обратной связи 14 и 15.45Положительный технический эффект от использования предлагаемого вентильного элекродвигателя по сравнению с известным заключается в повышении точности регулирования частоты вращения электродвигателя при изменении температуры фазных обмоток. синхронной машины, вызванном изменением температуры окружающей среды и средней мощности потерь в меди,указанный положительный технический эффект подтверждается следующим расчетом,Из уравнения (29) следует, что частота вращения предлагаемого вентильного электродвигателя равна: М %171 + Ку, (КОвх ), (31) где о)1, В 1 - частота вращения и сопротивление обмоток электродвигателя при известной (фиксированной) температуре О.При изменении температуры фазных обмоток будет изменяться их сопротивление, при этом выражение для частоты вращения примет вид й)1 - + - (КОвх - ), (32)Мй,1+Кос Се См где аг, Йг - частота вращения и сопротивление обмоток электродвигателя при температуре 12, отличной от тФ 2 Р т 1).Из уравнений (31) и (32) определяют разность частот вращения предлагаемого вентильного электродвигателя при различных значениях температуры фазных обмоток: В известном вентильн теле отсутствуют элемен для выполнения условия (2 жения для цепей 14 и 15 имеют вид 014 = А 504 + А 6 Се о) со 015 = А 505 А 6 Се О) З 1(35)После совместного решения уравнения (34), (3), (5), (28) и (29) выражение для частоты вращения известного вентильного электродвигателя следующее:При температуре обмоток т 2, отличной от т 1, выражения (35) для коэффициентов А 1 и Аб. с учетом условия (37), примут видК 12К 10 Р 2 -- А К 1 б К В 2 - Й 1 Р 9)К 12 16 К 16 В 2 В 2.Тогда выражение для частоты вращения при температуре обмоток имеет видМ 8, (1 1,11 бх) (А 5 А 6)1 се мо й (40)(кК)С,с Из уравнений (40) и (36) определяют раз: ность частот вращения известного вентиль- ного электродвигателя, при различных значениях температуры фазных обмоток;ЛЙЪ = й 4 - Оз -- . (41)Се СмДля сравнения предлагаемого электродвигателя с известным находят отношение выражений (33) и (41):ЬИ - 1 4 ) Ып 1+ КосТаким образом, из последнего выражения следует, что в предлагаемом вентильном электродвигателе ошибка регулирования частоты вращения, вызванная изменением сопротивления фазных обмоток под воздействием температуры, меньше в (1+ Кос) раз, и следовательно, при выборе коэффициента обратной связи Кос достаточно большим можно получить допустимую величину ухода частоты вращения с изменением температуры.Для подтверждения теоретических выводов были приведены сравнительные экспериментальные исследования макетов одного канала рассматриваемого вентиль- ного электродвигателя, причем один макет соответствовал схеме известного двигателя, а другой - схеме предлагаемого электродвигателя.При этом для упрощения макета в качестве двигателя использовался коллекторный электродвигатель ДПР-Н 1-03, работа которого имитировалэ одну фазу якоря синхронного электродвигателя.Сравнение проводилось по величинеошибки стабилизации частоты вращения при изменении сопротивления обмотки двигателя. что эквивалентно изменению их температуры, и имитировалось изменением сопротивления проволочного потенциометрэ, включенного последовательно с обмот 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 кой. Исследования показали, что при изменении сопротивления обмотки на 50 О, что соответствует изменению температуры обмотки в диапазоне от минус 60 до 70 С и при глубине обратной связи, равной 5, изменение частоты вращения предлагаемого электродвигателя не превысило 2 о, тогда как в известном электродвигателе частота вращения уменьшилась на 10 О Таким образом, реализация предлагаемого технического решения позволила снизить уход частоты вращения в 5 раз по сравнению с известным устройством.Формула изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий двухфазную синхронную машину, на роторе которой установлен синусно-косинусный датчик положения ротора, вход которого подключен к выходу задатчика частоты вращения, два канала управления, выходами подключенные к фазам обмотки якоря синхронной машины, а первыми входами - к выходам синусно-косинусного датчика положения ротора, каждый канал управления составлен из блока сравнения, входы которого образуют первый и второй входы канала управления, усилителя мощности, выход которого является выходом канала управления, измерителей напряжения и тока, включенные в цепь соответствующей фазы обмотки якоря, цепи обратной связи, составленной из двухвходовой электронной модели и последовательно соединенных между собой двухвходового сумматора и интегратора, выход которого соединен с первым входом электронной модели и образует выход цепи обратной связи, соединенный с вторым входом данного канала управления, компаратора, первый вход которого обьединен с первым входом сумматора цепи обратной связи, вторым входом соединенного с выходом компаратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования частоты вращения, электронная модель каждой цепи обратной связи выполнена в виде последовательно соединенных блока сравнения, входы которого образуют соответственно первый и второй входы данной электронной модели, и апериодического звена, выход которого является выходом электронной модели, дополнительно введены генератор синусоидальных колебаний, сумматор, по первому входу и выходу включенный между выходом блока сравнения и входом усилителя мощности первого канала управления, второй вход сумматора соединен с выходом генератора синусоидальных колебаний, последовательно соединенные между собой первый фильтр высоких частот, входом соединенный с выходом измерителя18 1750016 ь к Зло и к волоку айви напряжения первого канала управления, блок сравнения, апериодическое звено и компаратор, выход которого подключен к второму входу введенного блока сравнения, второй вход компаратора через дополнительно введенный второй фильтр высоких частот - к выходу измерителя тока первого канала управления, каждая цепь обратной связи снабжена двумя фильтрами нижних частот, один иэ которых включен между вторым входом электронной модели и выходом измерителя напряжения данного канала управления, а второй - между вторым входом компаратора цепи обратной связи и выхо, дом измерителя тока данного канала управления, блоком сравнения, включенным по первому входу и выходу между выходом электронной модели и первым входом сум матора цепи обратной связи, последовательно соединенными двухвходовым блоком умножения и фазочувствительным выпрямителем, выходом подключенным к второму входу введенного в цепь обратной 10 связи блока сравнения, опорным входом - квыходу генератора синусоидальных колебаний, первый вход блока умножения соединен с выходом введенного компаратора,.а второй вход - с выходом электронной модели.