Вентильный управляемый двигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК 5 ц Н 02 К 29/О ОБ ЕН(54) (57) ВЕНТ ДВИГАТЕЛЬ, с многофазной вый коммутато выполненный в торе постояннь женных на ст ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Овчинников И, Е., Лебедев Н. И.Бесконтактные двигатели постоянного тока.ЛНаука, 1979, с. 10 - 6.2. Авторское свидетельство СССР663035, кл. Н 02 К 29/02, 1974. ИЛЬНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ содержащий ротор, статор обмоткой, полупроводникор и датчик положения ротора, виде расположенных на рох магнитов и двух располоаторе электрически взаимно Я 01029346 ортогональных систем датчиков Холла, входы одной из которых подключены к источнику напряжения возбуждения, а другой - к источнику напряжения управления, а выходы через полупроводниковый коммутаторк обмотке, размещенной в пазах статора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы, ротор выполнен явнополюсным из магнитомягкого материала, а в его пазы помещены постоянные магниты датчика положения ротора, обеспечивающие намагничивание ротора по поперечной оси, а обе системы датчиков Холла установлены в пазах статора, причем датчики Холла системы, вход которой подключен к источнику напряжения возбуждения, пространственно расположены по магнитным осям фаз обмотки статора.1029346 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным управляемым двигателям, используемым в качестве исполнительных элементов следящих систем,Известен вентильный управляемый двигатель с возбуждением от постоянных магнитов, датчиком углового положения и полупроводниковым коммутатором 1.Недостатками такого двигателя является необходимость использования дорогостоящих постоянных магнитов, наличие сильных магнитных полей рассеяния, а также сложность конструкции.Наиболее близким к предлагаемому является управляемый двигатель, содержащий ротор, статор с многофазной обмоткой, полупроводниковый коммутатор и датчик положения ротора, выполненный в виде расположенных на роторе постоянных магнитов и двух расположенных на статоре электрически взаимно ортогональных систем датчиков Холла, входы одной из которых подключены к источнику напряжения управления, а другой - к источнику напряжения возбуждения, выходы датчика положения подключены к расположенной в пазах статора обмотке через полупроводниковый коммутатор 2 .Недостатками этого двигателя являются значительные габариты и масса, так как датчик углового положения ротора представляет собой отдельную электрическую машину.Цель изобретения - уменьшение габаритов и массы вентильного управляемого двигателя.Указанная цель достигается тем, что в вентильном управляемом двигателе, содержащем ротор, статор с многофазной обмоткой, полупроводниковый коммутатор и датчик положения ротора, выполненный в виде расположенных на роторе постоянных магнитов и двух расположенных на статоре электрически взаимно ортогональных систем датчиков Холла, входы одной из которых подключены к источнику напряжения управления, а другой - к источнику напряжения возбуждения, выходы датчика положения подключены к расположенной в пазах статора обмотке через полупроводниковый коммутатор, ротор выполнен явнополюсным из магнитомягкого материала, в его пазы помещены постоянные магниты датчика положения, ротора, обеспечивающие намагничивание ротора по поперечной оси, а обе системы датчиков Холла установлены в пазах статора, причем датчики Холла системы, вход которой подключен к источнику напряжения возбуждения, пространственно расположены по магнитным осям фаз обмотки статора. На фиг. 1 изображена принципиальнаяэлектрическая схема двигателя; на фиг. 2 -принципиальная конструктивная схема. 5 10 15 20 25 Зо 35 Вентильный управляемый двигатель содержит синхронную реактивную машину, имеющую статор 1, на котором размещена многофазная, например трехфазная, обмотка с фазами 2 - 4, безобмоточный явнополюсный ротор 5 из магнитомягкого материала, датчик 6 углового положения и полупроводниковый коммутатор 7.Датчик 6 углового положения включает в себя две трехфазные системы 8 и 9 гальваномагнитных преобразователей магнитного поля в ЭДС, например датчиков Холла, размещенных в пазах статора 1, и ротор в виде постоянных магнитов 10, установленных в пазах ротора 5. Оси полюсов ротора 5 и постоянных магнитов 1 О электрически взаимно ортогональны и совпадают соответственно с продольной с и поперечной с осями ротора 5. В качестве постоянных магнитов 10 используется магнитотвердый материал с максимальной удельной энергией до 5 кДж/м. Каждая система преобразователей 8 и 9 состоит соответственно из трех датчиков Холла 11 - 13 и 14 - 16. Датчики Холла 11 - 13 смещены относительно друг друга на 120 эл. град. и пространственно совпадают с магнитными осями катушек фаз 2 - 4. Датчики Холла 14 - 16 смещены относительно друг друга на 120 эл. град. и на 90 эл. град. относительно магнитных осей катушек фаз 2 - 4, Входы датчиков Холла 11 - 13 и 14 - 16 через разделительные трансформаторы 17 и 18 подключены к источникам напряжений возбуждения и управления 1.)в и Ц соответственно, Выходы датчиков 11 и 14, 12 и 15, 13 и 16 соединены попарно последовательно и через полупроводниковый коммутатор 7 подключены к соответствующим фазам 2 - 4 обмотки статора 1.Вентильный управляемый двигатель работает следующим образом. В воздушном зазоре обесточенного двигателя по поперечной оси с действует магнитное поле от постоянных магнитов 10. При подаче напряжения 1.в это поле измеряется датчиками Холла 11 - 13 системы 8 преобразователей. Выходные сигналы с датчиков Холла 1 - 13 через полупроводниковый коммутатор 7 поступают на фазы 2 - 4 обмотки статора 1. Так как датчики Холла 11 - 13 пространственно расположены по магнитным осям катушек фаз 2 - 4, а оси постоянных магнитов 10 электрически ортогональны осям полюсов ротора 5, то в воздушном зазоре двигателя по поперечной оси с ротора 5 наряду с полем от постоянных магнитов 10 возникает магнитное поле, обусловленное нам агничивающей силой (н. с.) Г от токов в фазах 2 - 4, Из-за того, что возникшее магнитное поле направлено по оси с и в то же время совпадает с осями постоянных магнитов 1 О, двигатель не развивает вращающего момента и розтор 5 неподвижен. Отсутствие вращающего момента при питании входов системы преобразователей является положительным фактором, исключающим ложное срабатывание следящей системы при отсутствии сигнала управления 13 у.После подачи напряжения управления 11 у датчики Холла 14 - 16 начинают измерять магнитное поле, действующее по поперечной оси с 1. Поскольку выходы датчиков Холла 11 и 14, 12 и 15, 13 и 16 соединены последовательно, то их выходные сигналы складываются друг с другом и через коммутатор 7 подаются на фазы 2 - 4 обмотки статора 1. Вследствие того, что датчики Холла 14 - 16 фиксированы в пространстве относительно магнитных осей катушек фаз 2 - 4 со смещением в 90 эл. град. от токов в фазах 2 - 4 помимо н. с. Г, возникает н. с. Гн и магнитное поле, направленное по продольной оси д ротора 5. Поэтому при одновременной подаче напряжений 11 в и 1.1 в воздушном зазоре действует суммарное магнитное поле, составляющими которого являются магнитное поле по поперечной оси - поле от постоянных магнитов 10 и н. с. Г и магнитное поле по продольной оси - поле от н. с. Г 1. В результате воз 1029346 никает вращающий момент, равный сумме двух моментов, один из которых определяется полем постоянных магнитов, а другой - суммарным магнитным полем. Вращающий момент от поля постоянных магнитов незначителен вследствие низкой удельной энергии применяемых магнитов и поэтомуне оказывает влияния на работу двигателя.Дальнейшая коммутация токов в фазах 2 - 4 происходит по выходным сигналам 10 датчиков Холла обеих систем 8 и 9, измеряющих суммарное магнитное поле. При последовательной коммутации токов в фазах 2 - 4 посредством датчика 6 положения и полупроводникового коммутатора 7 суммарное поле, а вместе с ним и ротор 5, вращаются со скоростью, пропорциональной напряжению 11 у.Регулирование скорости вращения вентильного управляемого двигателя осуществляется изменением амплитуды напряжения 20 Зу, а реверс - изменением на 180 эл. град.фазы напряжения 1.1 у.Таким образом, предлагаемое устройствопри тех же функциональных возможностях имеет меньшую массу и габариты и более низкую стоимость благодаря совмещению 25 магнитных цепей датчика и двигателя.тало едактор И. Касардаа к аз 4997/55 ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и о113035, Москва, Ж - 35, Раушская филиал ППП Патент, г. Ужгород,ета Скрытии наб.,л. Пр д. 4/5ектная, 4 Составитель А. СТехред И. ВересТираж 687 орректор А. Тяск одписноеССР