Регулируемый ветнильный электродвигатель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сфциалистическик Республик(23) Приоритет -Опубликовано 05,вт. сеид-ау 17225/24-07 осударственний комнте СССР но делам изобретеннй н открытнй(72) Ааторы изобретения А. С. Михалев и А. С, Суляев альневосточный ордена Трудового Красного Знамеолитехнический институт имени В. В, Куйбышева 71) Заявите РЕГУЛИРУ ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕ нзумиШИМ 15,электрод состоящи ческой м типа, об к выхода татора,Изобретение относится к электро.технике, а точнее к вентильньщ двигателям (ВД) с позиционно-зависимойширотно-импульсной модуляцией (ШИМ)фазных напряжений,Иэвестен бесконтактный двигательс полупроводниковым коммутатором,содержащий датчик положения и бесщеточную систему возбуждения с вращающимся выпрямителем. На роторедвигателя установлены две фазные обмотки, соединенные между собой черезвращающийся переключатель, обеспечивающий переход с синхронного режима на асинхронный 1),Недостатком известных двигателейявляется пульсация скорости вращения вследствие дискретного характера перемещения магнитного поля вэлектрической машине, Укаэанные пульсации возрастают при регулированиидвигателя на низких скоростях вращения и снижают диапазон регулированияИзвестен также бесконтактныйвигатель постоянного тока,й из бесконтактной электриашины магнитоэлектрическогомотки которой подключеным полупроводникового коммуработающего в режиме широтно-импульсной модуляции н управляемого от широтно-импульсного датчика положения ротора 2),Недостатком устройства являетсяузкий диапазон регулирования скорости вращения при управлении по цепям полупроводникового коммутатора. Диапазон регулирования ограничен сн пульсациями скорости, возникающи на низкой скорости вращения при по цепям коммутатора.Цель изобретения - расширениедиапазона регулирования скорости вращенияДля этого в вентильный электродвигатель, содержащий И-секционную электрическую машину, например, магнитно-электрического типа, секции которой подключены к выходам И-фазного инвертора с И входами, и датчик положения ротора широтно-импульсного типа, выходы И чувствительных элементов которого подключены к И формирователям импульсов, дополнительно в каждый канал усиления-формирователя введены последовательно соединенные регулируемый преобразователь длительности импульсов в напряжение, регулируемый ждущий мультнвиб- ЗО ратор и схема вычитания длительностиимпульсов, причем выход формирователя импульсов соединен с входом преобразователя длительности импульсов в напряжение, на второй вход которого подключена шина управляющего напряжения, с входом запуска ждущегомультивибратора и с суммирующим вхо дом схемы вычитания длительности импульсов, выход которой подключен квходу И-фазного широтно-нм;:ульсного инвертораНа фиг. 1 изображен регулируемый 10 вентильный электродвигатель, функциональная схема; фиг. 2 - зависимостиотносительных длительностей импуль"сов в различных точках устройства для 1-й фазы двигателя от угла пово рота его ротора.Регулируемый вентильный электродвигатель состоит иэ И-фазного датчика 1 положения ротора (ДПР) широтно-импульсного типа, выходы чув" ствительных элементов 2 которого подключены к входам формирователей 3 импульсов. Двигатель в каждом канале усилиения содержит последова 20 тельно соединенные регулируемый пре 25 обраэователь 4 длительности импульсов в напряжение, на управляющийвход которого подключено управляющее напряжение Ор, регулируемыйждущий мультивибратор 5 и схему бвычитания длительностей импульсов.Выходы И схем вычитания импульсов6 через И каналов усиления широтноимпульсного инвертора 7 подключенык секциям обмотки И-секционной 30 электрической машины 8, а выход формирователя импульсов 3 соединен с входом преобразователя 4 длительности импульсов в напряжение. С входом запуска регулируемого ждущего мулвтивибратора 5 и с вычитающим входом ,схемы 6 вычитания длительностей импульсов. 46 Вентильный электродвигатель работает следующим образом.Чувствительные элементы 2 широт но-импульсного типа, входящие в состав датчика положения ротора, вырабатывают импульсные последовательности, относительная длительность (скважность) каждой иэ которыхц. из меняется по гармоническому закону, как это показано на фиг. 2. Синусоиды скважностей импульсов ДПР сдвинуты между собой на угол 2/И, где И - число чувствительных элементов 55 датчикаПодробно рассмотрена рабо" та одного канала двигателя, так как работа остальных каналов усиления аналогична, Импульсы с выхода чувствительного элемента 1 через формирователь 3, улучщающий форму сигналов ДПР, поступают одновременно на три блока: на регулируемый преобразователь 4 длительности импульса в напряжение, на регулируемый ждущий мультивибратор 5 и на суюврующиЯ(вход схемы б вычитания длительностей импульсов. Регулируемый преобразователь длительности импульсов в напряжение, с коэффициентом передачипропорциональным управляющему напряжению р, вырабатывает напряжение, изменяющееся по гармоническому закону (см, кривая 9 на фиг, 2), папряжение 9 поступает на управляющийвход регулируемого ждущего мультивибратора 5, на вход запуска которого подключено напряжение 10, Регулируемый ждущий мультивибратор 5 сприходом запускающего сигнала вырабатывает импульс с длительностью,пропорциональной управляющему им напряжению, Поэтому закон изменениядлительности его выходных импульсовсоответствует кривой 9. Далее напряжение 9 поступает на вычитающийвход схемы б вычитания длительностейимпульсов, в результате чего длительность ее выходных импульсов 11 уменьшается пропорционально коэффициенту передачи регулируемого преобразователя длительности импульсовв напряжение, в свою очередь пропорционального величине управляющего напряжения. Разностные импульсы через один яз каналов усиления И-фазного широтно-импульсного инвертора7 поступают на обмотку электрической машины 8, создавая вращающееся плавное магнитное поле. Итак, 1-я фаза электрической машины запитывается импульсной последовательностью, скважность которой изменяется по гармоническому закону с амплитудой изменения, обратно пропорциональной величине опорного напряжения ПТаким образом, путем введения а канал каждой фазы вентильного электродвигателя трех блоков: регулируемого преобразователя длительностей импульсов в напряжение, регулируемого ждущего мультивибратора и схемы вычитания длительностей импульсов удается производить регулирование скорости вращения вала двигателя, причем регулирование производится по каждому импульсу, т.е. с частотой, .равной несущей частоте модуляции, что обеспечивает сохранение плавности вращения вала двигателя при регулировании на низких скоростях вращения. Исключаются пульсации скорости вращения ограничивающие снизу диапазон регулирования скорости.Реализация вновь вводимых в двигатель блоков основана на применении типовых элементов, Так, например, преобразователь 4 может представлять собой генератор пилообразного напряжения с питающим напряжением О, а схема вычитания длительностей импульсов 6 есть двухвходная схема совпаденияПоскольку добавляемый регулятор может быть выполнен на6846 формула изобретения Сантало Составитель А Ю. Челюканов Техред С.МигайКорректор Ю. Мака едак заказ 5303 ЦНИ суд комитет лам и откр 113035 ва, кая набТираж 857арственного изобретений Ж5, Раушс Подписно ССРйд в 4 иал ППП Патенте, г. ужгород, ул. Проектна микросхемах, то массогабаритные характеристики двигателя практическине ухудшаются. Регулируемый вентнльный электродвигатель, содержащий индуктор,якорь с обмоткой, секции которой соединены с выходом инвертора, и датчик положения ротора широтно-им пульсного типа, каждый чувствительный элемент которого соединен с общим иэ входов инвертора через канал усиления, содержащий формирователь импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я 15 тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости вращения, каждый канал усиления снабжен дополнительно последовательно сое 84 ьдиненными регулируемым преобразователем длительности импульсов в напряжение, регулируемым ждущим мультивибратором и схемой вычитания длМ- тельностей импульсов, причем выход Формирователя импульсов соединен с входом преобразователя длительности импульсов в напряжение, второй вход которого соединен с выходсм задатчика управляющего напряжения, с входом запуска ждущего мультивибратора и с суммирующим входом схемы вычитания длительности импульсов, выход которой соединен с одним иэ входов инвертора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 468337, кл. й 02 К 29/02, 1975.2, Авторское свидетельство СССР 9 464044, кл. Н 02 К 29/02, 1974,