Вентильный электродвигатель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ 743128(22) Заявлено 180475 (21) 2125150/24-07с присоединением заявки Ко(51)М. К . Н 02 К 29/02Н 02 Р 8/00 Государственный комитет СССР но делаю изобретений н открытий(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике,Из основного авт. св. М 556542 известен вентильный электродвигатель 5 с датчиком положения ротора, имеющим циклическую характеристику вход-выход, линейную в пределах цикла, причем в цикл укладывается целое число пространственных периодов магнитного поля статора двигателя, соединенным с усилителями мощности через функциональный преобразователь, содержащий преобразователи линейно изменяющегося,сигнала в ступенчатый и в сиг налы, близкие к синусоидальным, и трехвходовой сумматор с управляющим первым входом, вторым входом, соединенным с выходом датчика положения ротора и входом преобразователя ли- нейнЬ изменяЮщегося сигнала в ступенчатый, подключенного своим выходом к третьему входу сумматора, связанного выходом с входами преобразователей линейно изменяющегося сигнала в сигналы, близкие к синусоидальным; соединенных своими выходами с входами усилителей мощности (1).Целью настоящего изобретения явдяется повышение КПД. Указанная цель достигается тем, что устройство содержит фильтр, блок умножения и дополнительные Функциональный аналоговый и цифроаналоговый преобразователи, вход последнего из которых связан с управляющим входом сумматора, а выход через последовательно соединенные Фильтр и дополнительный функциональный преобразователь подключен к одному из входов блока Умножения, соединенного вторым своим входом с выходом сумматора, а выходом - с входами основных функциональных преобразователей. На фнг. 1 приведена функциональная схема вентильного электродвигателя.с двухфазным шаговым электродвигателем; на фиг2 - временные диаграммы изменения скорости а) и момента Мдвигателя при пуске и стабилизациискорости; на фиг. 3 - статическаяхарактеристика дополнительного аналогового Функционального преобразователя,Вентильный электродвигатель (см.фиг. 1) содержит шаговый двигатель 1,на валу которого установлен цифровойдатчик 2 положения, подключенный кформула изобретения 50 55 еО входам управляющего устройства 3 ицифрового сумматора 4,Выход сумматора 4 связан черезцифроаналоговый: преобразователь 5,выполняющий Функции блока умножения,с двумя аналоговыми функциональнымипреобразователями 6 и 7, к выходамкоторых через усилители 8 и 9 мощности подсоединены фазы 10 и 11 двигателя. Выход управляющего устройства3 подключен к управляющему входу сумматора 4 и к дополнительному цифроаналоговому преобразователю 12, выходкоторого через последовательно соединенные фильтры 13 и дополнительныйаналоговый функциональный преобразователь 14 соединен с входом опорного(эталонного) напряжения основногоцифроаналогового преобразователя 5.Устройство работает следующим образом. Для упрощения рассужденийпредположим, что в приводе долженосуществляться пуск за минимальновозможное время и вращение с заданнойскоростью ЫЭ. Пусть перед пуском управляющий сигнал Ч на управляющемвходе сумматора 4 равен нулю, валдвигателя неподвижен, а опорное напряжение Поп цифроаналоговогО преобразователя 5 минимально и определяется статической характеристикойпреобразователя 14 (см. Фиг, 3) принапряжении на выходе фильтра 13, равном нулю, т,е. Б 4 - О. Принимая, чтоусилители мощности 8 и 9 по своимхарактеристикам близки к идеальнымисточникам тока (что обычно имеетместо на практике для такого видаприводов), момент двигателя можно записать в виде)ф И 51 ИЧ К 1 Ы 11 Ч) пЫпЧЮгде Б оо(Пф);К и К - постоянные коэффициенты.При Ч 0 момент двигателя равеннулю, а ток в фазах пропорционаленопорному напряжению БорПри пуске сигнал Ч устанавливается равным Ф+ - Ф/2 и в первый моментвремени момент двигателя МоК( стоПод действием этого момента начинается нарастание скорости двигателяЮМ -(см.фиг. 2). При этом напряжение, возникшее на выходе цифроаналогового преобразователя 12 и пропорциональное М, пройдет через фильтр 13и будт нарастать с постоянной времени этого фильтра до установившегосязначения. По этому же закону будетвозрастать момент двигателя до величины М (фиг. 2). Разгон двигателябудет происходить с максимальным ускорением, обусловленным электромаг 5 10 15 20 25 ЗО 1 35нитным моментом М+,так .ак постоянная времени фильтра 13 всегда может быть. выбрана существенно меньше электромеханической постоянной времени привода. Когда Оэ - а), управляющее устройство 3 выработает сигйал В/2Г -й/2. Предположим, что 9 = -С/2 (такое значение сигнала % позволяет сделать систему инвариантной к изменению нагрузки). Поскольку Бф на выходе Фильтра 13 не может измениться скачком, то момент двигателя примет максимальное отрицательное значение М, и под действием его начнется торможение.Как только скорость станет ниже заданной (Шм 3), управляющее устройство 3 выработает сигнал Ч+= В/2 и т.д. При этом в приводе под действием переменного момента двигателя возникает скользящий рзжим стабилизации скорости, сопровождаемый ее колебаниями с высокой частотой и малой амплитудой.Для сохранения баланса энергий в системе необходимо, чтобы момент двигателя компенсировал в установившемся режиме момент-нагрузки. Это обеспечивается автоматическим уменьшением средней составляющей момента двигателя (показано пунктирной линией на Фиг. 2). Пропорционально ей уменьшится напряжение Пф на выходе фильтра и опорное, напряжение ор . Соответственно уменьшатся амплитуды токов в фазах двигателя и максимальные значения электромагнитного момента двигателя, что приведет к снижению потерь в Фазах двигателя, т.е. повысит его КПД. Вентильный электродвигатель поавт. св. Р 556542, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, снабжен Фильтром, блокомумножения и дополнительными функциональными аналоговым выделяющим модуль функции и цифроаналоговым преобразователями, вход последнего из которых связан с управляющим входомосумматора, а выход через последовательно соединенные фильтр и дополнительный ФункционаЛьный преобразователь подключен К одному из входов блока умножения, соединенного вторым своим входом с выходом сумматора, а выходом в . с входами основных функциональных преобразователей. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 556542, кл, Н 02 К 29/02, 1974.743128 Составитель 3. ГорникРедактор Н. Катаманина Техред М.Петкс Корректор М. Пожо каз .34.80 лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж ЦНИИПИ Го по делам 13035, Моск83 Подписноеарственного комитета СССРзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д.