Вентильный электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Ш Н 02 К 29/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ффЫИОТйЩ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут им. В.В. Куйбышева(53) 621. 31313014. 2 ф 62 1. 382 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 464044, кл. Н 02 К 29/02, 1970.2. Авторское свидетельство СССР В 481968, кл. Н 02 К 29/02, 1973. (54)(57) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий датчик положенияротора с сигнальным элементом в виде постоянного магнита и размещенными вокруг него чувствительными элементами магнитомодртяционного типа, выходы которых через силовые ключи подключены к обмоткам синхронной электрической машины, вал которой связан с сигнальным элементом датчика положения ротора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения равномерности вращения, вышеуказанный датчик положения ротора содержит два комплекта дополнительных обмоток - один комплект расположен против чувствительных элементов, второй - со сдвигом 180 о относительно первого, и по числу чувствительных элементов- усилители, причем первые выводы всех обмоток заземпены, вторые выводы .обмоток, расположенных против чувствительных элементов, присоединены к выходам усилителей, входы 9О которых подключены к вторым выводам обмоток, расположенных с угловым сдвигом 180 электрических градусов относительно чувствительных элемен" тов.1108576Изобретение относится к электромеханике, а именно к вентнльнымэлектродвигателям с позиционно-зависимой широтно-импульсной модуляцией фазных напряжений, и может быть 5использовано в качестве исполнительного элемента регулируемых бесконтактных электроприводов с повышенной равномерностью вращения выходного вала. 1 ОИзвестен бесконтактный электродвигатель постоянного тока, содержащий бесконтактную электрическуюмашину магнитоэлектрического типа,обмотки которой подключены к выходам полупроводникового коммутатора,работающего в режиме широтно-импульсной модуляции, входы которогосоединены с выходамн чувствительных элементов широтно-импульсного, 20датчика положения ротора (ДПР),например магнитомодуляционного, типа Ш.Недостаток этого устройства - отсутствие элемента стабилизации скорости вращения,Наиболее близким к предлагаемомуявляется вентильный электродвигатель,содержащий широтно-импульсный магнитомодуляционный датчик положения уротора, а также в каждой фазе формирователь и силовой ключ, образующие схему коммутатора, к выходу которого подключена обмотка якоря.,в каждой фазе последовательно соеди- Зненные схему задержки импульсов,сумматор по модулю два, расширительимпульсов и логическую схему запрета, причем выход формирователя сигналов магнитомодуляционного датчика положения ротора подключен к входу схемы задержки, к первому входусумматора по модулю два, на второйвход которого подключен выход схемы задержки р и на Вход логической 4схемы запрета, а выход сумматорапо модулю два подключен к входурасширителя импульсов, выход которого соединен с запрещающим входомлогической схемы запрета, выход которой подключен на вход силовогоключа фазы двигателя С 23.Недостаток известного устройства - низкая равномерность скорости вращения. 55 Цель изобретения - повышение равномерности скорости вращения. Поставленная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содержащем датчик положения ротора с сигнальным элементом в виде постоянного магнита и размещенными вокруг него чувствительными элементами магнитомодуляционного типа, выходы которых через силовые ключи подключены к обмоткам синхронной электрической машины, вал которой связан с сигнальным элементом датчика положения ротора, вышеуказанный датчик положения ротора содержит два комплекта дополнительных обмоток - один комплект расположен против чувствительных элементов, второй - со сдвигом 180 относительно первого, и по числу чувствительных элементов - усили- тели, причем первые выводы всех обмоток заземлены, вторые выводы обмоток, расположенных против чувствительных элементов, присоединены к выходам усипителей, входы которых подключены к вторым выходам обмоток, расположенных с угловым сдвигом 180 электрических градусов относительно чувствительных элементов.На чертеже изображена схема предлагаемого вентнльного электродвигателя.Вентильный электродвигатель содержит датчик положения ротора с сигнальным элементом в виде постоянного магнита 1 и размещенными вокруг него чувствительными элементами 2 магнитомодуляционного типа, выходы которых через силовые ключи Э подключены к обмоткам синхронной электрической машины 4, вал которой связан с сигнальным элементом 1 датчика,положения.Датчик положения содержит два комплекта дополнительных обмоток. Один комплект обмоток 5-7 расположен около чувствительных элементов 2. Второй комплект обмоток 8-10 - со сдвигом 180 ф относительно первого комплекта. Устройство содержит усилители 11. Первые выводы обмоток 5-10 заземлены, Вторые выводы обмоток 5-7, расположенных около чувствительных элементов 2, присоединены к выходам усилителей 11, входы которых подключены к вторым выводам обмоток 8-10, расположенных с угловым сдвигом 180 относительно10 В= Ввдп Я й, В = сопв,Тогда на обмотке 8, расположенной со сдвигом 180 относительно обмотки 5, присутствует сигналцВ = -1 Э.вдпЯ. ,огде Б, - величина, зависящая отчисла витков обмотки 8,конструктивных особенностей датчика положения.Сигнал 08 поступает на усилитель11, где он усиливается в К раэ0;, = -КЯ. Бвдп 2. т,Напряжение с выхода усилителя вызывает токи в катушке 5, магнитноеполе которого следующее:В,. - -В Ц У в;п.-где В, зависит от числа витков обмотки 5 и конструктивных особенностей датчика положения.Иагнитное поле В катушки 5 вза" имодействует с магнитным полем сигнального элемента, 1 в районе чувствительного элемента, имеющем закон распределенияВ= В. вдп Я. , В 0 = сопвС,ЗО 35 40 45 50 55 чувствительных элементов 2 с обмотками 5-7.,Устройство работает следующимобразом,В отсутствие блоков 5-11 вентильный электродвигатель функционирует. традиционно. При повороте сигнального элемента 1 датчика положенияротора с чувствительных элементов 2поступают широтно-импульсные модулированные сигналы, закон изменения длительности которых повторяетзакон распределения индукции магнита в зазоре датчика положения, близкий к синусоидальному. 1Импульсы от чувствительных элементов 2 усиливаются силовыми ключами3 и поступают на обмотки синхроннои электрической машины 4, создавая вращающий момент. Вал электрической машины 4 соединен с сигнальным элементом 1, обеспечивая положительную обратную связь в системе,вызывающую вращение вала двигателясо скоростью 2 . 2Например, в районе расположениячувствительного элемента 2 (обмотка 5) закон изменения индукции магнитного поля следующий: В 5 зависит от расстояния чувствительного элемента 2 от сигнального элемента 1. Это расстояние выбирается значительно большим по сравнению с расстоянием от сигнального элемента 1 до катушек 8-10. В итоге результирующее поле в.районе катушки 5, а следовательно, чувствительного элемента 2 имеет законВвр = (В 01 - В 0,Я. 1) вдп Я С фВвиду того, что чувствительный элемент 2 вырабатывает сигнал, длитель:. ность которого соответствует величине В, то длительность импульсов следующая:в = С(В - В У,Я. К) вдпЯ К,с = сопвС. Аналогичные процессы имеют место в катушках 6 и 7, но синусоиды в них сдвинуты относительно с.з на углы, соответствующие пространственному сдвигу обмолвок в датчике голожения (на чертеже +120 и -120).Таким образом, двигатель оказывается охваченным отрицательной тахометрической обратной связью, стабилизирующей скорость его вращения. Глубина обратной связи опреЧ деляется числом витков в катушках, коэффициентом усиления усилителя и конструктивными особенностями магнитной цепи положения. В частности, определенные стабилизированные скорости вращения можно получить и при К = 1, т.е. когда усилители 11 отсутствуют за счет соотношения числа витков катушек 5 и 8; 6 и 9;7 и 10,В предлагаемом вентильном электродвигателе реализовано управление путем изменения магнитного поля чувствительного элемента, т.е. управление по цепям датчика положения в вентильном электродвигателе с позиционно-зависимой широтно-импульсной модуляцией фазных напряжений, Датчик положения работает без внешнего статора, .когда воздействием катушек 5-7 можно изменить локально магнитное поле сигнального элемента в районе расположения чувствительных элементов 2,1108576Составитель А. СанталовТехред Т.Маточка Корректор В. Синицкая Редактор С. Лйсина Заказ 588141 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемый электродвигатель имеет более простую схему вследст вие замены схемы задержки импульсов, сумматора по модулю два; расширителя импульсов, схемы запретана две катушки и усилитель.