Вентильный электродвигатель

(51) 4 Н 02 К 29/ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г СУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к электро технике и может быть использовано ввентильных электродвигателях, Цельюизобретения является повышение надежности. Однофазная обмотка 1 якорясоединена с зажимами цепи питаниячерез транзисторы 2,3. Цепь питаниявыполнена со средней точкой и связана с обмоткой якоря через резистор 4Выход усилителя 5 соединен с инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом второго компараторовсоответственно 7 и 8, Опорный входпервого компаратора 7 соединен с положительным, а опорный вход второгокомпаратора 8 - с отрицательным зажимами цепи питания, Выход первого компаратора связан через инвертирующий усилитель 9 с управляющей цепьютранзистора 2, а выход второго компаратора - с управляющей цепью транзистора 3. Резистор 4 и усилители5,6 используются для выделения ЭДСиз сигнала, к-рый образуется привращении ротора электродвигателя вего якорной обмотке, Для обеспеченияначального вращения ротора используются реле 10, размыкающий контакт 11к-рого включен параллельно транзистору 2 между обмоткой 1 и положительным зажимом цепи питания. Конденсатор 12 и резистор 13 служат для задания времени срабатывания реле 10.Резисторы 14-19 служат для заданиякоэффициентов передачи инвертирующихусилителей 6,9 и усилителя 5, Резисторы 20-23 служат для задания пороговсрабатывания компараторов 7 и 8. Резисторы 24,25 являются ограничительными.При работе электродвигателя возникающая в обмотке ЭДС используется дляуправления работой коммутатора, поэтомудля коммутации не требуетс я специальногдатчика положения ротора,что упрощаетфункциональную схему электродвигателяи повышает надежность. 2 ил. -Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано 129 при создании вентильных электродвигателей (ВД) с минимальным числом связей между электромеханическим преобразователем и коммутатором.Цель изобретения - повышение надежности ВД.На фиг,1 представлена схема ВД; на фиг.2 - напряжения на элементахсхемы,Однофазная обмотка 1 якоря соединена с зажимами двуполярной цепи питания через транзисторы 2 и 3, причем через транзистор 2 - с положительным зажимом цепи питания, а черезтранзистор 3 - с отрицательным. Цепьпитания выполнена со средней точкой,и обмотка якоря связана с ней черезрезистор 4, Общая точка обмотки итранзисторов 2 и 3 (точка "а") связана с входом усилителя 5 непосредственно, а общая точка резистора 4и обмотки (точка "б") - через первыйинвертирующий усилитель 6. Выходусилителя 5 соединен с инвертирующимвходом первого и неинвертирующим входом второго компараторов соответственно 7 и 8, Опорный вход первогокомпаратора 7 соединен с положительным, а опорный вход второго компаратора 8 - с отрицательными зажимамицепи питания. Выход первого компаратора связан через второй инвертирующий усилитель 9 с управляющей цепью первого транзистора 2, а выходвторого компаратора - с управляющейцепью второго транзистора 3. Резистор4 и усилители 5 и б используются длявыделения ЭДС из сигнала сложнойформы, который образуется при вращении ротора электродвигателя в егоякорной обмотке. Компараторы 7, 8 ивторой инвертирующий усилитель 9 ис-,пользуются для управления включениеми выключением транзисторов 2 и 3.Для обеспечения начального вращенияротора используются реле 10, размыкающий контакт 11 которого включенпараллельно транзистору 2 между обмоткой 1 и положительным зажимомцепи питания,Конденсатор 12 и резистор 13 служат для задания времени срабатывания реле 10. Резисторы 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19 служат для задания коэффициентов передачи первого инвертирующего усилителя 6, усилителя 5 и второго 7185 2 инвертирующего усилителя 9 соответственно. Резисторы 20 и 2 1, 22 и 23 служат для задания порогов срабатывания компараторов 7 и 8 соответствен 5 но. Резисторы 24 и 25 - ограничительные.Якорная обмотка подключается кцепям питания в такие моменты времени, когда ЭДС, наводимая в обмотке0полем ротора, сохраняет один знак,причем при изменении знака ЭДС изменяется и направление протекающегопо обмотке тока. На фиг,2 показана15диаграмма ЭДС и напряжения цепи питания, где Ц и Б соответствуютуровням срабатывания первого и второго компараторов соответственно,Б соответствует величине напряжения между зажимами цепи питания20и ее средней точкой, Е , - максимальное значение ЭДС, наводимой вобмотке электродвигателя,Управление работой транзисторов2 и 3 осуществляется с помощью первого и второго компараторов 7 и 8соответственно. Компараторы срабатывают при превышении ЭДС (по абсолютной величине) их опорных напряжений Ц и Б соответственно. Длительность открытого сосзояния транзисторов 2 и 3, т,е, ширина участкова - б и в - г вьбирается уровнямипорогов Б и Б, регулируемых резисторами 20 и 21 22 и 23 соответственно,Выделение ЭДС осуществляетсяусилителями 5,6 и резистором 4, Напряжение, снимаемое с точки а равноЦс,=е+ . (Б.4+На )(1)где е - ЭДС, наводимая в обмотке,- активное сопротивление якорОной обмотки,45 1. - ток, протекающий по обмотке.Выбирая Р = К 4 К, уравнение (1)преобразуем к видуЦ,=е+М 4 (1+К) (2)Это напряжение подается на первый 50 инвертирующий усилитель б с коэффициентом передачи, равным 1/(1 В) . Сточки "б" снимается сигнал 11=ИНа выходе усилителя 5 присутствует два противофазных сигнала: с точ ки а и с выхода первого инвертирующего усилителя бе0 вх, 11 вых. 6 01+К3 12971Выбирая коэффициент усилителя 5, равный (К+ 1), на выходе усилителя 5 получим сигнал, равный ЭДС.Усилители 5, 6 и 9, компараторы 7, 8 и соединенные с ними резисторы образуют функциональный преобразователь для выделения .сигнала, пропорционального ЭДС.Электродвигатель работает следующим образом. 10Устройство для установки ротора в исходное положение в нерабочем состоянии электродвигателя фиксирует ротор относительно, обмотки в таком положении, что в момент подключения 15 двигателя к цепи питания протекающий по обмотке пусковой ток, взаимодействуя с магнитным потоком ротора, создает пусковой момент, имеющий требуемое направление. Протекание 20 тока по обмотке при подключении к цепи питания осуществляется через размыкающий контакт 11. Размыкание контакта 11 происходит при срабатывании реле 10. Длительность импульса 25 пускового тока, т,е. время срабатывания реле 10, задается элементами 12 и 13, Возникающая при вращении ротора ЭДС в обмотке выделяется усилителями 5, 6 и резистором 4 и по ступает на компараторы 7 и 8, которые, срабатывая поочередно, открывают транзисторы 2 и 3. Так как выходной сигнал сработавшего компаратора является отрицательным, а транзистор 35 2 - и-р-и типа и для его открывания необходимым положительный сигнал, то сигнал с компаратора 7 инвертируется вторым усилителем 9.Таким образом, ЗДС, возникающая 40 в обмотке, используется для управления работой коммутатора электродвигателя, поэтому для коммутации не тре 85буется специального датчика положения ротора, что упрощает функциональную схему электродвигателя и повышает его надежность.Формула изобретенияВентильный электродвигатель, содержащий ротор с постоянным магнитом, статор с однофаэной обмоткой якоря, связанной с цепью питания через транзисторы коммутатора, управляющие цепи транзисторов которого связаны с обмоткой якоря через функциональный преобразователь, служащий для выделения сигнала, пропорционального ЭДС и содержащий усили" тели и компараторы, и устройство для установки ротора в исходное по" ложение при пуске, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен резистором, цепь питания выполнена со средней точкой, обмотка якоря связана со средней точкой цепи питания через резистор, общая точка обмотки якоря и транзисторов связана с входом усилителя непосредственно, а общая точка резистора и обмотки - через первый инвертирующий усилитель, выход усилителя соединен с инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом второго компараторов, опорный вход первого компаратора соединен с ;положительным, а опорный входвторого компаратора - с отрицательным за-. жимом цепи питания, выход первого компаратора связан через второй ин-вертирующий усилитель с управляющей цепью первого транзистора коммутатора, а выход второго компаратора соединен с управляющей цепью второго транзистора коммутатора.1297185 Редактор И.Рыбчен Тираж бб 1НИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб,ПодписноеСР Заказ 792/5 ическое предприятие, г.ужгород оизводственно-пол роектная,1 Ьз Составитель А.СанталоТехред Л.Сердюкова; орректор О.Луговая