Реверсивный вентильный электродвигатель

(54) РЕВЕРСИВНЦЙДВИГАТЕЛЬ ЛЕКТ 7 Изобрет тносится к электроьзов ыть и ехнике и може езредукторных одействующих п елью изобретен очности и упро лектродвигател ую машину (СМ электроприводахриборов и ротоия является по ров.вышениный ие. ен т э синхронкосинусныйнусн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 801431015 А 1 датчик положения ротора (ДПР), Статорные обмотки СМ подключены к выходам двухканального усилителя-преобразователя, входы которого подсоединены к выходам коммутатора на аналоговых умножителях. Работой коммутатора управляют сигналы с ДПР. На вход коммутатора вентильного электродвигателя поступает сигнал ошибки по скорости вращения, формируемый регулятором скорости по сигналу задания и сигналу обратной связи по скорости (ОСС). Для формирования сигнала ОСС постоянного тока применено электрическое дифференцирование сигнала с ДПР споследующим перемножением сиг- Я нвлов с дифференциаторов и сигналов с ДПР и суммированием сигналов произведений, Вращающийся трансформатор, ДПР используется для организации главной обратной связи по положению при использовании бесконтактного двигателя в следующем электроприводе. 1 ил.4 ьИзобретение относитсятехнике, а именно к электрическимдвигателям с бесконтактной коммутацией, осуществляемой с помощью полупроводннковых приборов, т,е, к вентильным электродвигателям (ВД), ипредназначена для использования преимущественно в высокомоментных ВД,работающих в реверсивных безредукторных электромеханиэмах сходящихсистем быстродействующих приборов ироботов,Цель изобретения - увеличение точности и упрощение ВД. 15На чертеже представленафункциональная схема реверсивного ВД.Реверсивный ВД содержит электромеханический преобразователь, выполненный в виде синхронной маияны 1, ,Осинусно-косинусный датчик 2 положения ротора ЩР) с первым 3 и вто".рым 4 выходами на постоянном токе (выполненный, например, на индукционномредуктосине с двумя фазочувствительными выпрямителями), последовательносоединенные задатчик 5 сигнала, элемент 6 сравнения, предварительныйусилителькоммутатор 8, двухканальный усилитель-преобразователь 9 3 О(может быть выполнен как на широтноимпульсных преобразователях, так ина линеййых усилителях постоянноготока), к выходам которого подключецыстаторные обмотки 1 О синхронной машины 1,Коммутатор 8 выполнен на двух умножителях (например прецезионныханалоговых перемножителях), первыевходы которых объединены и подключены к выходу предварительного усилителя, а вторые входы умножителей подключены к первому 3 и второму 4 выходам датчика 2 положения ротора.К первому 3 и второму 4 выходамдатчика 2 положения ротора соответст"венно подключены первый 11 и второй12,цифференциаторы, выходы которыхсоответственно подключены к входам13 и 14 первого 15 и второго 16 дополнительных умножителей, причем вторые входы 1 и 18 первого 15 и второго 16 дополнительных умножителей поцключены соответственно к второму 4и первому 3 выходам датчика 2 положения ротора а выходы дополнительныхумножителей 15 и 16 через сумматор19 связаны с вторым входом устройства 6 сравнения.В процессе работы ВД движение ротора может происходить по любому произвольному закону.Сигналы с ДПР будут изменяться в соответствии с выражениями; 01 Б в 1 по , У сов с ,где Б - амплитуда сигнала ДПР.Закон движения Ы(С) выходного вала электродвигателя определяется сигналом задания ОСигнал задания Б , выработанный эадатчиком 5 сигнала, сравнивается в элементе 6 сравнения с напряжением обратной связи Бс, на выходе которого получается сигнал ошибки: 0 1 = Б- П сс вСигнал ошибки Б,р, пройдя через предварительный усилитель 7, поступает на вход коммутатора 8:(2) ЦД = КЦ,у Ц созПройдя через двухканальный усилитель-преобразователь 9, сигналы У, и 0 вызывают токи в статорных обмотках 10 синхронной машины 1, которые в расточке статора создают результирующее магнитное поле, ЭДС которого пропорциональна амплитудному значению статорных токових, = 1 з 1 п а(И) 3= 1 сов сЛмплитудное значение фазных токовопределяется выражением Бнр -Е ьр1К=КО КР" Р амплитудное значениефазных напряжений с выхода усилителя-преобразователя 9;амплитудное значениеЭДС вращения;коэффициентусиленияусилителя-преобразователя 9; Еур =Сны Кнр(3)В результате действия сигналов 0 и У с ЩТР 2 на выходах коммутатора 8 образуются напряжения Б и 0 л.П= К0, Б з ж о ( );С - коэффициент, определяемый конструктивными параметрами синхронноймашины 1;К - сопротивление Фаэныхобмоток;ы - текущее значение скорости вращения валадвигателя,Момент, развиваемый двигателем с учетом (6), равен(7) где С - коэффициент, определяемыйконструктивными параметрами синхронной машины 1.Мгновенное (текущее) значение угловой скорости вращения вала двигателя под действием момента Мд (15) определяется выражением д оы(8) Дифференциаторы 11 и 12 выполняют дифференцирование сигналов с выходов 3 и 4 сигналов (1) ДПР 2. Выходныесигналы дифференциаторов 11 и 12 будут иметь значения с учетом (8): Е = К13 ю сов е( И); На первый 13 и второй 17 входы первого дополнительного умножителя 15 поступают соответственно сигналы Е с первого дифференциатора 11 и Б второго выхода 4 ДПР 2, а на первйй 14 и второй 18 входы второго дополнительного умножителя 16 поступают соответственно сигналы Ес второго дифференциатора 12 и Б с первого выхода 3 ДПР 2, Выходные сигналы 01 Е= -К 13 ы в 1 п а (с), (9) где К - коэффициент передачи дифференциаторов.Полученные сигналы Е, и Е ., несут информацию об угловой скорости Ю(С) вращения вала двигателя, но промодулированы знакопеременными тригонометрическими функциями углового перемещения сов Ыи вЫ сй) . Эти сос,тавляющие в условиях безредукторного следящего электропривода (низкие и инфранизкие частоты, малые угловые перемещения ДЫ) имеют специфические свойства и отфильтровать их традиционными способами (например, ВС-фильтрами) практически невозможно. и 13 у. первого и второго дополнительных умножителей имеют значения:13 у, = К м сово ;513 у = Ксызп с (1), (10)где К =К 13 - коэффициент передачи2по угловой скорости,Сигналы У у 1 и 13 у с дополнительных умножителей 15 и 16 поступают навходы вычитающего сумматора 19, выходной сигнал ПОс которого являетсясигналом отрицательной обратной связипо угловой скорости и имеет значение (с учетом того, что сов о ++ вп 2 д - 1)13 осс= 1313 уг= Ксм 1(г), (11)Скоростная обратная связь имеетлинейную характеристику и высокуюнадежность.Таким образом, скоростная обратная связь в ВД не имеет каких-либо 25 ограничений ни по быстродействию,ни по величине скорости, ни по режиму работы электродвигателя.ВД может с успехом применятьсядля систем стабилизации скорости иобеспечивать при этом более высокоебыстродействие по сравнению с известными.В качестве усилителя-преобразова теля может быть использован как усилитель постоянного тока, так и более экономичные широтно-импульсные преобразователи или любой быстродействующий усилитель,40 Формула изобретенияРеверсивный вентильный электродвигатель, содержащий двухфазныйэлектромеханический преобразователь, 46 первая и вторая Фазы обмотки якорякоторого подключены к выходам усилителей соответственно первого и второго каналов усиления, управляющие входы которых связаны с первым и вторымвыходами датчика положения ротора,последовательно по входу-выходу соединенные задатчик сигнала, лементсравнения и предварительный усилитель, а также схему. выделения сигнала частоты вращения вала двигателя,включающую в себя два дифференциатора, входы которых связаны с выходами датчика положения ротора, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, саказ 5318/5 Ь тираж П ПЙПИ государственного комитепо делам изобретений и откр 35., Москва Ж, Раушская на ий д. 4/5 род, ул. Проектна роизводственно-полиграфическое предприятие, г целью повышения точности и упрощения, каждый канал усиления снабженумножителями, схема выделения сигнала частоты вращения снабжена двумядополнительными умножителями и сумматором, первые входы умножителейкаждого канала усиления объединены иподключены к выходу предварительнога усилителя, вторые входы первогои второго умновщтелей подключены соответственно к первому и второму выходам датчика положения ротора, к которым также подключены соответственно первый и второй днфференциаторы, выходы которых подключены соот- Б ветственно к входам первого и второго дополнительных умножителей, вторые входы первого и второго дополнительных умножителей подключены соответст-, венно к второму и первому выходам б датчика положения ротора, а выходыдополнительных умножителей через сумматор связаны с вторым входом элемента сравнения.