Вентильный электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБ ЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(56) Авторское свидетельство СССР 9 327552, кл. Н 02 К 29/06, 1972.Авторское свидетельство СССР Р 738059, кл, Н 02 К 29/06, 1977. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в записывающей аппаратуре для поддер жания равномерной частоты вращения. Целью изобретения является уменьшение пульсаций вращающего момента и акустических шумов, Для достижения указанной цели вентильный электродвигатель содержит синхронную машиОПИСАНИК АВТОРСКО,801522353 1511 4 Н 02 К 29/00, Н 02 Р 6/02 2ну.1. Выход датчика 4 подключен через формирователь 6 прямоугольного сигнала к объединенным первым входам логических элементов НЕРАВНОЗНАЧ. НОСТЬ, генератор 5 снабжен дополнительными выходами, подключенными к вторым входам соответствующих логических элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ. Сигналы генератора 5 на основных н дополнительных выходах синхронизированы, а длительность импульсов на дополнительных выходах генератора равна 5/12 периода следования импульсов. На выходах блока 3 формируются моду" лированные сигналы, приближенные к трапецеидальной форме. За счет этого ток в обмотках синхронной машины приближен к синусоидальной форме, что обеспечивает достижение указанной цели. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприво 1 ду, и может быть использовано в записывающей аппаратуре для поддержания равномерной частЬты вращения или в автоматических регулирующих устройствах.Цель изобретения - уменьшение пульсации вращающего момента и акус тических шумов вентильного электродвигателя.На фиг. 1 изображена функциональная схема электродвигателя; на фиг.2- диаграммы напряжений на выходах ге нератора и блока управления и эпюры низкочастотной составляющей напряжений на обмотке синхронной магцины. Вентильный электродвигатель содер О жит ш-фазную синхронную машину 1 секции якорной обмотки которой подключены к выходу ш-фазного мостового коммутатора 2. Управляющие входы коммутатора 2 подключены к выходам ш- , 25 канального блока 3 управления, каждый канал которого состоит из логического элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ.Вентильный электродвигатель содержит также датчик 4 положения ротора фазо О вращательного типа с ш-фазной первичной цепью, подключенной к основным ггг-выходам генератора 5, а выход датчика 3 положения подключен к входу формирователя б прямоугольных импуль сов. Выход формирователя 6 подключен к первым входам логических элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ блока 3 управления.Генератор 5 снабжен дополнительными ш-вьмодами, каждый из которых под-. 40 ключен к второму входу одноименного логического элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ. На основных и дополнительных выходах генератора 5 формируются соответственно симметричная и несиммет ричная последовательность прямоугольных импульсов с фиксированным фазовым сдвигом, а длительность несимметричных импульсов равна 5/12 периода их следования. Генератор 5 при ш = 3 моЖет включать в себя тактовый задающий генератор, счетчик Джонсона на шести Р-триггерах, и три элемента И, при этом симметричные импульсы снимаются непосредственно с выходов55 Р-триггеров, а несимметричные - с выходов элементов И после попарной обработки сигналов с выходов соседних Р-триггеров на элементах И. Вентильный электродвигатель работает следующим образомВ установившемся режиме работы электродвигателя на выходе коммутатора 2 формируется широтно-модулированное импульсное напряжение, Синхронная машина 1 воспринимает это возбуждение как низкочастотное напряжение, соответствующее закону и глубине модуляции выходных напряжений коммутатора 2, Трехфазное симметричное прямоугольное напряжение высокой частоты, снимаемое с выходов Я Я Яф гф з генератора 5 (фиг.2), создает в датчике 4 вращающееся магнитное поле, которое наводит в выходной обмотке датчика 4 также высокочастотное переменное напряжение, поступающее на формирователь б. Последний преобразует выходное напряжение датчика 4 в симметричное прямоугольное напряжение той же частоты (Я фиг.2) с фазой, жестко связанной с текущим значением фазы первой гармоники выходного сигнала датчика 4. При повороте вала машины 1 на некоторый угол разность фаз между выходным сигналом Я формирователя б и любым из напряжений Я Я или Я, снимаемьм с дополнительных выходов генератора 5, изменяется на этот же угол, При вращении вала машины 1 эта разность фаз периодически меняется с частотой вращения вала, получая при этом угловые приращения от О до 2 за каждый полный оборот. Элементы НЕРАВНОЗНА 1 НОСТЬ блока 3 управления создают на управляющих входах коммутатора 2 симметричную трехфазную системуимпульсных последовательностей Я 4 ч((фиг 2) кото рые на диаграмме изображЕны для фиксированного положения вала двигателя. При вращении ротора электродвигателя на выходах Я,г, Я, Г логических элементов НЕРАВНОЗ 11 АЧНОСТЬ блока 3 возникает широтно-модулированный сигнал с периодическим законом модуляции, с частотой модуляции, равной частоте вращения ротора, При этом коэффициент заполнения каждой импульсной последовательности меняется по трапе 1 11 цеидальному закону от- до12 12 и обратно (Г, Б на фиг 2) в те" чение одного оборота, а необходимый фазовый сдвиг в 120 между периодическими законами модуляции импульсных последовательностей Я152 определяется,.наличием фазового сдвига в 120 напряжений Я Ц , Ц, по" даваемых на входы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ блока 3 с выходов генерато ра 5.Выходные ключи мостового коммута" тора 2 переключаются соответственно сигналам, поступающим на его управляющие входы, и создают на его выхс- дах аналогичные импульсные последовательности напряжений. Если пренебречь падением напряжения на силовых ключах коммутатора 2, гладкие составляющие напряжений Б , У , 0 измеренные на зажимах А , В, С относительно минусовой шины питания силовых ключей, повторяют закон модуляции последовательностей Я , Я, Я . Гладкая составляющая лийейных напряженйй. Пф фшины 1, имеет форму, аналогичную форме линейного напряжения 0 вс = 1 в - 11 сПри этом к зажимам А, В, С обмоток машины 1 подводятся линейные (по . гладкой составляющей) напряжения У ц , Ц,ь, сдвинутые по фазе взаимно на 120 ф, сформированные в функции углового положения ротора, имеющие частоту вращения вала и имеющие близкую. к синусоидальной форме, что обеспечивается выбором длительности импульсов, равную 5/12 периода их повторения. В совокупности с синусоидальной формой ЭДС вращения эти напряжения обеспечивают создание синусоидальных токов в синхронной машине 1,Таким образом, вследствие формирования на дополнительных выходах генератора несимметричной последовательности импульсов с заданной длительностью на выходах коммутатора вырабатываются напряжения, близкие к синусоидальным. Это приводит к фор 2353 6мированию в обмотке синхронной машины токов .синусоиральной формы, чтообеспечивает уменьшение пульсацийвращающего момента и акустических шумов вентильного электродвигателя,при этом уменьшаются пульсации тока,а следовательно, уменьшаются и потерив меди и перегрев двигателя,10Формула изоб рет ения Вентильный электродвигатель, содержащий ш-фазную синхронную машину, 15 секции якорной обмотки которой подключены к выходу ш-фазного мостовогокоммутатора, управляющие входы которого подключены к выходам ш-канального блока управления, каждый канал ко" 20 торого состоит из логического элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, датчик положенияротора фазовращательного типа с шфазной первичной обмоткой, подключенной к основным а"выходам генератора, 25 выход датчика положения ротора подключен к входу формирователя прямоугольных импульсов, выход которогосоединен с объединенными перв:"ивходами логических элементов НЕРАВНОЗф ЗНАЧНОСТЬ, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения равномерности вращения путем уменьшения пульсаций вращающего момента, генераторснабжен дополнительными выходами ивыполнен с возможностью формированияимпульсов на одноименных основных идополнительных выходах, жестко свя"занных по фазе и с длительностью импульсов на дополнительных выходах,540 равной12Т причем каждый дополнительный выход генератора подключенк второму входу одноименного логичес"кого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, гдеТ " период импульсов генератора.522353 Редакто каз 6976 53 ираж .6 нисное Государственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Рауш енияи и открытиям при ГКНТ Ская иаб., д. 4/5 иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Узгород, ул. Гагарина, 101 Ф