Способ управления коллекторным электродвигателем постоянного тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ботве Ссевтокнк Социалистических Республик(088.8) Комитет по деламизобретений и открытийпри Совете МинистровСССР Авторыизобретения Л, М. Периков и Л. А. Борисов Заявитель СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА10 Известен спосоо управления коллекторнымэлектродвигателем постоянного тока путем перемещения щеток по коллектору относительно нейтрал и.Сущность изобретения состоит в том, чтощеткам сообщают непрерывное колебательное двикение, например, с помошью электромагнитного механизма, что позволяет получить линейную зависимость момента от управляющего сигнала.На фиг. 1 показан управляемый, редукторный коллекторный двигатель без возбуждения с П-образным электромагнитным механизмом управления; на фиг. 2 - электрическая схема двигателя; на фиг. 3 - схема соединения обмоток электромагнитного механизма; на фиг, 4 показан график напряжений на обмотках электромагнитного механизма.Двигатель состоит из статора 1 статорной обмотки 2, ротора 3, коллектора 4 с контактными кольцами 5, тцеткодержателя со щетками б для контактных колец, подвижного щеточного устройства 7 со щетками коллектора, двух П-образных электромагнитов 8 и 9 с обмотками управления 10 - 11, двух тяг 2 и коромысла 13, жестко соединенных с корпусом щеткодержателя.Статор двигателя имеет трехфазную двухполюсную обмотку 14, соединенную со щетками 15, расположенными на коллекторе 1 б,который подключен к однофазной сети через контактные кольца 17 и щетки 18.Редукторный двигатель может быть выполнен в двух вариантах; без возбуждения зубцов ротора и с однополярным возбуждением всех зубцов ротора. В первом случае число зубцов ротора двигателя определяется формулой 2, =Л, 2 р, во втором - Ур -- Л + р, где 2, - число зубцов статора, р - число пар полюсов статорной обмотки. Коллекторное устройство редукторного типа в первом случае выполняется так, чтобы число активны пластин должно быть равно удвоенному количеству зубцов ротора.Электромагнитный механизм для разворотащеток в зависимости от способа управления (формы управляющего сигнала) может быть выполнен в трех вариантах: - плп П-образ 2 О ным (на фиг, 1 П-образный) при однополярном управляющем сигнале с шпротно-импульсной модуляцией, Ш-образным с возбуждением от постоянного магнита прп двухполярном управляюгцем сигнале с широтно-импуль снсй модуляцией, позиционным при линейноизменяюгцемся сигнале.Принцип действия управляемого редукторного коллекторного двигателя (на фпг. 1) основан на основании вращающегося вектора ЗО магнитного поля с автоматическим слежением3его за положением вектора наибольшей магнитной проводимости рабочего зазора,Вектор магнитного поля, образованный обмоткой статора, стремится повернуть ротор таким образом, чтобы вектор наибольшей проводимости рабочего зазора, определяемый степенью перекрытия зубцов ротора зубцами статора, совпал с вектором магнитного поля. Для обеспечения этого необходимо, чтобы обмотка образовала полюса по углуравные л/2 р градусов, что достигается намоткой обмотки по типу асинхронных двухскоростных двигателей с включением на большую скорость. Вращающееся магнитное поле создается с помощью обмотки 2 или 14 и специального коллектора 4 редукторного типа или коллектора 1 б. При подаче постоянного напряжения на щетки б или электромагнит 8 происходит возбуждение статорной обмотки через контактные кольца 5 или 17, активные пластины коллектора и щетки, Коллектор двигателя выполнен таким образом, что количество активных пластин равно числу зубцов ротора, Активные пластины равномерно распределены по периметру коллектора и чередуются с пассивными пластинами так, как это показано на фиг. 2. Щетки 15 расположены равномерно по диаметру в специальном устройстве 7, которое с помощью двух тяг 12 соединено с коромыслом 13 электромагнитного механизма, Угол поворота коромысла, а следовательно, и щеткодержателя определяется величиной шага активных коллекторных пластин одинаковой полярности и для обеспечения полного реверса (см. фиг. 1) должен быть равен а=.+/га, где а - угол поворота щеткодержателя, а - шаг активных коллекторных пластин одинаковой полярности.Электромагнитное устройство запитывается однополярными импульсами црямоугольной формы с ШИЫ с постоянной частотой в соответствии с графиком, приведенным на фиг, 5. Таким образом, коромысло вместе с щеткодержателем совершает колебания около своей оси с некоторой постоянной частотой. Изменяя длительность импульсов в пределах задаиной частоты, можно тем самым плавноменять время нахождения щеткодержателя вего крайних положениях, что обеспечивает регулировку величины и знака момента на,ва 5 лу двигателя в соответствии с формулойМ,=К Мгг,г где Мг - момент на валудвигателя, М- максимальное значениемомента на валу двигателя, К вко.1+ г10 эффициент команды, 1 - длительность импульсов, поступающих на обмотки электромагнита 8 (фиг. 1), 1 г - длительность импульсов, поступающих на обмотки электромагнита 9 (фиг. 1),15 Как видно из формулы, коэффициент команды может меняться в пределах от О до-М, по линейному закону.При возбуждении одной из фаз статорнойобмотки возникает магнитный поток, который20 вызывает появление момента на роторе двигателя, под воздействием этого момента ротор поворачивается, что приводит к перемещению коллектора относительно щеток. Приэтом происходит возбуждение следующей фа 25 зы статорной обмотки, С этой целью щеткиодной фазы сдвинуты относительно щетокдругой фазы на 120 эл. При повороте коллектора на одну пластину вектор магнитногополя поворачивается на бО. Таким образом,30 за один оборот вектора магнитного поля,ротор двигателя поворачивается на два зубцовых деления. Предмет изобретенияСпособ управления коллекторным электро.двигателем постоянного тока путем перемещения щеток по коллектору относительно ней трали, отличающийся тем, что, с целью, получения линейной зависимости момента от управляющего сигнала применительно к коллекторному редукторному двигателю, щеткам сообщают непрерывное колебательное движе ние, например, с помощью электромагнитногомеханизма.248049 Йема соеоинений оЬощок зпекщромогнищнмо механи Зд 1 + иг.н Подписноете Министров СССР аказ 3253/11 Тираж 480ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СМосква Ж, Раушская наб., д, 45 ипография, пр. Сапунов Составитель Кузнецоваедактор П, А, Вербова Техред А, А, Камышникова Корректоры; М, Коробоваи А. Абрамова