Вентильный электродвигатель

Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик оо 75265 О(23) Приоритет оо делам нзебретеннй н отнрытнй(53 ) Л (6 2 1. 3 13. . 13.014.2;621. ,382 (088,8) Дата опубликования описания 01,08,80(54) ВЕНТИЛЬг 1 ЬЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электрическим,машинам, а именно к электродвигателямпостоянного тока с бесконтактной коммутацией, и может быть использовано вустройствах автоматики в тех случаях,когда предъявляются повышенные требования к постоянству вращающего момента по угпу поворота, и, в честности, вкачестве моментного двигателяИзвестен бесконтактный алектроавигвтель постоянного тока, в котором дляуправления используется аффект изменения индуктивного сопротивления фаз двигателя в функции угла поворота роторе,что позволяет обойтись без специальногодатчике положения ротора, как отдельного конструктивного элемента, и получитькомпвктную конструкцию всего двигателя 11,Однвко, в указяниом устройстве сигналы датчике преобразуются в дискретную форму и используются дпя управления транзисторным коммутатором, пере-ключающим секции обмоток, что допустимо лишь в случаях, когда неизбежновозникающие пульсации момента но.ушественны, например, в вентильных двигателях эВ тех случаях, когда предъявляютсяповышенные требования к постоянствувращающего момента по углу поворота,и, в частности, дпя моментных двигателей,в качестве датчика попожен щ ротора используют сннуснс-косинусные трансформаторы,Известен также бесконтактный эпектродвигатепь, в котором, с целью снижения габаритов, вторичные обмотки траноформаторного датчика совмещены с силовыми обмотками двигатепя, в обмотки возбуждения датчика и двигателя располагаются нв магнитопровоае ротора сосдвигом 90 эл,град. 121.Однако, такой двигатель жвмеценной конструкции требует сложной схемы фильтров и наличия двух обмоток возбуждения на роторе, питание к которым должно подводиться через контвктныб кольца, что7526 50 ЭО зусложняет конструкцию пвигетепя и существенно снижает преимуецествя, лолученные за счет совмещения обмоток стаТОРЕ.Наиболее близким по технической сущности к прецпегеемому лвпяется бескоеетактный электроцвеггатепь постоянного тока, содержащий синхронную машину, якор-, ная обмотка которой через вентили поцкпючена ко вторичной обмотке трансформаторного датчике попожения роторе. Вторичная обмотка датчика связана с неподвижной первичной обмоткой посредством короткоземкнутой секции, установленной на роторе. Кроме того, вторичная обмотка датчика выпопнена с числом пар попюсов вдвое меньшим, чем у якорной обмотки синхронной машины, и обе обмотки размещены в общем мегнитопровоае, а короткозамкнутея секция на роторе охвятывяет двойное попюсное деле ние ротора 3.Однако, в таком цвигетепе не обеспечивается постоянство вращающего моменте по угпу повороте роторе, а ко истру к тивно двигатепь успожнен нзпичием первичной обмотки датчике положения, выполненной в виде кольцевой катушки, распопоженной соосно с ротором, что приводит к росту габаритов цвигетепя,Цепь изобретения - обеспечение постоянства врещаюецего моменте по углу поворота ротора и снижение габаритов двигателя. 5 10 Е 5 20 25 упре ьпя ющие сигееапы ня котОреей поступают с суммирующих устройств 6 и 7,преобразующих сигналы датчика. Ня магнитопровоаях стятора 8 расположенысиловые обмотки 3 и 4 и уложенныевместе с ними обмотки 1 и 2 аатчикя.На роторе 9 с постоянными магнитамиустанозпена короткозамкнутая обмотка10 с витками, охватывающими по авяпопюса. Оси Обмоток датчика смещеныдруг относитепьно друга на угол (2 п)90 эл, гред. выполнены с синусно-ряспрецепенными витками и шагом, вдвое большешага сиповых Обмоток, благодаря чемумагнитная связь между обмотками датчика и сиповыми обмотками отсутствует(синусное распределение витков не показано). Каждая издвухобмотокдатчикарасположена не отдельном секторе мегнйтопровода 8,Эпектроцвигетепь работает спедующимобразом.К обмоткам 1 и 2 датчика подводится переменное напряжение. При поворотеротора 9 ток в обмотках изменяетсявспецствие изменения магнитной связиобмоток датчика с короткоземкнутой обмоткой 10 ротора. Синусное распределение витков обмоток позволяет получить моаупяцию тока в них по законам 51 ЕеЧи С 05 т (гае Ч- угол поворота в эл.град) с постоянной составляющей. В суммирующих устройствах 6 и 7 выделяютсл огибающиекоторые усиливаются уси Поставпенная цепь достигается тем, что цетчик положения имеет две обмотки, сдвинутые по отношении друг к другу на (2-1) 90 эп,грац., выполненные с синусно-распределенными витками и подключенные к источнику переменного тока, каждая из обмоток упожене в оаном из секторов двигатепя вместе с сиповыми обмотками с шагом, вдвое превышающим шег силовых обмоток, гае е"е - пюбое целое число.Кроме того с. цепью упрощения схемы преобразования сигнал,ов датчика, оси обеих обмоток датчика смещены относительно осей силовых обмоток на 45 эл.грац.На фиг. 1 изображена электрическаясхема двигателя с преобразующими устройствами; на Фиг. 2 - развертка активной части авигатепя.Обмотки 1 и 2 датчика подключены к источйику перееченного напряжения, Силовые обмотки (обмотки якоря) 3 и 4 авигателя питаются через усипитель 5, 55 3540 4550 литепем 5 и испопьзуются цля питаниясиповых обмоток 3 и 4 цвигатепя.Магнитная связь межцу обмотками1 и 2 датчика исключается разделениеммегнитопровода на две самостоятельные,магнитно не связанные части, з вице двух секторов магнитопровоая с общим ротором, на каждом из которых располагается по одной обмотке датчика, или в вице авух самостоятельных двигателей с одной из обмоток датчика на кажцом. В любом спучае ориентировка обмоток датчике относительно сиповых обмоток должна обеспечить их взаимный сдвиг., эквивапентный сдвигу в пространстве на 90эп. грац,Для упрощения схемы обработки сигиепов с аетчике в сумматорах 6 и 7,гце Огибающая выаепяется путем спожения и вычитания сигналов с обмоток аатчика оси обмоток датчика смещены относительно сиповых обмоток не 45 эл, град. При этом суммирование даетЯ (ЕЕ (9.Е 450)+ СО 5 (Ч+ 45 ) = 1 2 С о 5 9752650 и полученный сигнал может без дополнительных преобразований использоватьсядля усиления. Аналогично при вычитаниисигналов с датчика получаем функцию пропорциональную 51 И 9.5дополнительно ограничение впия.нияобмоток датчике друг ня друга достигаетсяпри питании обмоток датчика переменнымтоком от источника с частотами, отличающимися на 3-10" друг от друга.В предлегяемом двигателе по сравнению с известным исключены дополнительные элементы конструкции, что позволяетуменьшить габаритьк сигналы с датчикаполучают в виде синуса и косинуса от углаповорота, что позволяет построить двухфазную систему, отличающуюся от известного малыми нульсециями вращающего момента, и испопьзовать двигатель, например,в качестве моментного. В выполненных 20образцах обмотка аатчикя занимает неболее 10 пазового пространства силовыхобмоток, что в целом привоаит к ростудиаметра двигателя ня 3",25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР И 392590, кп, Н 02 К 29/02, 1967 2. Авторское свидетельство СССР б 51 2545, кл. Н 02 К" 2 9/02, 1 970. 3. Авторское свидетельство СССР М 388338, кл, Н 02 К 29/02, 1968.Формул я изобретения 1, Вентильный эпектродвигятель, содержащий статор с размещенными на нем силовыми обмотками и обмотками летчика положения ротора, и ротором с постоянными магнитами и короткоземкнутой обмоткой, выполненной с числом полюсов, в две раза меньшим числа полюсов двигателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения постоянстваЭвращающего момента по углу поворота ротора и снижения габаритов двигателя, датчик положения имеет две обмотки, сдвинутые по отношению друг к другу на (2 п)90 эл,град. выполненные с синусно-распределенными витками и поаключенные к источнику переменного тока, каждая из обмоток уложено в одном из секторов двигателя вместе с силовыми обмотками с шагом, вдвое превышающим шяг силовых обмоток, гае 1- любое целое число.2. Электродвигатель по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цепью упрощения осемы преобразования сигналов летчике, оси обеих обмоток датчика смещены относительно осей силовых обмоток на 45 эл,град.7526504759/15 Тираж 783 Подписное ЦНИИПилиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4