Способ управления электродвигателем с ротором из магнитотвердого материала и устройство для его осуществления

Союз СоветскихСоциалистическимиРеспубпик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ЙЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н,736327(23) Приоритет по делает изобретений и открытийДата опубликования описания 28 05 8(Э(72) Авторы изобретения Б. Л. Делекторсютй, В. 11. Тарасов ц 10. И. Тарасов ОСКОКСКцй Орден 1 СндЧа Эце(ЭГтццоеццц цце фу"(54) СПОСОБ УПРАВЛБ 11 ИЯ ЭЛ 1"1:ТЕО 1811 ГЛТ 1 ЛГ" С 1-ОТОРОМИЗ МЛГНИТОТВГ 1 ДОГО МЛ Т 1-1 11 Л.1. 11СТРО 1 1 СТВОДЛЯ ЕГО ОСУ 1.ПЕСПЗЛ 1,НЯ 1 О 3Изобретение относится к электротехнике а именно к бесконтактному управляемому микроэлектроприводу, включающему синхронный электродвигатель с магцитотвердым ротором. Известно, что для сохранения энергетических тюказателей электродвигателей при изменении их нагрузки необходимо регулировать магнитный поток возбуждения в достаточно широких пределах 1 ТКроме того, регулирование возбуждения требуется при частотном регулировацли скорости врашеция электродщтателя, а также при изменении напряжения питания.Известен способ регулирования путем изменения сопротивления магнитному потоку 12 з, Этот способ не получил широкого распространения из-за увеличения размеров и массы двигателя, усложнения конструкции и технологии изготовления машины. 11 звестец способ стабилцзсшцц магниткого состоюця кра 1 цаюшагося ротора(э 1-юигцичеццостэт ротора) состояшийв том., что ца основное напряжение ццташтя двигателя накладывают перцодичсскце одно олярцые тмцульсчые напряжения с частотой, меньшей основной 33 .Устройство для его реализации содержит электродвигатель с к агтлтстке 1 дым роттэ)юм, подключенный к преобразователю генератор импульсов (называемый в дале;пейшем возбудителем), который подключен своим выходом к фазам двигателя, а входом через делитель частоты соедипец с преобразователем, Для контроля магнитного состояния ротора может использоваться датчик магнитного потока.Этот способ ц устройство является наиболее блцзкэЫ к изобретению по техцпческой сущности и доСтцгаемому резуэьтату.Недостатком цзвестцого способа н уст 1 зойства является цалцчце ццсзкцх эцергетическцх показателей бсскоцтакткундной площади по второму синдроимпульсу образуется и соответствии с заданной программой импульс большейвольт-секундной площадц и т.д. Эти импульсы поступают на возбудитель 10, врезультате чего на фазы двигателя 7подается серия импульсов напряжения, вкоторой каждый последукнций импульсимеет большую вольт-секундную площадь,чем предыдущиЙ, причем каждый из нихсфазирован относительно основного напряжения питания. Как только уровеньпотока ротора достигнет заданного зна-чения с учетом поля его допуска, такна выходе "стоп дискриминатора 15появл."ется логический сигнал "О, который не только запрещает дальнейшуюобработку программы в формирователе 11,но и переводит его в исходное состояние. Вследствие этого подача серии импульсов прекращается, а формировательее оказывается подготовленным к выработке следующей серии. Иа этом циклрегулирования потока ротора заканчивается.Если теперь потребуется увеличитьпоток до максимального значения, тосерия импульсов начинается вновь симпульса наименьшей вольт-секунднойплощади, но число импульсов в секачибудет больше, чем в первом случае.Процесс регулирования потока роторена уменьшение осуществляется аналогично, Отличие лишь в том, что навыходе "регулирование" дискриминатора15 появляется логический сигнал О",который, поступая на инвертирующийвход 14 фазосдвигающего устройства 13,изменяет фазу синхроимпульсов на180 эл.град. по отношению к той фазе,которая была установлена при увеличении потока ротора,Схемная реализация блоков устройстваможет быть различной. Например, программный формирователь 11 серий импугпсов, вольт-секундная площадь которыхизменяется лищь за счет изменения ихдлительности, можно выполнить следукнпимобразом.Ждущий мультивибратор и сдвигающийрегистр (распределитель) объединенысвоими входами запускающим и тактирующим соответственно. На эти входыподается синхроимпульс с фезосдвигаюшего устройства 13, Каждый разряд рьгистра, кроме одного, изменяет величинусопротивления во времязадеюшей ВС -цепиждущего мультивибратора. С поступлением каждого очередного синхроимнульса 5 736327 6Устройство для реализации предлагаемого способа состоит из двигателя 7 смагнитотвердым ротором, подключеннымк преобразователю напряжения 8, которыйсоединен с делителем 9 частоты, возбудителя 10, включенного на фазы двигателя 7, который управляется от формирователя 11 серий импульсов. Междусинхронизирующим входом 12 формирователя 11 и выходом делителя 9 частоты включено фазосдвигающее устройство13, инвертирующий вход 14 которого соединен с логическим выходом "регулирование двухпорогового дискриминатора 15. Второй выход стоп" дискриминатора 15 связан с командным входом 16формирователя 11. По одному из входовдискриминатор 15 управляется от датчика 17 магнитного потока, а два других его входа используются для заданияуставок потока фи поля его допуска аф.Эаи уставил могут программщюваться.Устройство для реализации предлагаемого способа работает следующим об 25разом. При подаче питания к элементамустройства двигатель начинает вращаться. Пусть требуется увеличить намагниченность вращающегося ротора, например,от фп,; до Ф (см.фиг.1). Исходныизоуровень потока ротора измеряется датчиком 17, выполненным, например, набазе элемента Холла. Выходное напряжение датчика 17 поступает на двухпоро. говый дискриминатор 15, где сравнивается с напряжением, пропорциональным требуемому потоку ф, . Если исходный уровень потока оказался меньше,чем требуемьдЗ, то на выходах "регулирование" и "стоп с дискриминатора 15и о4 Опоявляются логические сигналы 1 которые поступают на инвертируюшийвход 14 фазосдвигающего устройства 13и на командный вход 16 формирователя11 соответственно. В результате этого в формирователе 11 разрешается45отработка программы по формированиюсерии импульсов, а фаза этих импульсовустанавливается устройством 13 такой,ч тобы они были намагничиваюшими,50Выходные импульсы делителя 9 частоты, частота которых кратка частотенапряжения питания, проходят через фаэосдвигаюшее устройство 13 и поступанлна синхронизируюший вход 12 формиро 55вателя 11. С поступлением синхроимпульса, первого после подачи на вход 16разрешающей команды, формирователь 11выдает импульс наименьшей вольт-се7363 запускается ждущий мультивибратор,включается следующий разряд регистра,в результате чего изменяется величинасопротивления в 1. -цепи, и, следове -ТЕЛЬНО, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ВЫХОДНОГО ИМПУЛЬса мультивибратора, Один из разрядоврегистра используется как установочнь(й,он характеризует исходное состояниеформирователя 1 1, Разряд регистра следу 1 оший по порядку за установочным,10вкл 1 очеет сопротивление наименьшейвеюп(чины, поэтому каждая последующаясерия импульсов начинается с импульсанаименьшей вольт - секундной плошади.Максимальное число импульсов всерии равно числу разрядов регистра завнчетом одного, а порядок изменениядлительности импульсов можно устеновпть л 1 обым,Импульсный возбудитель 10 можно 2 Овьп 1 ол 1 п 1 ть, напр 1 пмер, в виде подзаряжаемой до постоянной величины напряжения емкости включенной последовательно с управляемым ключом - транзистором, Ц таком Виде Возбудитель удОбносочлепять с программным формирова.телем 11 О 1(ксенн 1 д,( Вьпце,Предлегнемое иэо(рете 1 ьче позвол 11 стустраните ОсноВной недостаток двигетелеи с магн 11 тотвердь 1 М роторомневозможность регулирования в нем пото"ка возбуждения, 1 ек ке; частота им 11 у 1"ьсов при:.ерно на порядок ниже основной1 естэты пита 1(ич е частоте серии импуль"сов ниже еше на порядок, то бьст 1,одейсти(е регулировав(ия ограничено, Поэтому данное предложение пред 11 очтительнодля И 1 ерционного привода, Оно можетнайти применение в синхронном микроП 1 иводе, В частности В микроскопь(ческо 11 дприводе. Ф О р м у л е и э о б р е т е и и Я 1, Способ управления электродви 1 ателем с ротором из метнптотвердого материала, зек 11 ючающийся в наложе ц 1 и ча основное напряжение питания сте".Ора Однополярных импульсов с частотои меньп 1 ей основной частоты П 11 тения элект(1 27 8родвигателя, о т л и ч в ю ш и й с я тем, что, с целью повышения энергетических показателей при изменешщ нагрузки, частоты и напряжения питания, регулируют намагниченность вращающегося ротора путем формирования из указанных однополярных импульсов серии импульсов с увеличивающейся по заданной программе вольт-секундной площадью каждого последующего импульса в серии, в интервалах между пмнульсеми измеря 1 от уровень намтничен 11 ости ротора, прекращают последующие импульсы в ссрии, если измеренный уровень намагниченности от предыдущего импульса попадает в установленные предель 1, и изменяют на 180 эл, град. фазу им 11 ульсов в последующей серии, если В процессе предыдущей серии намагниченность ротора превысит уст ановленные предель.",2. Устройство для реализации способа по и. 1, содержащее электродвигатель с ротором из магнкдотвердого материала, датчик его магнитного потока, возбудитель включенный на фазы двигателя, преобразователь, подключе(алый к двигателю, и делитель частот 11, О т л и- и а к; ш е е с я тем 11 то В нето Введен: 1 двухп ро одвый д;-чри 1, (Н 1(етор программный ;:юрмирователь серии импульсов и фазосдвитающсе 1 стройство, включенное между делителе.и чстоты и программным формирователем сер 1 п 1 импульсов, Вьтод которого соегд(нен с возбудителем, причем датчик магнитного потОка подклю 1 ен к двухповоговому дискриминатору, один выход которого сое- ДИНЕН С ПРЮГРам(НЫМ фОРМНРОВЕТЕЛИ( серии импульсов, а дру(ой - с фезосдви а 1 11 Д 1 пи ус тройс вом;г 31 П.1 И 1(Р (, Р 11 ггиПРИ 11 Я 11 Е ВО ВПИМВ:(ИЕ ПОИ ЭКСПЕРТИЗЕажиов Д, 1., 3 ЧЕ 1, тр(ЧЕГК 1 ъ МЕ щинь 1. М.,Энергия, 1969, с, 131-135,2, Балагуров В. А, и др, Электрические ме 1 щ(н 11 с постоянными магнитами, М.,Энергия, 1964 с, 85-86.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Мо 1818235107кл. Н 02 Р 1/10, 1(."72.736327 Фие 2 Составитель а д М, Петко Корректор М. Пож ф каз 2444/46 ний Ра ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 7 ЦНИИПИ Государс по делам кзобре 113038, Москва,: Ж Подписноеомитета СССоткрытийскан наб., д. 4