Вентильный электродвигатель

828930 жения ротора.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, содержащее ротор, статорс обмоткой якоря, секции которойсоединены с выходом инвертора, управляющие цепи ключей которого соединены через логическую схему с вторичной обмоткой датчика положенияротора, выполненного в виде фаэорегулятора с числом полюсов, равным числу полюсов ротора, трехфазная первичная обмотка датчика соединена свыходом трехфазного источника повышенной частоты,Недостаток двигателя заключаетсяв больших пульсациях скорости вращения его ротора. 25Целью изобретения является повышение равномерности вращения,Поставленная цель достигаетсятем, что логическая схема содержитдва формирователя прямоугольныхЗОтрехфаэных. сигналов и вычитающийблок в трехфазном коде, вторичнаяобмотка фазорегулятора выполненатрехфазной, причем .первичная обмотка фазорегулятора соединена с входом35первого формирователя, вторичнаяобмотка соединена с входом второгоформирователя, а выходные шины первого и второго формирователей соединены с входами вычитающего блока,4 Овыходные шины которого соединены суправляющими цепями ключей инвертора. 5 О ные напряжения по синусоидальному закону ИИМ, что обеспечивает равномерное вращение вектора напряжения статора и высокую плавность движения.Недостатком двигателя является сложность конструкции датчика полоНа фиг,представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - положения векторов напряжения статора и потока возбуждения для пяти случаев; на Фиг. 3 - принципиальная схема вторичного блока; на фиг. 4 - эквивалент ные многофазному (трехфаэному) коду цифровые сигналы обычного цифрового кода на выходных шинах первого Формирователя трехфазных сигналов А и на выходных шинах второго формирователя В: а, когда угол меяду первичными обмотками фазорегулятора и выходными обмотками равен нчлю и меньше /3; б, когда угол между этими обмотками ц/3 и меньше 2 в/Зр в когда угол между этими обмоткамие 2 /3 и меньше ; г, когда угол между этими обмотками й и меньше 4 Н/3; д когда угол между этими обмотками 4/3 и меньше 5/3; е, когда угол между этими обмотками 5 /3 и меньше 2 яСлева от этих цифровых сигналов приведены значения разности между сигналами А и В; на фиг, 5 - угловые (временные) значения ныходных напряжений П , 11,трехфазного мостового инвертора.Выходные шины трехфазного мостового инверторасоединены с обмотками статора трехфазной синхронной машины 2. На валу двигателя установлен регулятор 3, число пар полюсон которого равно числу пар потпосов двигателя 2, Первичные обмотки 3 подключены к высокочастотному источникутрехфазного синусоидального напряжения-Ц и к входным шинам первого9формирователя прямоугольных трехфаз"ных сигналов 4. Выходные обмотки 3подключены к входным шинам второГоФормирователя прямоугольных трехфазньгх сигналов 5 Выходные шины 4 и 5подключены к входу вычитающего блока 6, выходные шины которого соедицены с управляющими входами силовыхэлементов мостового инвертора.Схема вычитающего блока (фиг, 3)состоит из квадратной матрицы 7 размерами 33, н узлах которой установ-лены двухвходовые элементы И, Первые входы элементов И квадратной матрицы соединены с выходными шинамипервого формирователя трехфазныхпрямоугольных сигналов А = А, А,А. Вторые входы элементов И соединены через блок 8 логического дейифрования с выходными шинами второгоформирователя трехфазных прямоугольных сигналов В = В 1, В, В, Выходные шины элементов И каждого столбца матрицы соединены с входными шинами трехвходовых элементов ИЛИ. Выходные шины матрицы 7 соединены свыходом вычитающего блока через инвертирующий блок 8, управляющий входкоторого, соединен с входной шинойВ, логического дешифратора, Логический дешифратор 9 формирует на выходных шинах сигналы по следующему ло гическому закону5 8Вычитающий блок выполняет арифметическую операцию вычитание двухчисел А и В, заданных в многофазном(трехфазном) коде.При положении потока ротора Р,(фиг. 2) включаются силовые элементы инвертора, обеспечивающие расположение вектора напряжения 0 подуглом 90 град.эл. к вектору потока, При положении ротора и его пото"ка, когда угол между положениямиУ, й Ч составляет время С включения вектора в положение У к времениС включения в положение У, относити/3 -обся соответственно; С /Со ((Т = Со + С, - период частоты переключения); При положении ротора Рэ7/3 - 2 о 6это соотношение Со/С, =- 1 2и т,д. В положении Р , когда уголмежду вектором потока ротораивектором 11, составляет 90 град. эл.,а п Р = и /3 = н /3 время включения- О.Таким образом, при любом положении ротора двигателя среднее значение угла между векторами потока ротора и напряжения статора сохраняется постоянным и равным 90 град, эл.,что обеспечивает высокую плавностьвращения ротора.Схема устройства работает следующим образом,При угловом положении ротора двигателя, когда обмотки статора и ротора фазорегулятора совпадают, изменение цифровых сигналов на выходеформирователей 4 и 5 (фиг. 1) происходит синхронно и разность этих сигналов соответствует цифре "0" навыходных шинах блока 6, Этому значению соответствует включение силовыхэлемейтов мостового инвертора (Бо= + 1, Б = -1, 0 с = О), когда вектор напряжения 11 располагается подуглом/2 к вектору потока роторадвигателя. При вращении ротора двигателя от 0 до значения 1/3 происходит периодическое появление на выходных шинах блока 6 цифровых сигналов "0", "1", Причем,при приближении ротора к угловому положению28930 45 50 5 10 15 20 25 30 35 40 7/3 время появления на выходе 6 цифры "1 " увеличивается, а цифры "0" уменьшается (фиг. 5), При угловом положении ротора я/3 (фиг. 4) разность между цифровыми сигналами А и В соответствует цифре 1 (Б - О, Б 1 = -1Ус = +1 ). Этому положению соответствует вектор напряжения 11 который расположен к вектору потока ротора под углом и /2, При дальнейшем вращении ротора двигателя от значения /3 до 2%3 происходит периодическое появление на выходных шинах блока 6 цифровых сигналов "1", "2". Причем, при приближении ротора к угловому положению 2/3 время появления цифры "2" увеличивается, а цифры "1" уменьшается, При угловом положении ротора 293 (фиг. 4 в) разность между цифровыми сигналами А и В соответствует цифре "2" (01 = -1, 1 В = О, У = + 1). Этому положению соответствует вектор напряжения 11 который расположен к вектору потока ротора под углом и/2 и т,д.Выходные сигналы мостового трехфазного инвертора представляют собой при этом модулированные по трапецеидальному закону напряжения,дУ , когда в каждой полуволне содержатся высокочастотные импульсы только одной полярности. При низких частотах вращения число этих импульсов большое, а при увеличении частоты вращения двигателя это число уменьшается, что соответствует оптимальному закону, обеспечивающему плавность движения и невысокие динамические потери в силовых элементах инвертора. Таким образом, устройство позволяет получить высокую плавность движения двигателя, когда среднее значе. ние угла между векторами потока ротора 6 и напряжения статора Б поддерживается неизменным. При этом форма выходного напряжения инвертора соответствует широтно импульсной модуляции (ШИИ) по трапецеидальному закону, близкому к синусоидальной ИПМ. Устройство отличается простотой датчика положения ротора и инвертора..г д,l;д I;Р .1,0.г./,г,1,г / г /;г.г.Гг,ю "г;Р г сяс.г,с,г,сгхс.х:с Ф:х.Ф Ф.х;ю 5 Ф.к и,Редактор Л, Письман ельский комбинат "Пате г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 роизводственноЗаказ 1692 ВНИИПИ Гос р у,Р / .г 1" .с" ./" рю Р(4-8/ Техред М.Моргентал Корректор И. Муск Тираж 438 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5