Вентильный электродвигатель

(50 СССРКРЫТИй ДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.2:62 1.382(088,8) и др, Вескантакоянного тока. Л,: р. Электропривадлем. - РЖ/ВИНИТИ,автоматизацияок, т. 4, 1974,(54) ВЕНТ (57) Изоб шийам с б преимуще ным двиг ния - по ИНЬНЫЙ ЭЛЕКТРОретение относесконтактной ктвенно к венттелям (ышение ДВИГАТЕЛЬится к эл, м оммутацией,ильным момен ВД). Це массога ь изобретеаритных пока(21) 3726707/24-07(56) Овчинников И.Етные двигатели постНаука, 1979, с. 270Мейстель А,М. ис вентильным двигатсер, Электроприводпромьппленных устанос. 217. зателей и равномерности вращенияВДсодержит транзисторы 1-8, образующиеинвертор 9, якорь с несимметричнойчетырехсекционной лучевой обмоткой,индуктор 10, датчик положения ротора(ДПР) с сигнальными элементами 11 ичувствительный элемент 12, функциональный преобразователь (ФП) 13. Инвертор подключен к источнику 14 постоянного така, который может иметьсреднюю точку для соединения с общейточкой секции якорной обмотки. Вторая, третья и четвертая секции якорной обмотки смещены относительно первой секции соответственно на 90, 135и 225 эл. град, что обеспечивает длякаждого положения ротора постоянствоэлектромагнитного момента а следовательно, и частоты вращения ротора.6 з.п. А-лы, 6 ил., 1 табл.= а Ь Ъ И аь ас ЗЛПРЕ 4а а а 4 АПРЕ 3 ас ЛИ-НЕ ЗАПР 6 ь= а + ас Ъ ЗАП Изобретение относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией секции якорной обмотки, в частности к низкоскоростным вентильнымэлектродвигателям (ВД) с повышеннойравномерностью вращения вала (моментным ВД), и может быть использовано,например, в звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуре.Цель изобретения - повышение массогабаритных показателей ВД и равномерности вращения его ротора,На фиг,1 изображена электрическаясхема ВД, на фиг.2 и 3 - активнаячасть ВД, примеры исполнения, нафиг,4 и 5 - логическая схема функцио,нального преобразователя (ФП), примеры исполнения, на фиг.б - циклограммысигналов чувствительных элементов(ЧЭ) датчика положения ротора (ДПР) 2 Ои выходных сигналов ФП.ВД (фиг.1) содержит ключевые элементы, например транзисторы, 1-8,образующие инвертор 9, якорь с несимметричной четырехсекционной лучевой 5обмоткой, индуктор 10, ДПР с сигнальными элементами 11 и ЧЭ 12 и ФП 13.Инвертор 9 подключен к источнику 14постоянного тока, который может иметьсреднюю точку. Для соединения средней ЗОточки источника с общей точкой секцийобмотки предусмотрен выключатель 15.Индуктор (фиг,2 и 3) выполнен двухдвухполюсным, состоящим из магнитомягкой втулки 16 и полюсов 17 - пос"35тоянных магнитов, Угловой размер полюсной дуги не менее 135 эл, град,Якорь на фиг,2 имеет магнитопровод 18 с восемью прямыми или скошенными пазами и уложенную в них диаметральную сосредоточенную обмотку 19.Якорь на фиг.3 содержит беспазовый (гладкий) магнитопровод 18 и уложенную на его внутренней поверхности диаметральную обмотку 19, Начала секций обмотки обозначены А, В, С, Р концы секций - Х, У, Е, М. Их общая точка обозначена буквой О. Все выводы обмотки расположены напротив соответствующих секций. Секции В, С и Р смещены относительно секции А соответственно на 90, 135 и 225 эл. град. В ДПР четыре ЧЭ 12 смещены друг относительно друга так же, как и секции обмотки, а сигнальный элемент 11 выполнен с угловым размером 180 эл,град (фиг,1), Положение сигйального элемента относительно ЧЭ на фиг. 1 соответствует положению индуктора относительно якоря на фиг.2 и 3. ЧЭ соединены с входами восьмиканального ФП 13, Выходы каналов ФП соединены с управляющими электродами одноименных ключевых элементов 1-8 инвертора 9. Диоды обратного тока инвертора условно не показаны. Четыре выхода инвертора соединены с соответствующими началами секций обмотки.ФП 13 состоит из логических элементов ЗАПРЕТ, И, ИЛИ-НЕ (см. фиг.4 и 5), Структура и функции каналов ФП отражены в таблице. ое выражение для ватацииВЛ работает следующим образом.В результате взаимодействия ротора с якорем ротор вращается против часовой стрелки и с ЧЭ ДПР поступают логические сигналы а, аь, а, а на 5 ФП - угловое положение ротора), По сигналам с ЧЭ ФП вырабатывает сигналы Ъ, Ь ,, Ь управления инвертором (см. таблицу и фиг.6), Инвертор коммутирует секции якорной обмотки, и в них протекают токи (на фиг,2 и 3 знаки "+" и "." означают направление тока, а отсуствие этих знаков - отсутствие токов в секциях).В результате ротор, взаимодействуя с якорем, продолжает вращение, При этом для каждого положения ротора соблюдаются описанные условия обеспечения постоянства электромагнитного момента, а следовательно, и частоты враще 20ния ротора. Эти условия не соблюдаются строго лишь в случае, когда якорь выполнен беспазовым или со скошенными пазами и обеспечивается одновременная работа трех секций. Однако25и для такой конструкции якоря пульсация электромагнитного момента предлагаемого ВД меньше.Формула изобретенияЗ 01. Вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с четырехсекционной обмоткой якоря, первая,вторая, третья и четвертая секции которой соединены в звезду и подключены к цепи питания через мостовой инвертор, состоящий из первой, второй, третьей и четвертой ветвей, образованных соответственно первым и пятым,40вторым и шестым, третьим и седьмым, четвертым и восьмым ключевыми элементами, и устройство управления инвертором в виде последовательно соединенных по входу-выходу датчика поло жения ротора с сигнальными и чувствительными элементами и многоканального функционального преобразователя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения массогабаритных показателей и равномерности вращения ротора, вторая, третья и четвертая секции обмотки смещены относительно первой секции соответственно на 90, 135 и 225 эл, град. 552. Электродвигатель по п,1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что устройство управления инвертором выполнено с возможностью формирования открывающих сигналов в интервалах угла поворота ротора для первого ключевого элемента 0-135, второго 90-225, третьего 135-270, четвертого 225-360, пятого 180-315, шестого 270-45, седьмого 315-90, восьмого 45-180 эл, град.3. Электродвигатель по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что устройство управления инвертором выполнено с возможностью формирования открывающих сигналов в интервалах угла поворота ротора для группы, состоящей из первого, второго, пятого и шестого ключевых элементов, в виде последовательности импульсов длительностью 90 эл. град, сдвинутых друг относительно друга также на 90 эл, град, а для группы, состоящей из восьмого, третьего, четвертого и седьмого, - в.виде аналогичной последовательности импульсов, сдвинутой на 45 эл, град. относительно первой последовательности импульсов4. Электродвигатель по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что цепь питания выполнена со средней точкой, средняя точка цепи питания соединена с общей точкой секций, а. устройство управления инвертора выполнено с возможностью формирования открывающих сигналов в интервалах угла поворота ротора для первого ключевого элемента 0-135, второго 90-225, третьего 135- 270, четвертого 225-360, пятого 180- 315, шестого 270-45, седьмого 315-90, восьмого 45-180 эл. град.5. Электродвигатель по п.1, о т - и и ч а ю щ и й с я тем, что цепь питания выполнена со средней точкой, средняя точка цепи питания соединена с общей точкой секций, а устройство управления инвертором выполнено сф возможностью формирования открывающих сигналов для группы, состоящей из первого, второго, пятого и шестого ключевых элементов, в виде последовательности импульсов длительностью 90 эл. град, сдвинутых относительно друг друга также на 90 эл. град, а для группы, состоящей и восьмого, третьего, четвертого и седьмого, - в виде аналогичной последовательности импульсов, смещенной относительно первой последовательности импульсовна 45 эл. град.6. Электродвигатель по пп,2 и 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что3 12 второй, третий и четвертый чувствительные элементы датчика смещены относительно первого соответственно на 90, 135 и 225 эл. град, сигнальные .элементы датчика выполнены с угловым размером, равным 180 эл. град, первый, второй, четвертый, пятый, шестой и восьмой каналы функционального преобразователя выполнены в вице логического элемента ЗАПРЕТ, третий канал - в виде элемента И, а седьмой - в виде элемента ИЛИ-НЕ, причем прямые входы каждого из указанных элементов ЗАПРЕТ соединены с выходом одного чувствительного элемента, соответственно указанной последовательности перечисления каналов с первым, вторым, четвертым, третьим, четвертым и первым чувствительными элементами датчика, инверсные входы элементов ЗАПРЕТ соединены соответственно указанной последовательности перечисления каналов с третьим, четвертым, первым, вторым и четвертым, чувствительными элементами датчика, первый вход каждого из элементов И, ИЛИ-НЕ соединен с вторым чувствительным элементом, а второй вход элемента И, ИЛИ-НЕ - с третьим чувствительным элементом дат" чика.7. Электродвигатель по пп.3 и 5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что второй, третий и четвертый чувс.тви 70846тельные элементы датчика смещены относительно первого соответственно н90, 135 и 225 эл. град, сигнальныеэлементы датчика выполнены с угловымразмером, равным 180 эл, град, первый, третий, пятый и седьмой каналыфункционального преобразователя выполнены в виде логического элементаЗАПРЕТ, второй и четвертый каналы - 1 О в виде элемента И, а шестой и восьмой - в виде элемента ИЛИ-НЕ, причемпрямые входы каждого из указанных , элементов ЗАПРЕТ соединены соответственно указанной последовательности 15 перечисления каналов с первым, третьим, вторым и четвертым чувствительными элементами датчика, инверсныевходы элементов ЗАПРЕТ указанной последовательности перечисления каналов 20 соединены с выходом одного чувствительного элемента, соответственно с вторым,четвертым, первым и третьим чувствительными элементами, первый вход второго и шестого каналов соединен с вы ходом первого чувствительного элемента, второй вход каждого из этих каналов соединен с выходом второго чувствительного элемента, первый входчетвертого и восьмого каналов соеди нен с выходом третьего чувствительного элемента, второй вход этих каналов соединен с четвертым чувствительным элементом датчика.1270846 Составитель А,Санталоведактор А.Огар Техред Л, Олейник, Корректор В.Бутяг одписное каз 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 50/55 ЗНИИПИ Госу по делам 13035, Моск