Вентильный электродвигатель

(50 4 Н 02 Р 6 02 Н 02 К 29 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ напврагоФазолектродвигателе ерекл кости ючением го Фаз анальн ия. На ряжения питания е щателя 5 с помощь переключателя 7 н вращатель 5 питан трех пряе е пос упаЮсю 4 ь РЫ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СГСРР 481968, кл. Н 02 К 29/06, 1975.Авторское свидетельство ГССРУ 1221699, кл. Н 02 К 29/00, 1985.(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностейпутем обеспечения Формирования дополнительной информации о координатах управления в системе электропривода. Цель достигается в вентильном от высокочастотного генератора 9 через делитель 8 частоты, либо черезФормирователь 1 О пилообразного напряжения и блок 11 сравнения. Сигналы с выхода фазовращателя 5 черезблок 4 выделения Фазового сдвига идвухканальный переключатель 3 напряжений подаются либо на вход преобразователя 2 частоты, либо на входыблока 13 вычисления угловых координат и блок 14 определения направления вращения ротора синхронногоэлектродвигателя 1, что в дальнейшемможет быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя и реверсирования, 7 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к нентильным электродвигателям, и может быть использовано в системах следящего поэиционного электропривода.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностЕЙ путемобеспечения Формирования дополнительной информации о координатах для 10управления в системе электропривода,На Фиг, 1 изображена структурнаясхема вентильного электродвигателя;на фиг, 2 и 3 - векторные диаграммыпитающих напряжений емкостного Фазовращателя в режиме определения основных координат электродвигателя и врежиме управления частотой вращениясоответственно; на фиг, 4 - выходнаяхарактеристика емкостного Фазовращателя, используемого при работе в режиме определения основных координатэлектродвигателя; на Фиг 5 - выходная характеристика емкостного Фазовращателя, используемого при управлении вентильным электродвигателем; наФиг. 6 - эпюры напряжений, поясняющие работу вентильного электродвигателя; на Фиг, 7 - эпюры напряжений,поясняющие работу Формирователя пилообразного напряжения,Вентильнь 1 й электродвигатель содержит синхронный двухфазный электродвигатель 1 (Фиг 1), якорная обмотка ко торого подключена к выходам полупроводникового преобразователя 2 частоты, входы управления которого подключены к двум основным выходам двухканального переключателя 3 напряже ний, два основных входа которого подключены к выходам блока 4 выделения Фазового сдвига, два основных входа ,которого соединены с выходами датчика положения ротора, выполненного в виде емкостного Фаэовращателя 5, а опорный вход блока 4 соединен с выходом опорного сигнала блока 6 Формирования синусоидальных напряжений, выходы которого подключены к входам емкостного фазовращателя 5. Три ос.новных входа блока 6 подключены к трем выходам трехканального переключателя 7 напряжений, а опорный входблока 6 подключен к дополнительному выходу первого делителя 8 частоты, три основных выхода которого подключены к основным входам трехканального переключателя 7 напряжений, Вход делителя 8 частоты попключен к выходу высокочастотного генератора 9Вход Формирователя 10 пилообразного напряжения подключен к дополнительному выходу первого делителя 8частоты, а выход подключен к одномувходу блока 11 сравнения, на второйвход которого поступает сигнал управления частотой вращения, Два выхода блока сравнения подключены кпервым двум дополнительным входамтрехканального переключателя 7 напряжений, третий дополнительный входкоторого соединен с дополнительнымвыходом первого делителя частоты ивходом второго делителя 12 частоты,выход которого подключен к управляющим входам трехканального 7 и двухканального 3 переключателей напряжений, Вентильный электродвигательсодержит также блок 13 вычисленияугловых координат, один вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора 9, а другой подключен к одному из двух дополнительныхвыходов двухканального переключателя 3 напряжений, который дополнительными выходами подключен к одному блоку 14 определения направления вращения,формирователь 10 пилообразногонапряжения предназначен для преобразования последовательности однополярньж импульсов с частотой го впоследовательность пилообразных импульсов 11с частотой 2 ГО (Фиг.),Второй делитель 12 частоты представляет собой делитель на четыре, Наего вход поступает последовательностьП на выходе Формируется последовательность К (фиг,6).Блок 14 определения направлениявращения выполнен в виде триггера сраздельными входами.Вентильный электродвигатель работает следующим образомПоследовательность импульсов высокой частоты г (Фиг,6) с выходагенератора 9 поступает на вход первого делителя, на выходах которого имеют место четыре последовательностиимпульсов 11 11, ц, 11, 11, (Фиг,2),причем У , принимается за опорную,- инверсна относительно 11а последовательности 11 и Пз сдвио зонуты относительно опорной на + /2и -Р/2 соответственно, Последовательность импульсов поступает на входформирователя 10 пицообраэцог цлцряжецця, ца выходе которого имеет место напряжение И(фиг.5), п ступающее на один из выходов блока сравнения, ца другой вход которого подается управляющее цапряжениеНа выходе блока 11 имеют местодне последовательности импульсовП и (1 инверсных одна относительно эо фно другой и сдвинутых по фазе наугол 1относительно послед( о1,7,э 1довательности (1, . Векторные диаграммы последовательностей И, П иН" приведены на фиг, 3.На выходе трехканального переключателя 7 напряжений в зависимости отнапряжения 11 имет место последовательности 11, П П , и ц эили последовательности 1 , Н ",И, и 1 У,Блок 6 формирует синусоидальцыенапряжения 11, ПП , П , которыеэфиспользуются для питания датчика положения ротора на основе емкостцогофазовращателя 5,Выходные сигналы фазовращателяН выл и П ыпредставляют совык,бой два синусоидальньж сигнала сдвинутых по фазе один относительно другого на й/2 (для двухфазной электрической машины),Блок 4 выделения фазового сдвигапозволяет вьщелить в виде двух последовательностей импульсов ,ифазовый сдвиг между 11 О и 13 еса также между 11 и 11 ы -(фиг.5),Длительности импульсов ,и ". навыходе этого блока равны сдвигу фазИ, и д выходных сигналов фаэовращателя относительно опорного По,.Прн переключении напряжения блоком 7 будет изменяться питающее напряжение фазовращателя 5 и, следовательно, его выходная характеристика.Так, для питающих напряжений фазовращателя, векторная диаграмма которыхприведена на фиг,2, выходная характеристика у (4 ) изображена нафиг,4, Для питающих напряжений, векторная диаграмма которых приведенана фиг.З, выходная характеристикаизображена для различныхнафиг.5.Для получения информации об угловом положении ротора электродвигателя предпочтительнее использовать фазовращатель в режиме, обеспечивающемвыходную характеристцку с;( изображенную на фиг,4, Режим фаэонращателя, обеснечиваюций выходную характеристику (а, изображенную нафиг,., предпочтительно использоватьдля управления частотой вращенияэлектродвигателя, что можно достичь,изменяя ц при помощи блока 11,Дпячередования во времени этих двухрежимов работы емкостного фаэовращателя и предназначен трехканальныйпереключатель 7 напряжений,Двухканальный переключатель 3 передает сигналы Г, и 7, либо напреобразователь 2 частоты, либо наблок 14 определения направления вращения и блок 13 вычисления угловыхкоординат, При питании фаэовращателя 10 15 20 напряжениями, векторная диаграмма которых изображена на Жиг.З, последовательности Г, ипоступают на полупроводниковый преобразователь 2 частоты. При питании фаэовращателя напряжениями, изображенными нафиг.2, последовательностии Р 2поступают на блок определения направления вращения, а одна из последова-,тельностей , или 7 поступает наблок вычисления угловых координат.Направление вращения Ядп (и определяется в блоке 14 сигналом навыходе триггера, на вход которого посигналу одной иэ последовательностейилизаносится другая,Угловые координаты вычисляютсяв блоке 13 путем заполнения импульсов , или, длительность которых пропорциональна фазовому сдви" 25 ЗС 35 гу напряжений П ы, или П е,относительно опорного сигнала П , высокочастотными импульсами Ггенератора 9,40 Таким образом, периодическим иэ 45 сигналов о направлении вращения и угловых координатах, тем самым достигается расширение функциональных воэможностей для использования в системах электропривода. 50 55 Формула изобретения Вентильный электродвигатель,содержащий синхронный двухфазный элект менением питающих напряжений емкост,ного фаэовращателя обеспечиваются управление частотой вращения вентиль- ного электродвигателя и определениеродвигатель,якорная обмотка которогоподключена к выходам полупроводникового преобразователя частоты сдвумя управляющими входами, двухканальный блок выделения Фазового сдвига, два основных входа которого соединены с выходами датчика положенияротора, выполненного в виде емкостного Фаэовращателя, установленногона валу электродвигателя, а опорныйвход блока выделения Фазбвого сдвигасоединен с выходом опорного сигналаблока формирователей синусоидальныхнапряжений, выходы которого подключены к входам емкостного Фаэовращателя, а вход связан с дополнительным выходом первого делителя частоты, подключенного к выходу высокочастотного генератора, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасщирения Функциональных воэможностей путем обеспечения дополнительной информации о координатах управления, используемых в системе электропривода, в него введены Формирователь пилообразного напряжения, блоксравнения с прямым и инверсным выходами, второй делитель частоты, управляемцй трехканальный с четырьмя основными, двумя дополнительными иуправляющим входами и двухканальныйс двумя основными и двумя дополнительныии выходами переключателя напряжений, блок определения направле"ния вращения и блок вычисления угловых координат, причем два основныхвхода двухканального переключателянапряжений подключены к выходам блока выделения Фазового сдвига, два осионных его выхода подключены к входам управления полупроводниковогопреобразователя частоты, два дополнительных его выхода соединены с входами блока определения направлениявращения, а управляющий вход соединенс выходом второго делителя частоты ис управляющим входом трехканальногопереключателя напряжений, три выходакоторого подключены к трем основнымвходам блока Формирования синусоидальных напряжений, три основных входа подключены к трем основным выходам первого делителя частоты, а тридополнительных входа - соответственно к прямому и инверсному выходамблока сравнения и к дополнительномувыходу первого делителя частоты,входу второго делителя частоты и опорному входу блока Формирования синусоидальных напряжений, при этом блоквычислений угловых координат первымвходом подключен к одному из дополнительных выходов двухканального переключателя напряжений, а вторым -к выходу высокочастотного генератора, дополнительный выход первого делителя частоты соединен с входом формирователя пилообразного напряжения,выходом подключенного к одному извходов блока сравнения,1492443Составитель М.Сон Редактор А.Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор Н.КорольЗаказ 3891/55 Тирал 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 лп ььы113035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул. Гагарина, 101