Вентильный электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) И) 769 02 К 29/ ГОС ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У СВИДЕ ТВУ ЮТРР)Ь АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ БРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 1337942, кл. Н 02 К 29/00, 987,(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вавтоматике, в эвукоэаписывающей аппаратуре. Целью изобретения являетсяповьппение надежности. Для достижения.цели вентильный электродвигатель до" 2полнительно содержит ограничитель времени работы помехоподавителя.Функциональный преобразователь 4 формирует сигналы управления ключами 15, 16 по сигналам ЭДС вращения. Помеха, вызванная ЭДС самоиндукции при переключении ключей 15,16, копируется помехоподавителем, включающим пороговый узел 1 О, схему 9 сравнения и усилитель 6. В момент провала напряжения питания ложное срабатывание помехоподавителя исключается эа счет ограничителя времени работы помехоподавителя, включающего дифференциальный узел и таймер. 4 ил.149769Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике, звуконоспроизводящей и записывающей аппаратуре.Цель изобретения - повышение надежности нентильного электродвигателя.На Фиг.1 изображена Функциональная схема нентильного электродвигателя; 10 на фиг .2 - пример выполнения ограничителя времени работы помехоподавителя; на Фиг.3,4 - временные диаграммы напряжений при работе нентильного электродвигателя без ограничите ля времени работы помехоподанителя и с ограничителем времени работы помехоподавителя соответственно.Вентильный электродвигатель содержит ротор 1 (Фиг.1), статор с 20 обмотками 2 и 3, которые подключены ко входам Функционального преобразователя 4, содержащего каналы 5,6 с попомехоподавителями, Каждый из каналов функционального преобразователя 5 и 6 включает дополнительно ог - раничитель времени работы помехоподавителя, выполненный в виде последовательно соединеннь 1 х дифференцирующего узла 7 и таймера 8, выход ко торого подключен к дополнительному третьему входу схемы 9 совпадения помех подавителя. Первый вход схемы 9 совпадения соединен с выходом порогового узла 10, вход которого 35 соединен со входом интегратора 11 с насыщением и является входом канала 5 Функционального преобразователя 4.Ко второму входу интегратора 11 подключен выход усилителя 12, вход 40 которого подключен к выходу схемы 9 совпадения. Выход интегратора 11 подключен ко входу порогового деФтектора 13, выход которого подключен ко второму входу схемы 9 совпадения 45 и является выходом канала 5 Функционального преобразователя 4. Вход дифференцирующего узла 7 канала 5 функционального преобразователя 4 соединяется с выходом канала 6 функционального преобразователя 4, а вход диФФеренциального узла канала 6 Функционального преобразователя 4 соединяется с выходом канала 5. Выходы Функционального преобразователя 4 подключены ко входам логического устройства 14, выходы которого подключеиь 1 соответственно ко входам импульсных усилителей 15,16. О411 ифференпирующий узел 7 выполненн ниде последовательно включенныхФормирователя логического напряженияна транзисторе 17(фиг.2) последовательного сдвигающего регистра 18,у которого выходы первого и второготриггерон соединены со входами элемента 19 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого и янляется выходом дифференцирующего узла 7. Таймер 8 выполнен вниде последовательно включенных дво-,ичного счетчика 20 и КБ-триггера 21.Время работы таймера Д 1 определяется максимальной длительностью помехи во всех режимах работы нентильногоэлектродвигателя. По каждому Фронтусигнала с выхода канала 6 происходитизменение состояния на выходе транзистора 17. Первым тактовым импульсом после смены состояния на входесдвигавшего регистра 18 происходитзапись нового состояния в первыйтриггер сдвигающего регистра 18. Приэтом на входах элемента 19 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ возникают разные состояния ина его выходе Формируется лог."1"по длительности равная одному периоду тактовой частоты, так как вторымтактовым импульсом происходит записьнового состояния регистра во второйтриггер регистра 18 и на входах элемента 19 вновь появляются одинаковые состояния. Импульс с выхода элемента 19 устанавливает счетчик 20 всостояние лог. "0", а триггер 21 всостояние лог."1",После окончания импульса с выхо-да элемента 19 включается в работусчетчик 20, коэффициент деления Якоторого определяется по формулеИ=с Дй.Через И тактовых импульсов на выходе транзистора 17 возникает состояние лог."1", что приводит к изменению выхода триггера 18 в состояние лог."0", которое сохраняется до следующего изменения состояния сигнала на выходе канала 6.На фиг.3 и 4 приняты следующие обозначения: Б и У з - напряжения, действующие на обмотках 2 и 3 соответственно: е (й), е (С) - ЭДС обмоток 2 и 3 представлена синусоидальной зависимостью, где 0- напряжение питания; 11 ,р- напряжение срабатывания порогового устройства 1 О;97690 10 25 30 35 40 45 50 55 5 14- напряжение сравнения порогового детектора 13; д- время работы таймера.Вентильний электродвигатель работает следующим образом.Рассмотрим работу в двигательном . режиме при сбое источника питания ограниченной мощности без ограничителя времени работы помехоподавителя.При. вращении ротора двигателя в обмотках 2,3 статора наводятся ЭДС вращения е (с) и еэ(С). В момент времени= О (Фиг.3) на выходе порогового элемента 1 О сигнал отсутствует, поэтому на втором входе интегратора 11 сигнал также отсутствует. ЭЛС епереходит через нуль (е(С) ) 0), интегратор 11 выходит из насыщения и при Т = й, достигает порога срабатывания Ппорогового детектора 13, выходное напряжение которого изменяется на отрицательное. В соответствии с этим изменением логическое устройство 1 ч производит отключение импульсного усилителя 16, подключавшего обмотку статора 3 к отрицательному напряжению источника питания и производит включение импульсного усилителя 15, включая обмотку статора 2 на положительное напряжение источника питания. Знак е(1,) и Усовпадают, двигатель создает положительный момент, а ин - тегратор 11 переходит в насыщенное состояние.В интервале времени от , до пороговый узел 10 Формирует на входе схемы 9 совпадения положительное напряжениекоторое не совпадает по знаку с выходным напряжением де- тектора 13, поэтому выходное напря,жение 9 не изменяется.В момент ТС происходит очередное изменение включения обмоток двигателя в результате перехода е з(й) через нуЛь и изменения состояния ка" нала Функционального преобразователя 6 на противоположное.При отключении обмотки 3 от положительного источника питания в ней возникает ЭДС самоиндукции и открывает диод импульсного усилителя 16, замыкая ток через отрицательный источник питания. Время протекания этого тока определяется величиной Бпостоянной времени обмотки и величиной ЭДС вращения в обмоткеВ интервале времени от сдо 1 з состояние порогового узла 10 изменяетсяна противоположное, знак напряжениясовпадает со знаком напряжения с выхода детектора 13, при этом на выходесхемы 9 Формируется отрицательноенапряжение, которое через усилитель12 инвертируется, усиливается и ком -пенсирует действие напряжения Бна выходе интегратора 11. Пороговыйдетектор 13 не изменяет своего состояния. В интервале времени от 1 здо 1 сигнала на выходе пороговогоузла 10 отсутствует, е(Т)О. Ка выходах интегратора 11 и детектора 13напряжение сохраняется неизменным.В момент времени й происходит изменение знака ЭЛС вращения. В интервале времени от 1 до й происходят 20 аналогичные вышеописанным изменения состояний элементов схемы для отрицательной полуволны е (й).При возникновении сбоя источника питания в интервале времени от С.до С напряжение на выходе интегратора 11 не успевает измениться до уровня 11 а на выходе порогового уз, - ла 10 появляется напряжение, т.е. ЭЛС вращения по величине достигает напряжения питания и воспринимается как помеха. В момент времени С источник питания восстанавливается, но величина напряжения не нарастает до прежнего уровня, так как в этот момент времени ЭДС вращения в обмотке 3 низка и ток ограничивается источником питания. При этом произойдет компенсация ЭЛС вращения помехоподавителем до момента времени , пока ЭДС вращения не будет ниже П. В интервале времени от С з до 1 интегратор11 с насищением изменяет свое напряжение до уровня Б,. В момент времениС,о происходит изменение напряженияпорогового детектора 13 на отрицательное и вновь отключается импульсныйусилитель 16, включается импульсныйусилитель 15. При этом ЭДС вращенияв обмотке 3, как видно на Фиг.3,уже нарасла до уровня напряжения питания, т.е. процесс становится периодическим. Поскольку коммутация сдвинута, ЭДС вращения в основном не совпадает по знаку с питающим напряжением, возникает тормозной режим. Суменьшением частоты вращения двигате.ля амплитудное значение е (1) и е з(й)падает, что приводит к изменению временных интервалов. Момент временинаступает раньше и двигатель выходит из такого режима работы.Рассмотрим работу электродвигателя при сбое источника питания ограни 5 ченной мощности с учетом работы ограничителя времени работы помехоподавителя.В интервале от 0 до Сз ограничитель времени работы помехоподавителя не влияет на работу вентильного электродвигателя, так как момент появления напряжения от действия помехи на выходе порогового узла 1 О и импульса с выхода таймера 8 на 15 вход схемы 9 совпадают по времени, а время действия помехи меньше длительности импульса с выхода, таймера 8 (фиг.4).При сбое источника питания в мо мент временипроисходит уменьшеГние напряжения питания. В момент вре - мени Г на выходе порогового узла 10 появляется напряжение из-за увеличения ЭДС вращения до напряжения 25 питания. Однако на третий вход схемы 9 совпадения с выхода таймера 8 приходит нулевое напряжение, на выходах схемы 9 и усилителя 12 напряжение также отсутствует. Вследствие этого помехоподавитель не компенсирует ЭДС вращения на входе интегратора 11 и изменение коммутации вентильного электродвигателя происходит в выше-. описанной последовательности независимо от сбоя источника питания. В момент времени С источник питания начинает восстанавливаться и вентильныйэлектродвигатель восстанавливает работоспособность.Таким образом, эа счет ограничения времени работы помехоподавителя повышается надежность работы вентиль- ного электродвигателя путем обеспечения его работоспособности при сбое источника питания.ф о р м у л а и э о б р е т е н и яВентильный электродвигатель по авт,св. У 1337942, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в каждый канал функ-. ционального преобразователя с помехоподавителем введен ограничитель времени работы помехоподавителявыполненный в виде последовательно соединенных дифференцирующего узла и таймера, а схема совпадения помехоподавителя снабжена даполнительг ным входом, подключенным к выходу таймера, вход дифференцирующего узла подключен к выходу другого канала функционального нреобразователя.,4 Составитель А.ИвановРедактор А.Долииич Техред М.Ходанич Корректор М .Шар ираж 646 дп Гагарийа, 10 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Узго Заказ 4453/53 ВНИИПИ Госуда венного комитета113035, Москва,о изобретениям 35, Раушская и оеоткрытиям при ГКНТ СССРд. 4/5