Вентильный электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K29/02 

(54 } ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике

Известны вентильные электродвигатели (ВД), секции якорной обмотки которых подключены к источнику питания через последовательно включенные транзисторы коммутатора и регулирующий ор.ран. Управляющий вход регулирующего органа подключен к выходу сравнивающего устройства, на входе которого действуют сигналы задатчика и измерителя частоты вращения С 1.

Нгеиболее близким по технической сущности являются ВД, в которых в качестве измерителя частоты вращения используются секции якорной обмотки двигателя, подсоединенные через диодный выпрямитель и резистор к входу сравнивающего устройства 23.

Недостатками известных ВД являются относительная невысокая точность стабилизации частоты вращения и малый диапазон регулирования из-за iневысокой крутизны сигнала, пропор- . ционального частоте вращения ротора, на входе сравнивающего устройства и из-за наличия значительных по амплитуде пульсаций этого сигнала.

Цель изобретения - устранение отмеченных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что диоды выпрямителя измерителя частоты вращения соединены между собой попарно последовательно-встречно, точки соединения диодов разных пар подсоединены к выводным концам секций обмотки изме10рителя частоты вращения, а общие точки соединения диодов каждой пары через резисторы подсоединены к входу сравнивающего устройства.

На фиг. 1 представлена схема

15 предлагаемого ВД; на фиг. 2 --временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Электродвигатель содержит секции 1-3 якорной обмотки, транзис20тор 4-6 полупроводникового коммутатора, диоды 7-12 измерителя частоты вращения, резисторы 13-16, сравнивающее устройство 17, регу лирующий орган 18, задатчик 19 час25тоты вращения. Питание ВД осущестг вляется от источника 20 постоянного напряжения.

Секции 1-3, сдвинутые между собой в расточке статора на 120 эл. граду30сов, через транзисторы 4-6, управляемые по сигналам датчика положения ротора (не показан), подключены к зажимам источника питания 20. Функции измерителя частоты вращения двигателя выполняют секции 1-3 якорной обмотки ВД совместно .с диодами 7-12 и резисторами 13-16. При подаче сиггала управления от задатчика 19 частоты вращения на вход сравнивающего устройства 17, регулирующий орган 18, подключенный к зажимам источника 20 питания, вырабатывает напряжение, пропорциональное сигналу управления, для питания ВД. Транзисторы 4-6 по сигналам датчика положения ротора начинают поочередно коммутировать токи в 1-3 якорной обмотки двигателя. В результате взаимодействия тока секций с магнитным полем индуктора ротор ьд .начинает вращаться. В секциях 1-3 якорной обмотки индуктируются ЭДС, амплитуда которых пропорциональна частоте вращения ротора ВД.

В нерабочие для каждой секции полупериоды (отрезки времени, соответствующие выключенному состоянию транзисторов 4-6) эти .ЭДС выпрямляются диодами 7-12 и через резисторы 13-15 подаются на вход сравнивающего устройства (резистор 16).

Временные диаграммы мгновенных ЭДС, снятых с резистора 16, представлены на фиг. 2 а - диаграмма ЭДС пары секций 1 и 2, выпрямленной диодами 7 и 8 (и/д) ; - диаграмма ЭДС пары секций. 2 н 3, выпрямленной диодами 9 и 10 (и2,з) ; диаграмма ЭДС пары секций 1 и 3, выпрямленной диодами 11 и 12 (Щ,) .

Так как общие точки диодов 7 -и 8 9 и 10, 11 и 12 подсоединены к входу сравнивающего устройства через развязывающие резисторы 13--15, имеющие относительно большое сопротивление (по сравнению с сопротивлением резистора 16), то здесь, .в отличие от известных ВД, наибольшая из ЭДС секций 1-3 не сможет запереть диоды выпрямителя, соединенные с секциями, в которых значение ЭДС меньше. Поэтому при подключении общих точек соединения пар диодов 7 и 8, 9 и 10 11 и 12 через резисторы 13-15 к входу сравнивающего устройства на резисторе 16 выделяется напряжение (Uc) , пропорциональное сумме мгновенных ЭДС i, U2,4 и. ./Амплитуда этого напряжения почти в два раза превышает амплитуду любого из напряжений Ц-2., Ua,o,, -Ь его пульсации ли составляют (фиг. 2 г) примерно 14%, так как

.liV2. . Wh, ) .

где Чи-о максимальное значение напряжения DCS ;

и . - минимальное значение напряжения (суДля известных ВД пульсации напряжения, пропорционального частоте вращения ротора, на входе сравниваквдего устройства составляют более 33%. Это обусловлено тем, что в известных двигателях одноименные выводные концы всех диодов выпрямителя измерителя частоты вращения соединены меж0 ду собой непосредственно и через общий резистор подсоединены к входу сравнивающего устройства.

Следует отметить, что в четырехсекционных ВД ЭДС секций треугольной

5 формы предлагаемое устройство позволяет снизить амплитуду пульсаций напряжения на входе сравнивающего устройства практически до нуля. Таким образом, предлагаемое

техническое решение увеличивает

почти в 3 раза амплитуду напряжения, выделяемого на сравнивающем устройстве ВД и тем самым повышает крутизну сигнала, пропорционального

5 скорости вращения двигателя, что, естественно ведет к увеличению точности стабилизации частоты вращения и увеличению диапазона регулирования скорости. Кроме того, повышению точности стабилизации частоты

вр ащения ВД способствует также заметное снижение степени пульсации указанного напряжения (с 33 до 14% в 3-х секционном ВД, либо с 33 до 0%в 4-х секционном ВД).

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, сек.ции якорной обмотки которого подклю0 чены к источнику питания через последовательно соединенные транзисторы коммутатора и регулирующий орган, вход которого подсоединен к выходу сравнивающего устройства, а вход . 5 сравнивающего устройства подсоединен к выходу задатчика частоты вращения и к выходу измерителя частоты вращения, выполненного в виде выпрямителя ЭДС секций, отличающий0 с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации частоты вращения и увеличения диапазона регулирования, диоды выпрямителя соединены иежду собой попарно последовательно-ветрене но, точки соединения диодов разных пар подсоединены к выходным концам секций обмотки, а общие точки соединения диодов каждой пары через резисторы подсоединены к входу сравнивеиощего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигат-ели постоянного тока. Л., Наука, 1979, с. 130, 163. 5 2. Там же, с. 127.

(/Li( -И

4dit) fJ

4.

t/.

tl

«v

Фffe.f

JL-w

лг«/

jr/fX

/г AK

%

/jr )f

jr

.l