Вентильный электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K29/02 

со со

сл

Изобретение относится к электрйтехнике.

По основному авт.св. № 1003262 известны вентильные электродвигатели (ВД), секции якорной обмотки которых подключены к источнику питания через последовательно включенные транзисторы коммутатора и регулирующий орган. Вход регулирукнцего органа этих ВД подключен к выходу сравнивающего устройства. На входе сравнивакхцего устройства действуют сигналы задатчика и измерителя частоты вращения, выполненного в виде выпрямителя ЭДС секций БД. Диоды выпрямителя соединены между собой попарно пос. ледовательно-встречно,а точки соединения диодов разных пар подсоединены к выводным концам секций якорной обмотки. Общие точки соединения диодов каждой пары через резисторы подсоединены ко входу сравнивающего уст.ройства LI}.

Недостатком известных ВД является сравнительно небольшой диапазон регулирования и невысокая точность стабилизации частоты вргицения при четном числе секций якорной обмотки, например равном четырем, И синусоидальной форме-ЭДС в них. Это обусловлено тем, что в этих ВД амплитуда . пульсаций сигнала, пропорционального частоте вращения ротора, на входе сравнивающего устройства является значительной и, например, для четырехсекционного двигателя с синусоидальной формой ЭДС составляетOKOло 17,1%.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации и увеличение диапазона регулирования частоты вращения ротора электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем что в вентильном электродвигателе, секции обмотки якоря Которого подключены к источнику питания через последовательно соединенные транзисторы коммутатора и регулирующий орган, вход которого подключен к выходу сравнивающего устройства, первый вход которого подключен к з,адат.чику, а второй к выходу измерите- ля ЭДС секций, диоды которого с Ьединены попарно пос.ледовате 1ьно-встречно, а точки соединения ; иодов разных пар подключены к секцияй якорной . обмотки, а точки соедине глА диодов каждой пары через резиср.ры подключены ко входу сравнивающего устройства, введены дополнительные диоды число которых равно числу секций, одни одноименные выводы которых соединены по отдельности с выводными концами секций, а другие соединены между собой и через резистор подключены, к входу сравнивающего устройства.

На фиго 1 представлена схема ВД; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Электродвигатель (фиг. 1) содержит секции 1-4 якорной обмотки, транзисторы 5-8 коммутатора, диоды 9-16 измерителя частоты вращения, резисторы 17-20, сравнивающее устройство 21, задатчик 22 частоты вращения, регулирующий орган 23. Питание ВД осуществляется от источника 24 постоянного напряжения.

Секции 1-4 через транзисторы 5-8 и регулирующий орган 23 подключены параллельно к источнику питания. Геометрические оси пар секций 1,2 и 3,4 сдвинуты между собой в расточке статора на 90 эл. град., а геометрические оси секций в каждой паре сдвинуты между собой на 180 эл. град. Функции измерителя частоты вращения выполняют секции 1-4 якорной обмотки БД совместно с диодами 9-16 и резисторами 17-19. Диоды ДО и 11,12 подсоединенные к секциям, сдвинутым друг относительно друга на 180 эл. град,, соединены между собой попарно последовательно-встречно. Общие точки пар этих диодов по отдельности через резисторы 17 и 18 подсоединены ко входу сравнивающего устройства. Введенные дополнительные диоды 13-16 выпрямителя одними одноименными выводами соединены по отдельности с выводными концами секций 1-4, а другими соединены между собой и через резистор 19 подключены к входу сравнивающего устройства.

При вращении ротора Д в секциях 1-4 якорной обмотки индуктируются синусоидальный ЭДС, амплитуда которых пропорциональна частоте вращения ротора.

В нерабочие для каждой секции полупериоды эти ЭДС выпрямляются диодами 9-16 и через резисторы 17-19 подаются на вход сравнивающего устройства (резистор 20),

Временные диaгpaгvlмы (фиг. 2) иллюстрируют напряжения, действующие на резисторах 20. : Диаграмма напряжения (фиг. 2а) :ПОказывает напряжение, обусловленное протеканием тока, вызванного ЭДС иары секций 1 и 2, выпрямленной диоДами 9 и 10 (.Uj). На фиг. 2б предсталена диаграмма напряжения, обусловленного протеканием тока, вызванного ЭДС пары секций 3 и 4, выпрямленной диодами 11 и 12 ( Uj j .

Напряжение на резисторе 20, обусловленное протеканием т.ока, вызванного ЭДС секций 1-4) выпрямленной диодами 13-16 tU), определяется наибольшей из ЭДС секций 1-4, так как диоды, подсоединенные к секциям с меньшей ЭДС,заперты.

Это обусловлено тем, что одноимен иые выводньге конць диодов 13-16 сое динены между собой непосредственно и через общий резистор подсоединены ко входу сравнивающего устройства. Так как сопротивление резийт6-г ров 17-19 выбирается накщого больие

i ... , (,лЛ(),(|.К) о,п, и„-и 191И 1|+1/„|С05АКи . Г 1 ëà л 4 J V

I |1toSAW- o:fJ.ct4 t tl};fO |-f)wJ где oi-tiu-t - угол поворота ротора ВД зл,,.град; ; частота вращения ротора Временная диаграмма напряжения tJb представлена на фиг. 2г. Исследуя выражение для U. на экстремум, мож но определить, что оно имеет максимум при (26,5 1+ 90 к) эл.град. и -I- 90 к) эл. град, (к 0,1,2,...), равный Jfwx rti Ji где и;„ . амплитудное значение каждого из напряжений 1) , Uj.. и, Среднее значение напряжения U (фиг. 2г, вычисленное по формуле If 1 3Lt I tf4 ср )

входного сопротивления сравнивающего устройства (резистора 20), то на резисторе 20 выделяется напряжение Uf , равное сумме напряжений U , и 2., Uj,. Это напр1гасение может быть выражено зависимостью в 1,707 раз в ВД известного устройства, а его пульсации составляют примерно 5,4%, так как irfu yaojcyai.., i . a.a37u;«t2o; где и - минимальное значение напряжения U. (фиг. 2г). Таким образом, данное техническое решение увеличивает,по сравнению с известным примерно в 1,7 раза величину среднего напряжения на входе сравниваптего устройства, повЕлаая тем сакалм крутизну сигнала, пропорционального частоте вращения ротора ВД, и снижает ;:более чем в 3 раза уровень пульсаций указанного напряжения, что в конечном итоге ведет к повышению точности стабилизации и значительному увеличению диапазона регулирования частоты вращения ротора ВД.

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ по авт.св. 1003262, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации и увеличения диапазона регулирования при четном числе секций якорной обмотки преимущественно равном четырем, в него введены по числу секций дополнительные диоды, одни одноименные выводы которых соединены по отдельности с выводными концами секций, а другие соединены между сббой и через резистор подключены ко входу сравнивающего устройства.

jr -зт

7Г/2

Фиг.2

27Г