Моментный вентильный электродвигатель Советский патент 1985 года по МПК H02K29/12 

«1170565 Изобретение относится к электротехнике, в частности, к моментным электродвигателям с неограниченным углом поворота ротора, и может быть использовано в прецизионных следящих системах. Цель изобретения - повышение энергетических характеристик и стабильности -электромагнитного момента вентильного электродвигателя (БД). На фиг. 1 приведена блок-схема моментного вентильного электродвигателя; на фиг. 2 - развертки статора и ротора, а также график распределения магнитной индукции вдоль воз- 15 душного зазора; на фиг. 3 - графики магнитной индукции в воздушном зазоре среднего значения магнитной индукции в пределах трети полюсного деления и зависимость выходной величины функционального преобразователя от угла; на фиг . 4 - характеристика функционального преобразователя. ВД состоит из электрической машины, датчика положения и схемы питания. Машинная часть содержит роториндуктор 1 и статор с трехфазной обмоткой 2 (фиг. 1). Каждая сторона одной фазы занимает треть полюсного деления с равномерным распределением jg проводников. В статоре с зубцово-пазовым слоем каждая фаза занимает треть всех пазов. При этом выполнен скос на один паз. В двигателе с гладким статором выполняется секторная обмотка без скоса. С ротором-индуктором механически соединен ротор трехфазного датчика 3 положения. Его выходы соединены с входами трех-фазочувствительных выпрямителей 4, выходы которых соединены с входами трех функциональных преобразователей 5. Их выходы соединены с входами трёх блоков 6 перемножения, на вторые входы которых 45 подан управляющий сигнал. Выходы блоков 6 перемножения соединены с входами усилителей 7 тока, их выходы соединены с фазами обмотки 2 и входами датчиков 8 тока, выходы которых сое- JQ динены с вторыми входами усилителей тока. Электродвигатель работает следующим образом. На выходах датчика 3 положения напряжения изменяются по законам U| 9tnoi5inu)t , )t , уче ных сиг Uj зо ра f Фу ет / гд луч i, гд то то с мо ви ля во m (й Н/Т/3)з1Пы1 фиксированная амплитуда; ci - угол поворота ротора в электрических радианах, отсчитываемый от нейтрали фазы А до нейтрали индуктора; U/ - угловая частота модуляции. Эти напряжения выпрямляются с том фазы. На входы функциональпреобразователей 5 поступают налы U slnU-27 /3), (о -47Г/3). На выходах функциональных преобраателей 5, имеющих одинаковые хатеристики, получаются сигналы Coi), (oi-27F/5), f(oi-4J/3) . (1), кции f (jr) в общем виде определяя равенствами ()(гЩ у)с5 бС/1)о1/5 (3) -Tf-m с - постоянная электрической машины; В - магнитная индукция в воздушном зазоре; А - угол в электрических радианах, отсчитываемый от нейтрали индуктора во вращающейся системе координат; т - угол, равный соответственно , d,oi-2Ji/3, . На выходах блоков 6 перемножения поаются желаемые значения токов фаз. j(),i M,f(),,4) M(j - желаемое значение электромагнитного момента. Усилители 7 тока с датчиками 8 а поддерживают значения фазных ов, близкие к желаемвм. Формулы (2), (3), (4) поясняются омощью фиг. 2. Электромагнитный ент, обусловленный взаимодейстм токов статора и магнитного поиндуктора, определяется равенст-oli-W/i -ai+SHI ,1 . e()cJ/i + -d-liib. -oi-bF/2 -ci S7i|l В(Ь}(Ь -cif7F/4 Обозначив f f( 6(jcf/3 -Т--/Г/6 получают условие постоянства мо та по углу поворота ротора 1д/(о kig 4(а( i 7/3)+i 4(flt-47Г/3 )A(« Токи д , ig, ij., удовлетворяющ условию минимума потерь мин при ограничении (5), определяют 54равенствами (4), где функция f(y) задается равенствами (2) и О). На фиг. 3 приведены примеры функции В(8), Ч(зг), f (у); а на фиг. 4 - характеристика соответствующего функционального преобразователя, являющаяся нечётной монотойно возрастающей функцией. Таким образом, благодаря введению функциональных преобразователей и блоков перемножения, моментный вентильный электродвигатель имеет более стабильный электромагнитный момент при минимальных электрических потерях в обмотке. Постоянство момента по углу поворота повышает равномерность вращения ротора. Функциональные преобразователи 5 (фиг. 1) могут быть выполнены на серийных операционных усилителях и диодах (3). Ст о/пор

МОМЕНТНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхроннзш электрическую машину с трехфазной обмоткой на статоре с равномерным распределением проводников каждой фазы на трети каждого полюсного деления и е ротором-индуктором, сельсин, ротор которого механически соединен с ротором-индуктором, три фазочув- ствительных выпрямителя, входы которых соединены с выходами сельсина, три усилителя тока и три датчика тока, через входы которых фазы электрической машины соединеныс выходами усилителей тока, а выходы датчиков тока соединены с входами усилителей тока, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик и стабильности электромагнитного момента, в него: введены три блока перемножения и три функциональных преобразователя, пходы которых соединены с выходами фазочувствительных вьтрямителей, а выходы - с входами блоков перемножения, выходы которых соединены с вторыми входами усилителей тока, а функциональные преобразователи реализуют функцию (yl %) (lf}( Чт) с &Cji)oI -У-« fe при подаче на вход преобразователя сигнала , где В - магнитная индукция в воздушном зазоре, созданная индуктором; /1 - угол в электрических радианах, отсчитываемый от нейтрали индуктора; сл С - постоянная электрической Од машины; U| - амплитуда напряжения на выСЛ ходе фазочувствительного выпрямителя; у - угол, равньй соответственно d, 0 -277/3, о -4Л/3. 0 - угол поворота ротора в электрических радианах; f()- амплитуда выходного напряжения.

фиг. г У Фиг.Ъ М

Фиг Л