Моментный вентильный электродвигатель Советский патент 1985 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к моментным электродвигателям с неограниченным углом поворота ротора, которые находят широкое применение в прецизионных следящих системах.

Целью изобретения является повышение

КПД и стабильности электромагнитного момента.

На чертеже представлена блок-схема моментного электродвигателя.

Двигатель содержит статор с двухфазной синусной обмоткой 1, ротор-индуктор 2, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 3, модулятор 4, фазочувствительные выпрямители 5, блоки 6 перемножения, диодный функциональный преобразователь 7, блок 8 сложения, блок 9 вычитания, усилители 10 тока, датчики 11 тока.

Ротор 2 механически соединен с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора 3, его вход соединен с выходом модулятора 4, а выходы соединены с входами фазочувствительных выпрямителей 5. Их выходы соединены с входами блоков 6 перемножения, входом блока 8 сложения и входом блока 9 вычитания. Выход функционального преобразователя 7 соединен с вторыми входами блоков 6 перемножения, их выходы соединены перекрестными связями с вторыми входами блока 8 сложения и блока 9 вычитания. Выходы этих блоков соединены с входами усилителей 10 тока, их вторые входы соединены с выходами датчиков 11 тока. Фазы 1 обмотки статора соединены с входами датчиков 11 тока и с выходами усилителей .10 тока.

Двигатель работает следующим образом.

Сигнал управления т в аналоговой форме подается на входы модулятора 4 и функционального преобразователя 7. Модулятор преобразует управляющий сигнал в переменное напряжение, питающее обмотку возбуждения синусно-косинусного вращающегося трансформатора 3. Напряжения на его выходных обмотках изменяются по законам Us -KimSina- sinwt, Uc KlmCOsasina)t, (l) где (О - угловая частота модуляции.

Эти напряжения выпрямляются с учетом фазы и сглаживания фазочувствительными выпрямителями 5, на выходе которых получаются сигналы -ImSina и .

Функциональный преобразователь 7 вырабатывает угол коррекции и функции от

управляющего сигнала т в виде амплитуды напряжения

(Л-яггч1п(II: II5/оА

5-%o+V §+8(L.-L,))

где 1J50 - максимальное потокосцепление одной фазы с потоком индуктора; Ld и LJ- индуктивности фаз-обмотки стато10ра соответственно по продольной и

по поперечной осям.

Сигналы с выходов фазочувствительных выпрямителей 5 и функционального преобразователя 7 поступают на входы блоков 6 перемножения, блока 8 сложения и блока 9 5 вычитания. На выходах блоков 8 и 9 получаются желаемые значения токов фаз i°A и i°B согласно формулам

.Imsina-|-e/mcosa;V-3/

i& ImCosa-f-0ImSina.W

2Q Эти сигналы поступают на входы усили телей 10 тока, где они сравн.иваются с действительными значениями токов, поступающих от датчиков 11 тока. Усилители 10 обеспечивают выполнение равенств

iA.i ,

25 Выражения (2), (3) и (4) получаются из условия максимума электромагнитного момента, определяемого выражением (г|;о1тС05в + - -з-1Ь1п2в)(5)

при токах фаз

(a-в), ,cos(a-в), (6) 30 где р - число пар полюсов.

Дифференцируя выражение (5) и приравнивая производную нулю, получаем формулу (2). Угол 0 не превышает 20-30°, поэтому формулы (6) с учетом равенств

cos0; l

35 можно привести к виду (3) и (4). Из равенства (6) следует

(U°f-f(i/)2 I COnst,

Т. е. введение корректирующего угла 6 обеспечивает максимальное значение элект4Q ромагнитного момента при фиксированной мощности потерь в обмотке двигателя. Функция (2) нечетная. При малых значениях 1т справедливо равенство

0(Ld-L,)U, что упрощает реализацию функционального

45 преобразователя. Работа в зоне максимума электромагнитного момента делает двигатель нечувствительным к небольшим погрешностям в определении углов а и 0.

МОМЕНТНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхронную электрическую машину с двухфазной синусной обмоткой на статоре и с явно полюсным ротором-индуктором, модулятор, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, ротор которого механически соединен с ротором-индуктором,а вход соединен с выходом модулятора, и схему питания, содержащую два фазочувствительных выпрямителя, входы которых соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, два усилителя тока и два датчика тока, их выходы соединены с входами усилителей тока, выходы которых соединены с фазами обмотки статора и с входами датчиков тока, отличающийся тем, что. Im с целью повышения КПД и стабильности электромагнитного момента, в него введены блоки сложения и вычитания, два блока перемножения и функциональный преобразователь, выход которого соединен с входами блоков перемножения, выходы фазочувствительных выпрямителей соединены с входами блоков сложения, вычитания и с вторыми входа.ми блоков перемножения, выходы которых соединены перекрестными связями с вторыми входами блоков сложения и вычитания, выходы которых соединены с вторыми входами усилителей тока, а функциональный преобразователь реализует функцию 0 arcsinЦ -Ы . г1 о+л/х|)ГН