Вентильный электродвигатель Советский патент 1986 года по МПК H02K29/06 

I 12

Изобретение относится к электромеханике, в частности к вентильным- .двигателям с позиционно-зависимой широтно-импульсной модуляцией фазных напряжений и стабилизацией скорости враще ния, используемым в качестве исполнительного элемента бесконтактшзгх электроприводов с повьшенной равномерностью вращения выходного вала.

Сигналы чувствительных элементов 2 усиливаются силовыми ключами 3 и поступают на обмотки синхронной элек трической машины 4, создавая вращающий момент. Вал ротора 5 электриЦелью изобретения является упроще- Ю Ческой машины 4 соединен с сигнальние схемы вентильного электродвигателя с широтно-импульсной модуляцией фазных напряжений и стабилизацией скодрсти вращения.

На фиг. 1 изображена схема вентильного электродвигателя; на фиг.2 цилиндрический парамагнитный экран, вариант конструкции.

Вентильный электродвигатель содержит датчик положения ротора с сигнальным элементом в виде постоянного магнита 1 и расположенными вокруг него с угловым сдвигом чувствительными элементами 2 магнитомодуля- ционного типа по числу секций электродвигателя, выходы которых через силовые ключи 3 подключены к обмоткам электрической машины 4 магнитоэлектрического типа, ротор 5 которой механически связан с сигнальным элементом 1 датчика положения ротора Устройство содержит цилиндрический парамагнитный экран 6 с прорезями, расположенный коаксиально между сигнальным элементом 1 и чувствительными элементами 2 датчика положения ротора. Цилиндрический парамагнитный экран 6 вьтолнен в виде двух электрически связанных тонкостенных кон- центрично расположенных цилиндров 7 и 8 с прорезями рис.2 , вьтолнен- ными с противоположных сторон под острым углом к образующей, причем один цилиндр закреплен неподвижно, а второй имеет.возможность осевого перемещения.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии токопроводящего парамагнитного экрана 6 вентильный электродвигатель функционирует традиционно: при повороте сигнального элемента 1 датчика положения с чув-г ствительных элементов 2, например, магнитомодуляционного типа поступают сигналы, закон изменения выходных параметров которых (амплитуда, длительность импульсов) повторяет закон распределения индукции магнита сигнального элемента 1 в зазоре датчика положения, близкий к синусоидальному .

Сигналы чувствительных элементов 2 усиливаются силовыми ключами 3 и поступают на обмотки синхронной электрической машины 4, создавая вращающий момент. Вал ротора 5 электриЧеской машины 4 соединен с сигналь

ным элементом 1 датчика положения, обеспечивая положительную обратную связь в системе,вызывающую вращение вала электродвигателя со скоростью SI.

При введении в датчик положения ротора между сигнальными 1 и чувствительными элементами 2 парамагнитного экрана 6 появляется тахометри- ческая обратная связь. Вращение сиг- нального элемента 1 (постоянного магнита) вызывает протекание вихревых токов в металлическом парамагнитном экране 6, причем их величина пропорциональна скорости вращения магнита 1 и проводимости экрана 6. Протекание токов в экране вызывает свое магнитное поле, направленное согласно закону Лоренца против поля , вызвавшего токи, т.е. поля магнита 1. Таким образом, магнитное поле в районе расположения магнито- чувствительных элементов 2 оказьша- ется уменьшенным на величину, пропорциональную скорости вращения. Закон изменения индукции магниточувстви- тельных элементов 2 имеет вид

В , in а t - В Й С-s inS2 t.

где B cotiit.

зависит от свойств магнита 1 и пространственного расположения элементов 2;

C-coh6t - коэффициент,определяе- мьй толщиной экрана 6, проводимостью материала стакана экрана 6. В каждой фазе электродвигатель охвачен тахометрической обратной связью, глубина которой определяется конструктивными параметрами датчика положения, в частности величина вихревых токов в экране 6, которая определяет глубину скоростной обратной связи в электродвигателе, определяется проводимостью экрана 6. В данной конструкции электродвигателя веичина проводимости экрана 6 может

регулироваться механически, что приводит к регулированию скорости вращения ротора 5 двигателя. Для этого экран 6 состоит из двух половин 7 и 8 (рис. 2) - металлических цилинд- $ ров с прорезями под острым углом к образующей. Когда цилиндры 7 и 8 вдвинуты один в другой, прорези обоих цилиндров образуют сетку, проводимость которой высока.-Ю

При вьщвижении одного цилиндра, апример 8,уменьшается количество переечений прорезей,расположенных под острым углом к образующим, и уменьша- ется глубина скоростной обратной 15 связи.

Таким образом, простыми средствами рещена задача охвата вентильного электродвигателя тахометрической обратной связью с регулированием ее 20 глубины. При этом вентильный электродвигатель стабилизирован в некотором диапазоне скоростей вращения.

орму ла изобретения 25

1 .Вентильный электродвигатель, соержащий ротор с возбуждением от постоянных магнитов, статор с обмоткой якоря, секции которой подключены к цепи питания через силовые ключи полупроводникового коммутатора,.управляющие цепи ключей связаны с чувствительными элементами магнитомодуля- ционного типа датчика положения ротора, сигнальньй элемент которого механически связан с ротором и вьтол- нен с виде постоянного магнита, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения, он снабжен цилиндрическим парамагнитным экраном с прорезями, расположенным коаксиально поверхности ротора между сигнальным элементом и чзгвствительными элементами датчика положения ротора.

2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что указанный экран выполнен в виде двух электрически связанных тонкостенных коаксиально расположенных цилиндров с прорезями, выполненными с противоположных сторон под острым углом к образующей, причем один цилиндр закреплен неподвижно, а другой - с возможностью осевого перемещения.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к вентильным двигателям (ВД) с позиционно-за- висимой широтно-импульсной модуляцией фазных напряжений и стабилизацией скорости вращения, используемым в качестве исполнительного элемента бесконтактных электроприводов с повышенной равномернвётью вращения выходного вала. Целью изобретения является упрощение схемы ВД. ВД содержит датчик положения ротора с сиг- нальным элементом в виде пост, магнита и чувствительными элементами 2 магнитомодуляционного типа, выходы которых через силовые ключи 3 подключены к обмоткам эл. машины магнитоэлектрического типа, ротор которой механически связан с сигнальным элементом 1. Цилиндрический парамагнитный экран 6 с прорезями выполнен в виде двух электрически связанных тонкостенных концентрично расположенных цилиндров. Один цилиндр закреплен неподвижно, а другой имеет возможность осевого перемещения. Путем выдвижения одного из цилиндров уменьшается глубина скоростной обратной связи, таким образом, простыми средствами решена задача охвата ВД тахо- метрической обратной связью с регулированием ее глубины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Фи9,1

Редактор Л. Веселовская

5241/55

Тираж 631 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фт, Z

Составитель А. Санталов

Техред Л.Олейншс Корректор А. Тяско

Подписное