Электропривод колебательного движения Советский патент 1987 года по МПК H02P7/62 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к разработке специальных электроприводов, и может быть использовано при создании колебательных электроприводов (КЭП) сканирования, калибровки, измерения, контроля и управления,

Цель изобретения состоит в повышении КПД и мощности привода.

На фиг,1 представлена блок-схема электропривода; на фиг,2 - годограф пространственного результирующего вектора потокосцепления.

Привод содержит исполнительный двигатель, имеющий две взаимно перпендикулярные обмотки на статоре 1,2 и роторе 3,4 и два задающих генератора 5,6, Частота генератора 5 фиксирована и равна паспортной частоте питания выбранного типа двигателя, а генератор 6 перестраивается в зависимости от требуемой частоты колебаний подвижного элемента,

Устройство работает следующим образом,

Статорные и роторные обмотки двигателя соединены согласно параллельно. При подаче на них синусоидальных управляющих напряжений в воздушном

fO

В отличие от колебательных машин, возбуждаемых только со стороны статора, здесь наблюдается дополнительно модуляция электромагнитного поля по амплитуде {,) и фазе {tfrs вследствие пространственного влияния поля ротора на поле статора. Так как

Vrs ( coscfae) + (m sin9e) , m s I n эе

4 rs -

где m - коэффициент сигнала;

Эв - обобщенная координата подвиж15

20

ного элемента, причем Эь зависит от параметров нагрузки то составляющая В позволяе компенсировать инерционность нагрузки и придает электрической машине синхронные свойства,

Годограф пространственного резуль тирующего вектора потокосцепления (фиг.2), например для синусоидального закона движения подвижного эле- 25 мента двигателя, когда

Эе ЭСуп S i п (fit , где )Г Q амплитуда, началь,VI ная фаза и частота колебания обобщен

зазоре создаются два синфазно направ- -

ной координаты положения подвижного ленных колебательных электромагнитэлемента при рациональном соотношении С2 и номинальной частоты питания двигателя, качается вокруг центра большой оси эллипса, причем последняя модулирована с учетом инерционной нагрузки по амплитуде периодическим сигналом 52. Так как закон движения электромагнитного поля, а сленых поля, Поле статора увлекает за собой ротор электрической машины, а поле ротора компенсирует инерцион-. ность нагрузки,

В результате согласного взаимодействия электромагнитных полей статора и ротора подвижный элемент исполэлемента при рациональном соотнош нии С2 и номинальной частоты питан двигателя, качается вокруг центра большой оси эллипса, причем послед няя модулирована с учетом инерцио ной нагрузки по амплитуде периодич ким сигналом 52. Так как закон движения электромагнитного поля, а сл

нительного двигателя совершает синх„ лп довательно, к подвижного элемента ронные с частотой колебания магнит- и ..

ного поля статора колебательного движения. При этом увеличивается быстродействие привода в целом благодаря

колебательного двигателя определя ся фазой пространственного результирующего вектора потокосцеплгения то синхронный режим работы колебаколебательного двигателя определяется фазой пространственного результирующего вектора потокосцеплгения, то синхронный режим работы колебасинхронному изменению скоростей поля

АС тельного двигателя .устойчив при изме

статора и подвижного элемента двига- 4э„ .

нении начальной фазы колебании от О

до ± 2 рад. Причем с приближением у к нулю наблюдается возрастание колебательного электромагнитного уси

теля,

Результирующий вектор потокосцепления () относительно статорных

осей обобщенной колебательной элект- „ СП ЛИЯ, а следовательно, и амплитуды рическои машины, возбуждаемой одно- 50 . .. 7

временно как со стороны статора, так и ротора, описывается следующим анаколебаний () за счет согласного взаимодействия э лектромагнитных Полей статора и ротора. Мгновенные значения скорости изменения колебательного электромагнитного поля и подвижного элемента двигателя совпадают, скольжение отсутствует, что приводит к снижению потерь на нагрев позволит существенно увеличить пролитическим выражением: .u

Ч г

t C|)g-e- Vrs -

где (j)g , Q), Cf g , - модуль и фаза комплексных векторов потокосцепления статора и ротора, приведенные к обмоткам статора.

В отличие от колебательных машин, возбуждаемых только со стороны статора, здесь наблюдается дополнительно модуляция электромагнитного поля по амплитуде {,) и фазе {tfrs вследствие пространственного влияния поля ротора на поле статора. Так как

Vrs ( coscfae) + (m sin9e) , m s I n эе

4 rs -

где m - коэффициент сигнала;

Эв - обобщенная координата подвиж

ного элемента, причем Эь зависит от параметров нагрузки, то составляющая В позволяет компенсировать инерционность нагрузки и придает электрической машине синхронные свойства,

Годограф пространственного результирующего вектора потокосцепления (фиг.2), например для синусоидального закона движения подвижного эле- мента двигателя, когда

Эе ЭСуп S i п (fit , где )Г Q амплитуда, начальная фаза и частота колебания обобщен

ной координаты положения подвижного

5

элемента при рациональном соотношении С2 и номинальной частоты питания двигателя, качается вокруг центра большой оси эллипса, причем последняя модулирована с учетом инерционной нагрузки по амплитуде периодическим сигналом 52. Так как закон движения электромагнитного поля, а следовательно, к подвижного элемента ..

колебательного двигателя определяется фазой пространственного результирующего вектора потокосцеплгения, то синхронный режим работы колебадо ± 2 рад. Причем с приближением у к нулю наблюдается возрастание колебательного электромагнитного усиЛИЯ, а следовательно, и амплитуды . .. 7

колебаний () за счет согласного взаимодействия э лектромагнитных Полей статора и ротора. Мгновенные значения скорости изменения колебательного электромагнитного поля и подвижного элемента двигателя совпадают, скольжение отсутствует, что приводит к снижению потерь на нагрев, позволит существенно увеличить про31307530

цикла непрерывной ра

ха ско

Колебательный привод работает только в режиме двигателя со скольжением, равным нулю. Так как потери на скольжение отсутствуют, то в отличие от колебательных машин, возбуждаемых только со стороны статора, привод может работать в силовых управляемых вибростендах. Согласное взаимодействие колебательных электромагнитных полей позволяет формировать в тех же габаритах исполнительного двигателя значительное колебательное электромагнитное усилие. Следовательно, работа колебательного привода

характеризуется большими значениями скорости, полезной мощности и КПД.

Таким образом, благодаря формированию колебательного синхронного режима электропривод обеспечивает лучшие энергетические характеристики. Формула изобретения

Электропривод колебательного двй- жения, содержащий двухфазный двигатель со статором и ротором, статор- ные обмотки которого подключены к двум источникам переменного тока различной частоты, отличающий- с я -тем, что, с целью повышения КПД и мощности привода, на роторе выполнены две обмотки, подключенные параллельно обмоткам статора.

Изобретение.относится к электротехнике и колебательным электроприводам сканирования, калибровки, измерения , контроля и управления. Цель состоит в повышении КПД и мощности привода. Привод содержит исполнительный двигатель, имеющий две взаимно перпендикулярные обмотки 1,2 на статоре, два задающих генератора 5,6. Частота одного из них (5) фиксирована и равна частоте питания двигателя, а другого (б) перестраивается в зависимости от требуемой частоты колебаний подвижного элемента. Ротор выполнен с двумя обмотками 3 и 4, соединенными параллельно с обмотками статора, которые создают компенсирующее колебательное синфазное с основным электромагнитное поле. Вследствие пространственного его влияния поле статора модулируется по амплитуде и фазе, что компенсирует инерционность нагрузки и придает колебательному двигателю синхронные свойства. 2 ил. S (Л 00 о ел :

Составитель В.Алфимов Редактор Н. Долинич Техред В.Кадар

1638/52

Тираж 661Подписное

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

Фи2.г

Корректор Л. Патай