Моментный вентильный электродвигатель Советский патент 1990 года по МПК H02K29/06 H02P6/00 

значения момента. Этот сигнал эквива- 20 тель развивает требуемый электромаглентен множителю Лагранжа в функции Лагранжа для задачи поиска токов с целью получения требуемого электромагнитного момента при условии минимума потерь

М W, Јл, i,, if) М0 ,(2)

г(1д+ ig ) + rfit min,(3)

где М0 - требуемый электромагнитный

момент.

На выходе перемножителя 20 получается сигнал Af(i °. ), поступающий на вторые входы перемножителей 8 и 9.

На их выходах формируются оптимальные о . с а

значения токов ijj , i а соответственно первой 2 и второй 3 фаз обмотки якоря

i -Af(if)45,W); ij f(ij)i/B(of).

(4)

if -A fV(if )(о) л + + ft (J)ib 0,

(5)

45

откуда следуют равенства (4), (5), (6).

В формуле (I) функция f(.ir) отражает нелинейность магнитопровода синхронного электродвигателя, а функции Wfl(j)c/j (сО учитывают несинусоидаль- |ходах которых получаются соответствен- ность кривой магнитной индукции, соз- но сигналы (cOi д , VB(°f)i в посту- gQ данной в рабочем зазоре ротором-инду- пающие на входы сумматора 14. На его выходе формируется сигнал л((/)з л + + (о() ц , поступающий на входы перемножителей 21 и 24. На второй вход

Сигналы тд , зв поступай на вторые 1входы перемножителей 22 и 23, на выктором.

Таким образом, за счет моделирования электромагнитного момента и токов фаз якорной обмотки синхронной машины, а также тока в обмотке возбуждения и решения задачи поиска токов с целью получения требуемого момента при минимизации потерь в обмотке ря и возбуждения, обеспечивается поперемножителя 21 поступает сигнал

Л - fv(i ), а на его выходе формиrtруется оптимальное значение тока i.

обмотки 4 воз буждения

нитный момент М0 при минимальных потерях в обмотках якоря и возбуждения.

Функция Лагранжа и условия ее стационарности по токам i д, i 0, i f для задачи на условный экстремум (I), (2), (3) имеют вид

v о,5 ц;

+1

И

- АЈ(ЈЈ) + 4e(«0ift ; 3v/3, A ifl - Af(if)(or) 0; J в Af (it ) 0;

40

3v/j;f 1Ј

if -A fV(if )(о) л + + ft (J)ib 0,

(5)

45

твен- сту- gQ его л + пеход

В формуле (I) функция f(.ir) отражает нелинейность магнитопровода синхронного электродвигателя, а функции Wfl(j)c/j (сО учитывают несинусоидаль- ность кривой магнитной индукции, соз- Q данной в рабочем зазоре ротором-инду-

5

ктором.

Таким образом, за счет моделирования электромагнитного момента и токов фаз якорной обмотки синхронной машины, а также тока в обмотке возбуждения и решения задачи поиска токов с целью получения требуемого момента при минимизации потерь в обмотке ря и возбуждения, обеспечивается повышение энергетических показателей вентильного электродвигателя при высокой стабильности электромагнитного момента.

Формула изобретения

Моментный вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину с двухфазной обмоткой якоря и обмоткой возбуждения, датчик угла, механически связанный с ротором-индуктором синхронной машины, выход датчика угла подключен к входам первого и второго функциональных преобразователей, выходы которых подключены к первым входам первого и второго перемножителей соответственно, а выходы первого и второго перемножителей подключены соответственно к прямым входам первого и второго усилителей мощности, выход каждого усилителя мощности подключен к соответствующей фазе обмотки якоря через датчик тока, выход которого подключен к инвертирующему входу соответствующего усилителя отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей при обеспечении высокой стабильности момента, введены сумматор, третий усилитель мощности, третий датчик тока, третий и четвертый функциональные преобразователи, шесть дополнительных перемножителей и one- рационный усилитель, первый вход которого образует вход управления моментом электродвигателя, а выход подключен к первым входам первого и второго дополнительных перемножителей, выходы которых подключены соответственно к первому входу третьего дополнительного и объединенным вторым входам первого и второго основных перемножителей, выходы первого и второго основных перемножителей подключены к

первым входам соответственно четвертого и пятого дополнительных перемножителей, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго функциональных преобразователей, а выходы подключены к входам сумматора, выход которого подключен к объединенным вторым входам третьего и шестого дополнительных перемножителей, выход шестого дополнительного перемножителя подключен к второму входу операционного усилителя, а выход третьего дополнительного перемножителя подключен к входам третьего и четвертого функциональных преобразователей и к прямому входу третьего усилителя мощности, выход которого подключен к обмотке возбуждения через третий датчик тока, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего усилителя мощности, выходы третьего и четвертого функциональных преобразователей подключены соответственно к второму входу первого дополнительного перемножителя и к вторым входам второго и шестого дополнительных перемножителей, причем первый, второй, третий и четвертый функциональные преобразователи реализуют соответственно функции (с/), WB(oO

- fv(ir), f{if), где функции Ч .СоО

Ј Itfl

t/a(cO и f(ij) являются функциями связи токов фаз обмотки якоря i,, i ,. и тока i- обмотки возбуждения с электромагнитным моментом М, равным

М f(if (OiA + 4eU)ie),

где cf - угол поворота ротора;

г - активное сопротивление фазы обмотки якоря;

г. - активное сопротивление обмотки возбуждения;

V - символ производной .

%w

оО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в прецизионных моментных электроприводах с неограниченным углом поворота ротора. Целью изобретения является повышение энергетических показателей при обеспечении высокой стабильности момента. Для достижения цели моментный вертикальный электродвигатель дополнительно содержит сумматор 14, третий усилитель 15 мощности, третий датчик 16 тока, третий 17 и четвертый 18 функциональные преобразователи 17 и 18, шесть дополнительных перемножителей 19 - 24 и операционный усилитель 25. В вентильном электродвигателе обеспечиваются моделирование электромагнитного момента и токов фаз якорной обмотки синхронной машины, а также тока в обмотке возбуждения и решение задачи поиска требуемого момента при минимизации потерь в обмотке якоря и возбуждения. 3 ил.

2Ti

#we.Ј