Управляемый вентильный электродвигатель Советский патент 1991 года по МПК H02P6/06 

фиг.1

ния, первый вход которого соединен с выходом датчика 4 ЭДС, выполненного в виде обмотки, размещенной на статоре электромеханического преобразователя 1, второй вход связан с выходом источника напряжения постоянной амплитуды, частота которого равна частоте ЭДС и который выполнен в виде обмотки, идентичной обмотке датчика 4 ЗДС, но размещенной с угловым смещением относительно нее на 90 эл. град., и подключенной к входу интегратора 6, выход которого подключен к второму входу блока Б сравнения. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бесконтактным двигателям постоянного тока, и может использоваться в приводных электродвигателях лентопротяжного механизма магнитофона и в меха низме вращения диска в проигрывателях грампластинок. Целью изобретения является повышение стабильности мг новенной частоты вращения путем исключения погрешности сигнала рассогласования, получаемого при сравнении сигналов одинаковой формы. Управляемый вентильный электродвигатель содержит электромеханический преобразователь 1 с возбуждением от постоянных магнитов, обмотка якоря которого соединена с выходом полупроводникового коммутатора 2, управляющие входы которого связаны с выходом датчика положения ротора 3 и выходом блока 5 сравкео

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам управления m-фазными бесконтактными двигателями постоянного тока, и может использоваться, например, в приводных электродвигателях лентопротяжного механизма магнитофона, механизме вращения пластинки в проигрывателях, а также системах автоматики.

Целью изобретения является повышение стабильности мгновенной частоты вращения.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для управления бесконтактным двигателем постоянного тока; на фиг.2 - график зависимости действующего значения фазной ЭДС и действующего значения напряжения на выходе интегратора от скорости вращения электрической машины; на фиг.З - эпюры напряжений; на фиг.За - напряжение на первом выходе датчика фазной ЭДС; 6 - напряжение на выходе интегратора; а - напряжение, нг втором выходе датчика фазной ЭДС; г - напряжение, на выходе бтока вычитания; на фиг.4 - блок- схема устройства для двухфазной электрической машины.

Устройство, выполненное на основе т- фазной электрической машины 1, содержит коммутатор 2, подключенный к электрической машине 1, управляющие входы которого связаны с выходами датчика 3 положения ротора, датчик 4 фазной ЭДС электрической машины, состоящий из двух катушек, установленных в нем таким образом, что напряжение на первом выходе датчика фазной ЭДС сдвинуто относительно напряжения на его втором выходе на 90°, причем первый выход соединен с одним входом блока 5 вычитания, а второй через интегратор б - с другим его входом, блок 7 усилителя, вход которого соединен с выхо дом блока 5 вычитания, а выход через коммутатор 2-е электрической машиной 1.

Устройство работает следующим образом.

После запуска электрической машины 1 посредством коммутатора 2 и датчика 3 по-

5 ложения ротора на датчике 4 фазной ЭДС появляется напряжение, амплитуда и частота которого прямо пропорциональны скорости вращения электрической машины 1. Датчик 4 фазной ЭДС представляет из себя

10 устройство, состоящее мз двух катушек, расположенных на статоре одна относительно другой, что фазы напряжений, возникающих в них при работе электрической машины 1, отличаются одна от другой на 90°,

15Напряжение с второго выхода датчика 4

фазной ЭДС, опережающее напряжение его первого выхода на 90°, поступает на вход интегратора 6. Так как интегратор 6 сдвигает фазу входного напряжения на 90°, то на

20 оба входа блока 5 вычитания поступают синхронные и синфазные напряжения. При стабильной скорости вращения электрической машины 1 амплитуды сигналов на входах блока 5 вычитания равны и сигнал рассогла25 ссззния блока 5 не вырабатывается.

При изменении скорости вращения электрической машины 1 пропорционально изменяется частота и амплитуда сигналов на выходах датчика 4 фазной ЗДС (фиг.2а.в,

30 эпюры напряжений на первом и втором выходах датчика 4 фазной ЭДС}. Напряжение с второго выхода датчика 4 фазной ЭДС поступает на интегратор 6,

Благодаря взаимообратным амплитуд35 но-чэстотным характеристикам интегратора б и датчика 4 амплитуда на выходе интегратора 6 остается неизменной и в случае нестабильной скорости вращения электрической машины 1.

40 На фиг.З показаны зависимость действующего значения фазной ЭДС (11ф) и зави- симость действующего значения напряжения на выходе интегратора 6 (Уф.и) от скорости вращения электрической маши- 45 ны 1; VCT - точка стабилизации скорости вращения электрической машины 1.

Напряжение, получаемое на выходе интегратора б, постоянное по амплитуде и является опорным. Оно синхронно и синфазно

50 с сигналом фазной ЭДС, что позволяет сравнивать мгновенные значения сигналов на

входах Grovi r чы ыганкг Изменение стабильное м частоты вращения электрической машины i П ИЕОДИЛ к появлению сигнала рассогласования на выходе блока 5 вычитания и образуется отрицательная обратная связь по регулировке скорости вращения электрической машины 1. Точность поддержания скорости увеличивается прямо пропорционально коэффициенту усиления усилителя 7. Таким образом, разница между фазным напряжением датчика 4 фазной ЭДС и напряжением интегратора 6 постоянно стремится к нулю, что возможно только при постоянной мгновенной скорости вращения электрической машины 1.

В случае двухфазной электрической машины со сдвигом между фазами на 90 эл. град, в предлагаемом устройстве можно использовать датчик фазной ЭДС с одной обмоткой, фаза которого совпадает с фазой ЭДС силовой обмотки электрической машины (фиг.4). Для синфазного и синхронного сравнения сигналов фазных ЭДС и опорных напряжений в блоке 5 вычитания один из интеграторов 6 выполнен с инвертором.

В качестве базового образца принят аналог 1. Экспериментальные данные по

f

I

х

работе предлагаемого устройства показали неравномерность вращения двигателя порядка 0,15-0,2 % от номинального значения, в то время как по базовому образцу этот noKasdTe/ib составляет порядка 1%.

Формула изобретения Управляемый вентильный электродвигатель, содержащий электромеханический

преобразователь с возбуждением от постоянных магнитов, обмотка якоря которого соединена с выходом полупроводникового коммутатора, управляющие входы которого связаны с выходом датчика положения рстора v, выходом блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом датчика ЭДС, выполненного в виде обмотки, размещенной на статоре электромеханического преобразователя, второй вход связан с выходом источника напряжения постоянной амплитуды, частота которого ргена частоте ЭДС, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности мгновенной частоты вращения, источник выполнен в виде

обмотки, идентичной обмотке датчика ЭДС, размещенной с угловым смещением относительно нее на 90 эл. град, и подключенной к входу интегратора, выход которого подключен к второму входу бпока сраанения.

/

Фи.2.3

Цфц.