БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Советский патент 1970 года по МПК H02P5/40 

Изобретение относится к системам бесколлекторного привода постоянного тока, содержащим синхронный двигатель и транзисторный коммутатор, управляемый от датчика положения ротора, и может быть использовано, например, в исполнительных устройствах повышенной надежности, гироскопах и т. п.

Известны бесколлекторные электроприводы с двигателем, у которого обмотка статора соединена в виде звезды с нулевым проводом и подключеиа к источнику питания через транзисторный коммутатор, управляемый датчиком положения ротора.

Однако для таких электроприводов характерна низкая экономичность, особенно в тех случаях, когда ярмо статора выполнено из немагнитного материала и для регулирования момента исиользуется широтно-импульсный способ управления коммутатором. Это обусловлено выпрямлением противо-э.д.с. двигателя диодами, которые шунтируют обмотки статора, а также возникновением режима прерывистых токов в этих обмотках.

В предлагаемом электроприводе в цепь нулевого провода обмотки статора включен дроссель, а между точкой присоединения обмоток статора к транзисторам коммутатора и точкой присоединения дросселя к источнику питания подключены тиристоры. Входные цепи тиристоров присоединены к датчику положения ротора, а цепи управления транзисторов коммутатора подключены к датчику положения ротора и широтно-импульсному модулятору по схеме совпадений. Это позволяет повысить экономичность электропривода.

На чертеже приведена схема устройства. Ротор / синхронного Эv eктpoдБHгaтeля выполнен в виде постоянного магнита, а на немагнитном статоре размещена трехфазная обмотка 2, соединенная звездой и подключенная к одному из зажимов 5 основного источника питаиия через транзисторы 4-6. К другому зажиму 7 этого источника через дроссель 8 присоединена нулевая точка обмоткн 2. Между точками присоединения обмотки 2 к транзисторам 4-6 и точкой присоединения дросселя 8 к источнику 7 включены тиристоры 9- 11.

На якоре электродвигателя размещен маг0 нитио-резонансный датчик /2 положения, который питается от источника 13 повышенной частоты. Сигналы датчика через трансформаторы 14-16 и выпрямители 17-22 вводят в схему управления коммутатором.

5 Для управления транзисторами 4-6 используют вспомогательные источники 23-25 питания, транзисторы 26-30 и щпротно-имиульсный модулятор 31. Источник 23 служит для статистического запирания транзисторов

нх динамического форсированного запирания через транзистор 30. От источника 24 осуществляется включение транзисторов 4-6 через транзисторы 27-29 и включенный иоследовательно с ними транзистор 26. Источник 25 обеспечивает запирание тра 1зисторов 27-29 при отсутствии сигналов на выходе датчика 12 положения.

Транзисторы 27-29 совместно с транзистором 26 образуют схему совпадений, которая позволяет включать один из транзисторов коммутатора 6 только при одновременном появлении включаюш.их сигналов на выходе широтно-импульсного модулятора 31 и соответствующего выпрямителя 17, 19 или 21 на выходе датчика 12. Входные цепи тиристоров 9-// присоединены через выпрямители 18, 20, 22 только к датчику 12, поэтому они могут работать на всем рабочем ннтервале транзисторов 4-6 соответственно независимо от сигналов на выходе модулятора 31.

Устройство работает следующим образом.

Пусть положение ротора таково, что сигнал датчика 12 существует только на входе трансформатора 14. При этом через выирямитель 18 будет включен тиристор 9, а через выпрямитель 17 - транзистор 27. Если сигнал на выходе модулятора 13 таков, что транзистор 26 включен, а транзистор 30 заперт, то от источника 24 через транзисторы 26, 27 будет включен только транзистор 4. При этом к обмотке статора 2, включенной между транзистором 4 и дросселем 5, через указанные элементы будет подключено напряжение источника 13, 7. Изменение полярности напряжения на выходе модулятора 31 ириведет к запиранию транзистора 26 и включению транзистора 30. При этом снимается включающий сигнал на входе транзистора 4 и обеспечивается его форсированное заиирание источииком 25. Ток в рассматриваемой обмотке статора, поддерживаемый э.д.с. самоиндукции дросселя 8, замыкается на интервале паузы через тиристор 9. Таким образом, периодическое включение транзистора 4 на его рабочем интервале, определенном наличием сигнала на входе трансформатора 14, позволяет поддерживать на заданном уровне величину фазного тока в обмотке статора. На этом интервале транзисторы 5, 6

и тиристоры 10, 11 заперты, так как отсутствие сигналов на входе трансформаторов 15, 16 исключает возможность их включения по соответствующим цепям.

5 После поворота ротора на определенный угол исчезает сигнал датчика 12 на входе трансформатора 14 и появляется на входе трансформатора 15. В результате транзистор 4 запирается иезависимо от состояния модулятора, так как исчезает сигнал на входе транзистора 27. Включается траизистор 28, а после включения транзистора 26 модулятором 31 и транзистор 5. При этом ток потечет через обмотку статора, включенную между дроссе5 лем 8 и транзистором 5, а тиристор 9 будет выключен напряжением источника 3, 7 через обмотки 2 статора, включенные между транзистором 5 и тиристором 9. Таким образом, включение дросселя между

0 нулевой точкой обмотки статора и одним из зажимов источника питания позволяет обеспечить режим неирерывных токов в обмотках статора, выиолненых из немагнитного материала, а применение тиристоров вместо щунти5, -рующих диодов исключает выпрямление противо-э.д.с. обмоток статора на их нерабочих интервалах. Все это существенно повышает экономичность устройства.

Предмет изобретения

Бесколлекторный электропривод с двигателем, у которого обмотка статора соединена в

виде звезды с нулевым проводом и подключена к источнику иитания через транзисторный коммутатор, унравляемый датчиком положения ротора, отличающийся тем, что, с целью повыщеиия экономичности, в цепь нулевого

провода обмотки статора включен дроссель, а между точкой присоединения обмоток статора к транзисторам коммутатора и точкой присоединения дросселя к источиику питания подключены тиристоры, причем входные цени тиристоров присоединены к датчику положения ротора, а цепи управления транзисторов коммутатора подключены к датчику положения ротора и щиротно-имиульсному модулятору но схеме совпадений.