Управляемый вентильный электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K29/02 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электрических машин и может быть использовано, например, в бесконтактных электроприводах постоянного тока. Известны управляемые вентильные электродвигатели, секции обмотки яко ря которых подключены к источнику пи тани-я через мостовой полупроводниковый коммутатор, а входы силовых ключей последнего связаны с выходами чув ствительных элементов датчика положения ротора через логическое устройство { и 2 . Двигатель имеет трехсекционную обмотку, - подключенную к источнику-питания через мостовой коммутатор. Входы силовых ключей коммутатора связаны с выходами чувствительных элементов датчика положения ротора с углом сигнального сектора, равным 180 эл град через .логические элементы ЗАПРЕТ Сложность осуществления реверса известных двигателей является их недостатком. Известен также вентильный электродвигатель, содержащий якорь с рбмэткой, подключенной к сети посредством мостового коммутатора с 2 т-силовыми ключами, датчик поло..жения с га-чувствитальными элементами и функциональный преобразователь т-каналов датчика в 2 т-каналов управления силовыми ключами, цепь импульсного управления скоростью и т-канальный реверсор, включенный между датчиком положения и функциональным преобразоват.елем и выполненный в виде т-логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ Его недостатком являются узкие функциональные возможности, поскольку импульсное регулирование скорости может быть осуществлено лишь по каналу реверса. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей двигателя. .Указанная цель достигается тем, что каждый из элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ содержит последовательно соединенные логический элемент Эквивалентность и мНоговходовой инвертор, причем один из входов последнего соединен с цепью импульсного управления скоростью. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 - вы|полнение логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; на фиг. 3 --диаграммы работ элементов схемы. Возбуждаемые с помощью сигнального сектора 1 чувствительные элементы 2, 3, 4 датчика положения ротора подклгсч;ены своими выходами ко входам логических элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 5, б, 7 соответственно. Вторые входы элементов 5, б, 7 соединены с це пью реверса Р. Выходы элементов б., 7 попарно соединены со входами логических элементов ЗАПРЁТ 8 S, 10, 11, 12, 13, ВЫХОД1Ы которых, в свою очередь, связаны со входами соответствующих силовых ключей 14, 15, 16, 17, 18, 19, составлявдадих мостовую схему коммутатора. К выходам моста подключена силовая обмотка 20 двигателя. Варианты исполнения логических эл ментов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21, 22 (фиг. 2). содержат логические элементы ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 23 И инвертор 24 (двухвходовой логический элементИЛИ-НЕ). В первом случае инвертор 24 подключен к выходу элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, во втором - К одному из его входов. Сигналы {, и , и, с чувствительных элементов датчика положения 2, 3 4 поступают на входы соответствующих логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, 6, 7. Логический элемент ИСКЛЮЧАЮйЩЕ ИЛИ работает таким образом, что на пряжение на его выходе появляется в те моменты времени, когда подан сигнал лишь на один из входов. Таким об разом, если напряжение реверса на входы элементов 5, 6, 7 не подается (Р - 0) , то они работают как повтори тели сигналов с датчика положения. Если же,на входы элементов 5, 6, 7 подан сигнал реверса (Р - 1), то они работают как инверторы сигналов с да чика положения ротора. Три последовательности сигналов % 7 длительностью 180 эл.град и сдвинутые относительно друг друга на 120 эл.град. с выходов элементов 5, 6, 7 попарно подаются- на входы шести логических элементов ЗАПРЕТ формирующих из них шесть последовате ностей импульсов Ug , U, -{-t длительностью 120 эл.град., сдви нутых относительно друг друга на 60 эл.град., которые управляют соответствующими силовыми ключами коммутатора 14, 15, 16, 17, 18, 19. Сигна Ug на выходе элемента 8 равен конъюнкции повторения сигнала Us и отрицания сигнала Ug, сигнал U на выход элемента 9 равен конъюнкции повторения сигнала и и отрицания сигнала U-, и т. д. Пусть в момент времени tg непосре ственно предшествующий реверсу сигна реверса на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, 6, 7 отсутствует, а а входы элементов 5 и 7 поданы наряжения U2 и U4. с чувствительных . лементов 2 и 4 датчика положения роора. В этом случае напряжения Uj- и 7 на выходах элементов 5 и 7 равны , а напряжение U на выходе элеента 6 - О . Напряжение, равное 1 появляется на выходах тех элементов ЗАПРЕТ, у которых на прямой вход по ан сигнал, а на инвертирующем входе напряжение равно О. В рассматриваемом случае сработают элементы 8 и 12, выходные напряжения которых отопрут силовые ключи 14 и 18. Ток в обмотке двигателя 20 потечет в направении, показанном стрелкой на фиг. 1. При подаче напряжения реверса Р на входы элементов 5, б, 7 они начинают работать как инверторы сигналов с датчика положения ротора. При том же положении ротора сигналы с чувствительных элементов подаются на входы логических элементов 5 к 7. В этом случае напряжение на выходах элементов 5 и 7 .равно О , а на выходе элемента б - . При этом срабатывают элементы ЗАПРЕТ 11 и 9, выходные напряжения которых отпирают силовые ключи 15 и-17. Ток в обмотке изменяет направление на противоположное, двигатель реверсируется. Аналогично при любом другом положении ротора. Приведенные на фиг. 2 варианты исИСКЛЮЧАЮЩЕЕполнения логических ИЛИ 21 и 22 содержат соединенные друг с другом логический элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ23 и инвертор 24 (двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ). Подобное включение позволяет ввести импульсное управление скоростью. В том случае, если на вход О подан запирающий сигнал, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ при любом сигнале с датчика положения ротора напряжение будет равно О, а сигналы на .выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ одинаковы. При этом на выходах всех элементов ЗАПРЕТ напряжения будут равны О и все ключи коммутатора закрыты. Ток по обмотке двигателя не течет. Изобретение позволяет обеспечить бесконтактный реверс и регулирование двигателя без увеличения числа чувствительных элементов, датчика положения ротора и силовых элементов в коммутаторе без усложнения логических схем, и, тем самым, расширить его функциональные возможности. Формула изобретения Управляемый вентильный электродвигатель, содержащий якорь с обмоткой, подключенной к сети посредством мостового коммутатора с 2 т-силовыми ключами, датчик положения с т-чувствитальными элементами и функциональный преобразователь т-каналов датчик в 2 т-каналов управления силовыми ключами, цепь импульсного управления скоростью и т-канальный реверсор, включенный между датчиком положения и функциональным преобразователем в виде т-логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ , отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, казвдый из элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ содержит последовательно соединенные

логический элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ и многовходовой инвертор, один из входов которого соединен с цепью импульсного управления скоростью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент Японии 31692, кл. 55 А 42, 1971,

2,Патент США №.3531702, кл, 318-138, 1970,

3,Патент ФРГ № 2403432,

кл. Н 02 К 29/02, 1975 (прототип).