Вентильный электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K29/02 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бесконтактным элект родвигателям постоянного тока используемым в устройствах видео- и магнитно записи, в кинотехнике, автоматических регулирующих устройствах и т.д. Известны вентильные электродвигатели, содержащие m -фазный коммутатор тока обмоток, совмещенный датчик положения ротора и датчик частоты вращения выполненный на основе бесконтактного сельсина, подключенного к m -фазному генератору опорной частоты и соединенному с коммутатором тока обмоток через АПгДв1 ифраторов (формирующих устройств) каждый из которых двумя входами подключен к выходу датчика, а другими входами - к соответствующей фазе генератора опорной частоты fl} к. 2. По технической сущности и достигаемому результату к изобретению наиболее близок вентильный электродвигатель 2 Однако в электродвигателе предлагается использование двигателя и сельсина с одинаковым числом пар полюсов, что ограничивает их функциональные возможности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей электродвигателя. Это достигается тем, что сельсин выполнен с-числом пар полюсов 1 меньшим числа пар полюсов двигателя R,. и подключен гп -фазной обмоткой через делитель частоты II фазорасщепктель, выполненный на А и К триггерах, к генератору тактовых импульсов, а Однофазной через формирователь коротких импульсов - к одним входам формирующего устройства коммутатора и выдает импульс, фаза которого плавно меняется от О до при повороте ротора электродвигателя на один оборот. При этом коммутация обмоток двигателя осуществляется за счет введения в коммутатор второго фазорасщепителя с частотой выходного сигнала в раз большей частоты выходного сигнала первого фаэорасщепи37теля. Счетные входы второго фазорасщепителя подключены параллельно входам первого фазорасщепителя, а выходы через формирователь коротких импульсов подключены к другим входам формирующего .устройства коммутатора, причем для сохранения стабильной последовательности фаз j и К входы триггеров первого фазорасщепителя соединены соответственно с инвертирующими и неинвертирукяцими выходами последующих триггеров, а j входы триггеров второго фазорасшепителя - с неинвертирующими выходами предыдущих триггеров первого фазорасщепителя. На фиг. 1 изображена структурная схем предлагаемого электродвигателя; на фиг.2 времённые диаграммы напряжения, пояс няющие работу электродвигателя. Вентилы Ый электродвигатель содержит генератор 1 тактовых импульсов с частотой следования , делитель частоты ., два фазорасщепнтеля, выполненные на j -V к триггерах (первый -на триг герах 3, 4 и 5, второй - на триггерах б, 7 и 8), схему питания 9 гп -фазных обмоток сельсина 1О, подключенную к выходам первого фазорасщепителя, формирователь 11 коротких импульсов с выхода однофазной обмотки сельсина, формирователь 12 коротких импульсов с выходов второго фазорасщепителя, формирователь 13 коммутатора, коммутатор токов 14 в обмотках 15 двигателя, ротор 16 которого выполненный в виде постоян ного магнита с Р парами полюсов, жест ко связана с ротором сельсина 1О, регулятор 17 частоты вращения, генератор 18 управляпошего напряжения. На фиг. 2 приняты следующие обозначения:а, в, с - временные диаграммы напря жения на выходе делителя частоты 2, d,2, - на выходе первого фазорасщепителя ( на неинвертирующих выходах триггеров 3, 4, 5 соответственно); gf,h, В - на выходе второго фазовращателя (на неинвертирующих выходах триггеров 6, 7,8 соответственно); П,р,1 - на выходе формирователя коротких импульсов 12, соответствующие последовательностям импульсов 7. 8 и 9(короткие Jимпyльcы, соответствующие последовательностям импульсов с инвертирующих выходов триггеров 6, 7 8, на временных диаграммах не показаны); 6 g -{ - импульсы на входе коммутатора 12, соответствующие неинвертирующему выходу одного из триггеров и инвертирующему выходу другого триггера второго фазорасщепителя; Ц - импульсы на выходе коммутатора 12 с выхода формирователя 11; f - одна из шести последовательностей импульсов, вырабатываемых коммутатором 14, для управления работой силовых ключей. Электродвигатель работает следующим образом. Делитель частоты 2 при поступлении на его вход импульсов с частотой г от генератора тактовых импульсов осуществляет деление частоты на три и выдает три последовательности импульсов, сдвинутых относительно друг друга на 120 , со скважностью, равной трем. К каждому из трех выходов делителя частоты 2 подключено своими счетными с входами по два j - к триггера: к первому выходу - триггеры 3 и 6 ко второму - 4 и 7, к третьему 5 и 8 первого и второго фазорасщепителей соответственно. На выходах первого фазорасщепителя формируются три последовательности неинвертированных и три последовательности инвертированных импульсов со сдвигом 120 в каждой последовательности. Для сохранения стабильной последовательности фаз формируемых импульсов триггеры первого фазорасщепителя охвачены обратными связями: с инвертирующего выхода последующего триггера на 3 - вход предыдущего, а некнвертирующего выхода последующего триггера на к - вход предыдущего (с 4 на 3, с 5 на 4 и со 2 на 5). С выходов триггеров 3, 4 и 5 первого фазорасщепителя импупьсы с частотой следования . через схему питания 9 подаются на m -i фазную обмотку сельсина 1О, с однофазной обмотки которого снимается сигнал с частотой /12 , отличающейся от частоты питающего сигнала на величину частоты вращения ( П -частота вращения вала электродвигателя, об/мин, знак + ИЛИ- определяется направлением вращения), и плавно изменяется от О до повороте вала на один оборот, что является источником информации об угловом положении вала. В формирователе 11 коротких импульсов сигнал однофазной обмотки сельсина 10 преобразуется в короткие импульсы, по- « даваемые в формирователь 13 комму- 57 татора для передачи информации от сель сина как от датчика положения ротора и в регулятор 17 для передачи информации от сельсина как от датчика частоты вращения. На выходах второго фазорасщешггеля формируются последовательности импульсов, аналогичные сформированным (фааорасщепителям, но с частотой следования .,./6 , (т.е. в два раза большей частоты следования импульсов на; вы. ходе первого фазорасщепнтеля. Формиро импульсов указанной частоты к сохранение стабильной последовательност фаз обеспечивается подачей на j входы триггеров второго фазорасщепителя выходных импульсов с неинвертирующих выходов первого фазорасщепителя: с триггера5 на триггер 6, с триггера 3 на триггер Тис триггера 4 на триггер 8. В формирователе 13 коммутатора из коротких импульсов, вьфабатыв аемых формирователями 11 и 12, формируется шесть последовательностей импульсов (три неинвертированных и три инвертированных) для управления .силовыми клю чами коммутатора 14, коммутирующими обмотки двигателя 15. В регуляггоре 17 осуществляется срав ненке частоты и фазы сигнала обратной связи, снимаемого с формирователя 11, и сигнала управляющего генератора iS и вырабатывается сигнал управления, подаваемый на коммутатор 14. Формула изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий статор с m -секционной обмоткой 6 якоря, ротор с парами полюсов, датчик положения ротора, выполненный по типу бесконтактного сельсина, m-фазная обмотка которого подключена через делитель частоты и фазорасщепитель, вьшолненный на j -к триггерах, к генератрру тактовых импульсов, а однофазная обмотка через формирователь коротких импульсов подключена к одним входам формирующего устройства коммутатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей электродвигателя, указанный сельсинный датчик вьшолнен с числом пар полюсов Р. , меньшим числа пар полюсов электродвигателя, а в коммутатор введен второй фаэорасшепитель , подключенный счетными входами своих триггеров параллельно счетным входам триггеров первого фазорасщепителя, а выходами через формирова- , тель коротких импульсов - к другим входам формирующего устройства коммутатора, при этом j и к входы каждого из триггеров первого фазорасщепителя соединены обратнымиГ связями соответственно с инвертирующими и неинвертирующими выходами последующих триггеров, j входы триггеров второго фазорасщепителя -. с неинвертирующими выходами предыдущих триггеров первого фазорасщепителя, а отношение выходных частот нового и второго фазорасщепи- телей равно Р / Pjj . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе : 1.Авторское свидетельство СССР N9 479202, кл. Н О2 К 29/О2, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 327552, кл. Н О2 К 29/О2, 1974.

ч

n

14