Устройство для управления вентиль-НыМ элЕКТРОдВигАТЕлЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02K29/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относит-ся к электротехнике и может быть использовано для высокоточных систем синхронизации и стабилизации частоты вращения вентиль ных электродвигателей постоянного тока. Известно устройство для управления вентильным электродвигателем постоянного тока, содержащее бесконтактную электрическую машину, датчик положения ротора, т-фазный полупрюводниковый коммутатор l. Недостаток данного устройства заключается в том, что для управления коммутацией фазных обмоток электродвигателя датчик положения ротора дол жен содержать число сигнальных элементов, кратное числу фаз бесконтактного электродвигателя, что увеличивает технологическую трудоемкость изготовления датчика положения с увеличением числа фаз обмоток электродвигателя, ухудшает унификацию изделия. Известно также устройство управления вентильным электродвигателем, содержащее синхронную машину, датчик положения ротора, полупроводниковый коммутатог пусковой генератор и фазо рас щепите.тГь 2. Недостаток данного устройства заключается в необходимости дополнительного пускового генератора низкой частоты и сравнительно большом времени разгона двигателя при пуске. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство управлениявентильным электродвигателем, с постоянным магнитом на роторе и т-фазной обмоткой статора, подключенной к выходам т-фазного коммутатора тока. Последний управляется логической схемой, вхрды которой подключены к выходам т-фазного генератора высокой частоты и выходу фазовращателя. В качестве фазовращателя использован обращенный сельсин, т-фаэная обмотка возбуждения которого подключена к выходам генератора опорной частоты. Логическая схема сравнивает фазы сигналов генератора с фазой выходного сигнала сельсина, определяет, какому из возможных углов коммутации соответствует текущее положение ротора, и через коммутатор возбуждает тре буемую фазу двигателя r3j Недостатком этого устройства является зависимость конструкции фазовращателя от конструкции двигателя: сельсин должен иметь то же число фаз в обмотке статора, что и двигатель. Выполнение ротора двигателя в виде постоянного магнита с h парами полюсов требует замены сельсина на фазовращатель с коэффициентом электричес кой редукции, равным п, то есть уст ройство не универсально. Цель изобретения - обеспечение универсальности. Поставленная цель достигается тем что в устройстве управления, содержа |цемИ1-фазный коммутатор тока, выходом подключенный к обмоткам вентильного электродвигателя, а входом к дешифратору, генератор высокой частоты, фазовращатель и нуль-орган дополнительно введены счетчик, выполненный на триггерах с коэффициентом пересчета,равным произведению числа фаз ж электродвигателя на число и пар полюсов его якоря, и регист кода положения, причем выход генератора высокой частоты соединен со вхо дом счетчика, выход триггера старшего разряда которого через фазовращатель подключен ко входу нуль-органа выход последнего соединен со входом разрешения записи регистра кода положения, его информационные входы подключены к выходам триггеров счетчика, а выходы регистра через дешифратор подключены ко входу коммутато ра. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - один из возможных вариантов выполнения фазовращателя. Устройство управления содержит генератор 1 высокой частоты (фиг.1) Подключенный ко входу счетчика 2. Выход триггера старшего разряда счет чика 2 подключен к входу фазовращателя 3, ротор которого закреплен на валу двигателя. Выход фазовращателя 3 через нуль-орган 4 соединен со входом разрешения записи регистра 5 кода положения. Информационные входы регистра 5 подключены к выходам три геров счетчика 2. Выходы регистра 5 соединены со входами дешифратора б, выходы которого подключены к входам т-фазного коммутатора 7 тока. Фильтр 8 (фиг.2)выделяет первую гармонику из прямоугольных выходных сигналов счетчика 2, Три пластины датчика 9 подключены к выходам интегратора 10, инверторов 11 и 12, где вырабатьшаются второе, третье и четвертое опорные напряжения, сдвинутые относительно первого на 90, 180 и 270 . Синусоидальный сигнал с выхода фильтра является первым опор ным сигналом емкостного датчика 9 у лового положения. Устройство работает следующим об разом . Счетчик 2 выполняет функцию дели теля частоты генератора 1 ВЕЛСОКОЙ частоты в m-n раз. Выходной пёриод ческий сигнал счетчика является опорным сигналом фазовращателя 3. Нульорган 4 формирует из выходных синусоидальных сигналов фазовращателя 3 прямоугольные периодические сигналы, по переднему фронту которых осуществляется запись кода счетчика 2 в регистр 5. Таким образом, генератор 1, |счетчик 2, фазовращатель 3, нуль-орган 4 и регистр 5 образуют преобразователь угол-фаза-код, причем записываемые в регистр текущие значения кода могут изменяться от О до (mn-1), что соответствует min возможным углам коммутации. Дешифратор 6 расшифровывает текущее значение кода и через коммутатор 7 возбуждает ток . в требуемой фазе статорной обмотки двигателя. Из сказанного следует, что конструктивные особенности вентильного электродвигателя (число фаз статорной обмотки и число пар полюсов ротора) влияют только на вьбор. коэффициента пересчета счетчика и структуру дешифратора. Реализация счетчика и дешифратора с любыми требуемыми характеристиками на базе современной микросхемотехники не представляет технической трудности. Таким образом, изобретение позволяет простыми средствами обеспечить независимость конструкции фазовращателя от конструктивных особенностей электродвигателя, и тем самым дает возможность применять совместно с двигателем фазовращатель любого типа, наиболее соответствующий конкретным условиям эксплуатации двигателя. Как важную положительную особенность изобретения, следует отметить возможность одновременно с управлением электродвигателем получать код положения вала двигателя, для чего достаточно лишь увеличить разрядность счетчика и регистра. Формула изобретения Устройство для управления вентильным электродвигателем, содержащее т-фазный коммутатор, выходом подключенный к обмоткам вентильного электродвигателя, а входом - к выходу дешифратора, генератор высокой частоты, фазовращатель, механически связанный с валом вентильного электродвигателя, и нуль-орган, отличающееся тем, что, с целью повышения универсальности, устройство дополнительно содержит счетчик, выполненный на триггерах с коэффициентом пересчета, равным произведению числа тп фаз электродвигателя на число п пар полюсов его якоря, и регистр кода положения, причем выход генератора высокой частоты соединен со входам счетчика, выход

триггера старшего разряда которого через фазовращатель подключен ко входу нуль-органа, выход последнего соединен со входом разрешения записи регистра кода положения, его информационные входы подключены к выходам триггеров счетчика, а выходы регистра через дешифратор подключены ко 1входу коммутатора.

tt--t

л

/ /ь

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 327552, кл. Н 02 К 29/02, 1972.