Синхронизированный вентильный электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K29/02 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к синхронизированным вентильным электродвигателям (ВД) .

Известен синхронизированный ВД, содержгиций полупроводниковый коммутатор с элементами памяти, управляемым датчиком положения ротора, и фаз9чувствительный элемент, воздействующий на регулятор напряжения , в котором синхрониз ация частоты вращения двигателя с частотой задающего генератора осуществляется с помощью фазочувствительного элемента включенного последовательно с элементами Пс1мяти коммутатора ClJ.

Недостаток этого ВД - неустойчивая работа в переходных режимах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является синхронизирован.ный вентильный электродвигатель, содержащий ротор с источником намагничивающей силы, статор с обмоткой якоря, соединенный с выходом коммутатора, управляющие цепиключей которого соединены с выходом функционального преобразователя, . включающего в себя фазочувствительную схему, первый вход которой соединен с выходом датчика положения

ротора, а второй вход - с выходом задающего генератора, и элементы паютти 2.

Однако известный ВД, не позволяет получить достаточно широкого диапазона изменения скорости вращения вследствие незначительного диапазона регулирования угла включения фаз: двигателя. Кроме того, резкое изме10нение частоты синхронизации, например ее уменьшение, может привести к на;ру1цению синхронной работы двиг теля, что снижает надежность его работы.

15

Цель изобретения - увеличение диапазона регулирования ВД, а, следовательно, и повышение надежности его работы.

Для достижения указанной цели

20 параллельно элементам памяти подключена логическая схема повторного включения фаз, вход которой соединен со схемой контроля включения фаз, соединенной своими входами с выхо25дом памяти и задающим генератором

На фиг.1 изображена блок-с {ема трехфазного ВД/ на фиг.2 -.его электрическая схема,- на фиг.З - эшо1%1 напряжений на элементах схемы БД.

30

Синхронизированный ВД содержит эгщающий генератор 1, фазорасщепи-, тель 2, магнитоэлектрический двига-тель 3, датчик 4 положения ротора, усилитель 5 мощности, элементы 6 памяти, логическую схему 7 повторного включения фаз, схему 8 контроля включения фаз. Трехсекционная якор-, ная обмотка магнитоэлектрического двигателя 3 подключена к выходу усилителя 5 мощности коммутатора, собранного на трех элементах ИЛИ и трех усилителях, работающих в режиме класса Д. Одни входы элементов ИЛИ подсоединены к выходу логической схемь управления б, собранной на трех элементах ИЛИ и трех элементах И. Другие входы элементов ИЛИ усилителя 5 мощности соединены с выходом логической схемы 7 повторного включения, собранной также на трех элементах ИЛИ и трех элементах И. Между собой элементы ИЛИ и И соединены по самоблокирующей схеме, т.е выход элемента иЛи подсоединен к одному из,входов элемента И, а один ИЗ его входов - к выходу того же элемента И.

В элементах памяти вторые входы элементов ИЛИ соединены с выходами фаэорасщепителя 2, а вторые входы элементов И - с выходами датчика 4 положения ротора. В логической схеме повторного включения фаз двигателя вторые входы элементов ИЛИ подключены к выходу схе1лл 8 контроля включения фаз двигателя, собранной на Элементах ИЛИ, НЕ и И, а вторые входы элементов И соединены с выходами фазорасщепителя 2.

Входы элемента ИЛИ схемы 8 контроля включения фаз двигателя подсоединены к выходу элементов пеьмяти ( к выходам элементов И), выход его - к входу элемента НЕ, выход которого соединен с одним из выходов элемент И, второй .вход которого подсоединен к выходу задающего генератора 1, куда также подсоединен вход фазорасщепктелй 2. (Позиции эпюр напряжений на фиг.З соответствует позициям чертежа на фиг. 2).

Электродвигатель работает следующим образом.

В установившемся режиме ( промежуток времени О- tj и t на фиг.З включение секций электродвигателя 3 происходит по сигналам задающего генератора 1 и датчика 4 положения ротора-(при временном совпадении этих сигналов), а выключение - по сигнгшам датчика 4 положения ротора Поэтому при изменении или частоты синхронизации (промежуток времени ±.1г tjX или нагрузки на валу .(промежуток времени t 1,)происхолит изменение фазового сдвига между импульсами задающего генератора 1 и датчика 4 положения ротора, а это

вызывает изменение угла включения фаз двигателя. При этом включение очередной секции происходит после выключения предыдущей в соответст-вии с сигналами датчика 4 положения J ротора.

В. переходном режиме (пуск, из менение нагрузки на валу, изменение частоты синхронизации7 может не включаться очереднгш секция двигаQ теля вследствие временного несовпадения сигналов задающего генератора 1 и датчика 4 положения ротора (на фиг.З сигнал датчика ротора, на который должна была включаться секция С, заштрихован. В обычном синхронизированном ВД это приводит к наруше.нию режима синхронной работы, из-за чего ухудшается надежность его работы. В предлагаемом электродвигателе в этом случае на выходе элемента НЕ схемы 8 контроля включения фаз появляется сигнал, который поступает на вход элемента И. Одновременно на другой вход этого элемента поступает сигнал с задающего генера-

5 тора 1, в результате чего на выходе схемы 8 контроля появляется сигнал, совпадающий по времени с сигналом фазорасщепителя 2. поэтому на выходе элементов И логической схемл 7

0 повторного включения появляются сигналы, по времени совпадающие с сигналами фазорасщепителя 2. Эти сигналы включают соответствующие секции двигателя под напряжение (секция С,

с затем А и в). Таким образом, в этом режиме (промежуток времени - t на фиг.З) включение и выключение секции Электродвигателя происходит по сигналам задающего генератора 1, в результате чего осуществляется

0 режим торможения ротора двигателя при помощи замораживания электромагнитного поля двигателя, при этом порядок включения секций двигателя не нарушается.

5 В дальнейшем при снижений скорости вращения электродвигателя включение секций электродвигателя происходит по сигналам задающего генератора 1 и/датчика 4 положения ротора,

0 а выключение - по сигналам датчика положения ротора.

Введение схем повторного включения фаз и контроля включения .фаз позволяет увеличить диапазон регулирования скорости вращения, значительно улучшить динамические характеристики синхронизированного ВД и повысить надежность его работы.

Формула изобретения

Синхронизированный вентильный электродвигатель, содержащий ротор с источником намагничивающей силы, статор с обмоткой якоря, соединенной 55 с выходом коммутатора, управляющие

цепи ключей которого соединены с выходом функционального преобразователя, включающего в себя фазочувст.вительную схему, первый вход которой .соединен с выходом датчика положения ротора, а второй вход - с выходом задающего генератора, и элементы памяти, отличающийся тем что, с целью увеличения диапазона регулирования и повышения его надежности, в схему функционального преобразователя введены логическая схема повторного включения фаз и схе ма контроля включения фаз, причем

схема повторного включения Фаз своим выходом и первым входом подключена параллельно элементам памяти, своим ВТОРЫМ входом схема повторного включения фаз соединена с выходом схекы контроля включения фаз двигателя, вход которой соединен с выходом элементов памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 343643, кл. Н 02 К 29/02, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР 323077, кл. Н 02 К 29/02, 1970.