Бесконтактный электродвигатель постоянного тока

 

БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА с совмещенным датчиком положения ротора, содержащий Статор с многофазной обмоткой, каждая фаза которой составлена из двух групп секций, ротор с постоянными магнитами и чередующимися секторами различной электропроводности , высокочастотные полупроводниковые автогенераторы по числу фаз обмотки статора, входы которых подключены к источнику питания, демодуляторы , включенные соответственно в выходные цепи указанных автогенераторов , распределитель импульсов и инвертор, информационный вход которого подключен к выходам высокочастот-. ных полупроводниковых автогенераторов , выход - к фазам обмотки статора , а управляющий вход инвертора соединен с выходом распределителя импульсов, вход которого связан с демодуляторами, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД в него введены конденса 9 торы в количестве, равном числу фаз (Л инвертор выполнен двухполупериодным , а каждая группа секций фазы обмотки статора составлена из одноименнополюсных секций,причем одна группа секции каждой фазы зашунтирована одним из введенных конденсаторов , а другая группа секций этой , со же фазы выводом, подключенным к h}i- ю вертору, связана с соответствующим о СП высокочастотным полупроводниковым автогенератором. О5

„.,SU, 11920

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 362322о/24-07 (22) 15.07.83 (46) 15.11..85. Бюл. В 42 (72) В.И.Нагайцев, Б.А.Делекторский, 10.И.Тарасов, Б.А.Маймасов, Б.И.Гафи:— .нов и С.А.Драгалин (53) 621.313.13.014.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 392560, кл. Н 02 К 29/00, 1973 °

Авторское свидетельство СССР

М 656160, кл. Н 02 К 29/00, 1978.

Проектирование радиоэлектронных устройств на интегральных микросхемах/Под ред. С.Я.Шаца. М.: Советское радио, 1976, с. 312. (54 ) (57 ) БЕСКОНТАКТНЫЙ Х!ЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА с совмещенным

-датчиком положения ротора, содержащий статор с многофазной обмоткой, каждая фаза которой составлена из двух групп секций, ротор с постоянными магнитами и чередующимися секторами различной электропроводности, высокочастотные полупроводниковые автогенераторы по числу фаз (51)4 Н 02 К,9/061 H 02 P 6/02 обмотки статора, входы которых подключены к источнику питания, демодуляторы, включенные соответственно в выходные цепи указанных автогенераторов, распределитель импульсов и инвертор, информационный вход которо-. го подключен к выходам высокочастот-, ных полупроводниковых автогенераторов, выход — к фазам обмотки статора, а управляющий вход инвертора соединен с выходом распределителя импульсов, вход которого связан с демодуляторами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения КПД в него введены конденса Е торы в количестве, равном числу фаз я инвертор выполнен двухполупериодным, а каждая группа секций фазы обмотки статора составлена из одноименнополюсяых секций, причем одна Я группа секции каждой фазы зашунти)еаа рована одним из введенных конденсаторов, а другая группа секций этой

Звиад же фазы выводом, подключенным к Йн- 1 © вертору, связана с соответствующим высокочастотным полупроводниковым автогенератором. Сл и 2 обмотки статора электродвигателя, причем соединительный провод разной обмотки с инвертором образу-. ет виток 20, связывая таким образом .вывод другой группы одноименно полюсных секций в каждой фазе с соот-: ветствующим высокочастотным автоге-. нератором. Регулирование глубины обратной связи в высокочастотном автогенераторе осуществляется с помощью резисторов 21,- включенных в цепи. эмиттеров транзисторов 5 и 6 соответственно.

Как следует из фиг.2, одна группа фаз обмотки статора образована секциями, имеющими полюсность 6, a другая — секциями, имеющими полюс- ность N.

Ротор электродвигателя выполнен

1 1 19205

Изобретение относится к .электротехнике и может быть использовано в гироскопических электромеханических устройствах.

Целью изобретения является повы.шение КПД.

На фиг. l приведен пример выполнения бесконтактного электродвигателя постоянного тока с совмещенным датчиком углового положения ротора, вы- 10 полненного на базе синхронной двухфазной машины; на фиг.2 †. схема соединения и взаимное расположение секций обмотки статора электродвигателя, на фиг.3 - временные диаграммы, поясняю-15 щие работу высокочастотного полупроводникового автогенератора, и форма фазного напряжения (Up, U ).

Бесконтактный электродвигатель постоянного тока содержит статор с двухфазной (в общем случае многофаз, ной обмоткой, фазы 1 и 2 которой составлены из двух групп одноименно полюсных секций. Одна группа секции в фазе 1 обмотки статора зашунтирована конденсатором.3, а в фазе 2 конденсатором 4. Электродвигатель содержит высокочастотные полупровод" никовые автогенераторы по числу фаз обмотки статора, входы которых под. 30 ключены к источнику питания. Высокочастотные автогенераторы в данном случае выполнены на транзисторах 5 и 6, смещение на базу которых пода: ется. с делителей 7 и 8. Обратная З5 связь в каждом автогенераторе осуществлена с помощью высокочастотного трансформатора 9, снабженного коллекторной обмоткой 10, базовой обмоткой Il и выходной обмоткой 12. Обмот- 0 ки 12.образуют выходные, цепи авто-. генераторов, в которые включены демодуляторы. Каждый демодулятор выполнен на транзисторе 13, база которого. подключена к выходной обмотке 12,45 а в цепь эмиттера включен резистор 14, шунтированный конденсатором 15.

В коллекторную цепь транзистора 13 включен резистор 16, ограничивающий ток. Демодуляторы соединены с 50 входом распределителя импульсов 17, выходы которого подключен к управляющему входу инвертора, выполненно го на транзисторах 18, соединенных . по двухполупериодной мостовой схеме, 55

Каждый транзистор инвертора шунтирован конденсатором 19. Выходы инвертора соединены с выводами фаз 1 с постоянными магнитами 22 и симметрично расположенными чередующимися. секторами 23 и 24 различной проводимости, образующими гетерогенную среду.

Количество зон одинаковой электропроводности равно числу пар полюсов . электродвигателя, а ширина каждой эоны равна полюсному делению. Оси секторов сдвинуты относительно осей магнитов на электрический угол. о

45 + Q, где Q — угол опережения включения коммутации фаз). В част» ности для реверсивного двигателя с малым индуктивным сопротивлением обыч" ноЯ=О

Распределитель импульсов 17 пред-. ставляет собой логическую схему дешифровки сигналов, поступающих на

его вход с демодуляторов автогенераторов ..

Бесконтактный электродвигатель постоянного тока работает следующим образом.

После включения напряжения питания при произвольном положении ротора, например, указанном на фиг.2, возбуждается один из автогенераторов, а второй автогенератор не возбуждает- . ся. Таким образом, на двух входах распределителя импульсов(дешифратора) 17 появляется комбинация сигналов логические "1" и "О". В. соответст - вии с временной диаграммой (фиг;3) распределитель (дешифратор) 17 вырабатывает управляющие сигналы, откры4 вающие соответствующие ключи инверто-. ра, например, верхний в левой стойке и нижний в средней стойке, так что напряжение питания прикладывает3 1192 ся к фазной обмотке 1 в той полярности, которая обеспечивает поворот ., ротора в заданном направлении.

При повороте ротора под действием . электромагнитного момента изменится. положение зон его гетерогенной среды относительно секций обмотки. При этом продолжается генерирование напряжения первым автогенератором и возбуждается второй автогенератор. 10

После демодуляторов на входах дешиф ратора появляется новая комбинация сигналов логических "1" и "1", которой соответствует вполне определенная однозначная комбинация управляющих сигналов,sa выходе дешифрато. ра. Управляняцие сигналы производят коммутацию силовых ключей инвертора так, что создается электромагнитный. момент в прежнем направлении,. go и ротор поворачивается в ту же сторону. Так как в соответствии с диа- граммой работы (фиг.3) автогенера-.. торов за период Т, т.е. поворот ротора на электрический угол 360, име- 25

:ется четыре различных комбинации сигнапов с двух автогенераторов, то

056 4

На выходах дешифратора может быть получена такая комбинация управляющих инвертором сигнапов, при кбто. рой форма фазного напряжения имеет вид, данный на диаграмме фиг.3. В связи с этим при неподвижном роторе всегда имеется однозначная информация о его положении, т.е, совмещен ный автогенераторный датчик положения ротора является позипнонным,. что позволяет осуществить запуск иа любого. положения ротора всегда в од-. ну и ту же сторону..Дпя изменения направления вращения на противоположное достаточно поменять местаиа входы дешифратора.

Таким образом, указаннбе samoaнение фаз обмотки статора электродвигателя и обраэова4ная связь с автогенераторами обеспечивает получение информации о направпении оси. намагниченности ротора, что, в свою очередь позволяет осуществить двухполупериодную коммутацию иивертора, а следовательно, повысить КПД элек-. тродвигателя.

1192056 с

Ъ ь а

Й9 д

Составитель А. Головченко

Редактор А. Гулько Техред 3,Палий корректор Г.Решетник

Заказ 7169/53 " .Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент". r.Óæãîðîä, ул. Проектная,4