Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вентильных электродвигателях. Целью изобретения является повышение надежности . Однофазная обмотка 1 якоря соединена с зажимами цепи питания через транзисторы 2,3. Цепь питания выполнена со средней точкой и связана с обмоткой якоря через резистор 4. Выход усилителя 5 соединен с инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом второго компараторов соответственно 7 и 8. Опорный вход первого компаратора 7 соединен с положительным , а опорный вход второго компаратора 8 - с отрицательным зажимами цепи питания. Выход первого компаратора связан через инвертирующий усилитель 9 с управляющей цепью транзистора 2, а выход второго компаратора - с управляющей цепью транзистора 3. Резистор 4 и усилители 5,6 используются для вьщеления ЭДС из сигнала, к-рый образуется при вращении ротора электродвигателя в его якорной обмотке. Для обеспечения начального вращения ротора используются реле 10, размыкающий контакт 11 к-рого включен параллельно транзистору 2 между обмоткой 1 и положительным зажимом цепи питания. Конденсатор 12 и резистор 13 служат для задания времени срабатывания реле 10. Резисторы 14-19 служат для задания коэффициентов передачи инвертирующих л усилителей 6,9 и усилителя 5. Резис- (// торы 20-23 служат для задания порогов срабатывания компараторов 7 и 8. Резисторы 24,25 являются ограничительными.При работе электродвигателя возникающая в обмотке ЭДС используется для управления работой коммутатора,поэтому для коммутации не требуете я специального датчика положения ротора,что упрощает функциональную схему электродвигателя и повышает надежность. 2 ил. фа&Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19)SU(ii) (51)4 Н 02 К 29/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7Г тт ABTOPCHOMV, СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3751501/24-07 (22) 11.06.84 (46) 15,03.87. Бюл, Р 10 (72)И.М.Карпочкин,В.С.Ваков,Н.С.Забь лин,А.А.Аксенов,В.Н .Умников .В.В.Бара— нов,И.И.Гуков иС.П.Веселов (53). 621.313. 13.014.2:621.382 (088.8) (56) Патент ГДР Ф 127141, кл. Н 02 К 29/02, 1977.

Патент США Ф 4229628, кл. Н 02 К 29/02, 1980. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в вентильных электродвигателях, Целью изобретения является повышение надежности. Однофазная обмотка 1 якоря соединена с зажимами цепи питания через транзисторы 2,3. Цепь питания выполнена со средней точкой и связана с обмоткой якоря через резистор 4.

Выход усилителя 5 соединен с инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом второго компараторов соответственно 7 и 8. Опорный вход первого компаратора 7 соединен с положительным, а опорный вход второго компаратора 8 — с отрицательным зажимами цепи питания, Выход первого компаратора связан через инвертирующий усилитель 9 с управляющей цепью транзистора 2, а выход второго компаратора — с управляющей цепью транзистора 3. Резистор 4 и усилители

5 6 используются для выделения ЭДС из сигнала, к-рый образуется при вращении ротора электродвигателя в его якорной обмотке. Для обеспечения начального вращения ротора используются реле 10, размыкающий контакт 11 к-рого включен параллельно транзистору 2 между обмоткой 1 и положительным зажимом цепи питания. Конденсатор 12 и резистор 13 служат для задания времени срабатывания реле 10.

Резисторы 14-19 служат для задания щ

Ф коэффициентов передачи инвертируюяик усилителей 6,9 и усилителя 5. Резисторы 20-23 слуяат для задания порогов срабатывания компараторов 7 и 8. Резисторы 24,25 являются ограничитель- ф ными. При работе электродвигателя возникающая в обмотке ЭДС используется для управления работойкаммутатора,поэтому для коммутации не требуетс я специального датчика положения ротора,что упрощает функциональную схему электродвигателя и повышает надежность. 2 ил.—

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано

129 при создании вентильных электродвигателей (ВД) с минимальным числом связей между электромеханическим преобразователем и коммутатором.

Цель изобретения — повышение надежности ВД.

На фиг.1 представлена схема ВД; на фиг.2 — напряжения на элементах схемы.

Однофазная обмотка 1 якоря соединена с зажимами двуполярной цепи питания через транзисторы 2 и 3, причем через транзистор 2 — с положительным зажимом цепи питания, а через транзистор 3 — с отрицательным. Цепь питания выполнена со средней точкой, и обмотка якоря связана с ней через резистор 4, Общая точка обмотки и транзисторов 2 и 3 (точка "а") связана с входом усилителя 5 непосредственно, а общая точка резистора 4 и обмотки (точка "б") — через первый инвертирующий усилитель 6. Выход усилителя 5 соединен с инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом второго компараторов соответственно 7 и 8. Опорный вход первого компаратора 7 соединен с положительным, а опорный вход второго компаратора 8 — с отрицательными зажимами цепи питания. Выход первого компаратора связан через второй инвертирующий усилитель 9 с управляющей цепью первого транзистора 2, а выход второго компаратора — с управляющей цепью второго транзистора 3. Резистор

4 и усилители 5 и 6 используются для выделения ЭДС из сигнала сложной формы, который образуется при вращении ротора электродвигателя в его якорной обмотке. Компараторы 7, 8 и второй инвертирующий усилитель 9 ис-, пользуются для управления включением и выключением транзисторов 2 и 3.

Для обеспечения начального вращения ротора используются реле 10, размыкающий контакт 11 которого включен параллельно транзистору 2 между обмоткой 1 и положительным зажимом цепи питания.

Конденсатор 12 и резистор 13 служат для задания времени срабатывания реле 10. Резисторы 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19 служат для задания коэффициентов передачи первого инвертирующего усилителя 6, усилителя 5 и второго

2 инвертирующего усилителя 9 соответственно. Резисторы 20 и 2 1, 22 и 23 служат для задания порогов срабатывания компараторов 7 и 8 соответствен5 но. Резисторы 24 и 25 — ограничительные.

Якорная обмотка подключается к цепям питания в такие моменты времени, когда ЭДС, наводимая в обмотке

f0 полем ротора, сохраняет один знак, причем при изменении знака ЭДС изменяется и направление протекающего по обмотке тока. На фиг.2 показана

15 диаграмма ЭДС и напряжения цепи питания, где U„< и U„< соответствуют уровням срабатывания первого и второго компараторов соответственно, Б„„ соответствует величине напряжения между зажимами цепи питания

20 и ее средней точкой, Е, — максимальное значение ЭДС, наводимой в обмотке электродвигателя.

Управление работой транзисторов

2 и 3 осуществляется с помощью первого и второго компараторов 7 и 8 соответственно. Компараторы срабатывают при превышении ЭДС (по абсолютной величине) их опорных напряжений Ц«< и U« соответственно. Длительность огкрытого сос ояния транзисторов 2 и 3, т,.е. ширина участков а — б и в — г вь<бирается уровнями порогов Б«< и Б«, регулируемых резисторами ?О и 21„ 22 и 23 соответственно, Выделение ЭДС осуществляется усилителями 5,6 и резистором 4. Напряжение, снимаемое с точки а равно

Uà е+<- ®4+Rа) (1) где е — ЭДС, наводимая в обмотке, — активное сопротивление якор0 ной обмотки, 45 i — ток, протекающий по обмотке.

Выбирая Р = R4 К, уравнение (1) преобразуем к виду

U,=ee++iiR„(1++x) . (2)

Это напряжение подается на первый

50 инвертирующий усилитель 6 с коэффициентом передачи, равным 1/(1+В). С точки "б" снимается сигнал 11 =iR

Ч

На выходе усилителя 5 присутствует два противофазных сигнала: с точ55 ки "а" и с выхода первого инвертирующего усилителя 6

l е в«. вых 6 Я 1+K

3 12971

Выбирая коэффициент усилителя 5, равный (К+ 1), на выходе усилителя 5 получим сигнал, равный ЭДС.

Усилители 5, 6 и 9, компараторы

7, 8 и соединенные с ними резисторы образуют функциональный преобразователь для выделения .сигнала, пропорционального ЭДС.

Электродвигатель работает следующим образом. 10

Устройство для установки ротора в исходное положение в нерабочем состоянии электродвигателя фиксирует ротор относительно, обмотки в таком положении, что в момент подключения 15 двигателя к цепи питания протекающий по обмотке пусковой ток, взаимодействуя с магнитным потоком ротора, создает пусковой момент, имеющий требуемое направление. Протекание 20 тока по обмотке при подключении к цепи питания осуществляется через размыкающий контакт 11. Размыкание контакта 11 происходит при срабатывании реле 10. Длительность импульса 25 пускового тока, т.е. время срабатывания реле 10, задается элементами

12 и 13. Возникающая при вращении ротора ЭДС в обмотке выделяется усилителями 5, 6 и резистором 4 и по- 30 ступает на компараторы 7 и 8, которые, срабатывая поочередно, открывают транзисторы 2 и 3. Так как выходной сигнал сработавшего компаратора является отрицательным, а транзистор 35

2 — n-p-и типа и для его открывания необходимым положительный сигнал, то сигнал с компаратора 7 инвертируется вторым усилителем 9.

Таким образом, ЗДС, возникающая 40 в обмотке, используется для управления работой коммутатора электродвигателя, поэтому для коммутации не тре85 буется специального датчика положения ротора, что упрощает функциональную схему электродвигателя и повышает его надежность.

Формула и з обретения

Вентильный электродвигатель, содержащий ротор с постоянным магнитом, статор с однофаэной обмоткой якоря, связанной с цепью питания через транзисторы коммутатора, управляющие цепи транзисторов которого связаны с обмоткой якоря через функциональный преобразователь, служащий для выделения сигнала, пропорционального ЭДС и содержащий усили" тели и компараторы, и устройство для установки ротора в исходное по" ложение при пуске, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен резистором, цепь питания выполнена со средней точкой, обмотка якоря связана со средней точкой цепи питания через резистор, общая точка обмотки якоря и транзисторов связана с входом усилителя непосредственно, а общая точка резистора и обмотки — через первый инвертирующий усилитель, выход усилителя соединен с инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом второго компараторов, опорный вход первого компаратора соединен с

;положительным, а опорный вход второго компаратора — с отрицательным за-. жимом цепи питания, выход первого компаратора связан через второй ин- вертирующий усилитель с управляющей цепью первого транзистора коммутатора, а выход второго компаратора соединен с управляющей цепью второго транзистора коммутатора.

1297185

ФЦ8. Г

Редактор И.Рыбченко

Заказ 792/59 Тираж бб1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 Ê1 кя

Составитель А.Санталов

Техред Л.Сердюкова; Корректор О.Луговая