Вентильная электрическая машина
Изобретение относится к электричес1сим машинам с бесконтактной коммутацией секций якорной обмотки, в частности к вентильным тахогенераторам с малой пульсацией выходного напряжения . Цель изобретения - обеспечение стабильности выходного напряжения длягенераторного режима работы на нагрузку, применительно к вентильному электродвигателю, у которого вторая, третья и четвертая секции якорной обмотки смещены относительно первой соответственно на 90, 135, 225 электрических градусов. В электродвигатель дополнительно введена пятая секция обмотки, смещенная относительно первой секции на 292, 5 электрических градусов и соединенная с общим выводом других секций, и сумматор , соединенный с нагрузкой, инвертором и отдельным выводом пятой секции. Сумматор должен быть выполнен в виде делителя выходного напряжения или в виде двухвходового дифференциального усилителя. В первом случае делитель, нагрузка и инвертор включены параллельно, средняя точка делителя соединена с выводом пятой секции.. Во втором случае нагрузка подключена параллельно выходу усилителя , его прямой и инверсный входы соединены с инвертором, а общая шина - с выводом пятой секции обмотки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. с сл
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4016435/24-07 22) 05.02.86 (46) 29.02.88. Бюл. В 8 (75) В.M.Ãðèäèí и М.B.Ãðèäèí (53) 621.313.13.014.2.621-.382 (088.8) (56) Путников В.С. и др. Реверсивные бесконтактные тахогенераторы постоянного тока .М.: "Информэлектро", 1970, с.24.
Авторское свидетельство СССР
У 1328889, кл. Н 02 К 29/06, 1984. (54) ВЕНТИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к электричес1(им машинам с бесконтактной коммутацией секций якорной обмотки, в частности к вентильным тахогенераторам с малой пульсацией выходного напряжения. Цель изобретения — обеспечение стабильности выходного напряжения для генераторного режима работы на нагрузку, применительно к вентильному электродвигателю, у которого вторая, третья и четвертая секции (д1) 4 Н 02 К 29/06, G 01 P 3/46 якорной обмотки смещены относительно первой соответственно на 90, 135, 225 электрических градусов. В электродвигатель дополнительно введена пятая секция обмотки, смещенная отно" сительно первой секции на 292, 5 электрических градусов и соединенная с общим выводом других секций, и сумматор, соединенный с нагрузкой, инвертором и отдельным выводом пятой секции. Сумматор должен быть выполнен в виде делителя выхоцного напряжения или в виде двухвходового дифференциального усилителя. В первом случае делитель, нагрузка и инвертор включены параллельно, средняя точка делителя соединена с выводом пятой секции.. Во втором случае нагрузка подключена параллельно выходу усилителя, его прямой и инверсный входы соединены с инвертором, а общая шина — с выводом пятой секции обмотки.
2 з.п. ф-лы, 2 ил.
1377974
Изобретение относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией секций якорной обмотки, в частности к вентильным тахогенерато- 5 рам (ВГ) с повьппенной стабильностью (малой пульсацией) выходного напряжения, которые используются, например, в следящих системах.
Изобретение направлено на сниже- 10 ние пульсаций выходного напряжения
ВГ.
На фиг. 1 изображен общий вид ВГ с делителем выходного напряжения; на(фиг. 2 схема подключения к йагрузке и инвертору дифференциального усилителя, примененного вместо делителя выходного напряжения.
ВГ на фиг. 1 содержит ключевые 20 элементы 1-8, например, транзисторы, образующие инвертор (выпрямитель) 9, - якорь с магнитопроводом и несимметричной пятисекционной лучевой обмоткой, индуктор 10, датчик положения ротора (ДПР) с ротором:11 и статором
12, функциональный преобразователь (ФП) 13. Ключевые элементы могут обладать двухсторонней проводимостью.
Иагнитопровод может иметь или не 30 иметь пазы. У индуктора угловой размер полюсной дуги — не менее 135 эл. град. Обмотка — диаметральная. Начала секций обозначены А,В,С,D,Е. Секции
В,С,D и Е смещены отйосительно секции А соответственно на 90, 135, 225 и 292,5 эл.град. Пятая секция обмотки выполнена в виде двух полусекций, соединенных последовательно и уложенных таким образом, что ось намагничи- 40 вающей силы одной из них совпадает с осью намагничивающей силы второй секции, ось другой полусекции — с осью третьей секции. ДПР соединен с входами ФП. Выходы ФП соединены с 45 управляющими входами ключевых элементов 1-8. Нагрузка ВГ 14 изображена в виде токопроводящего элемента (например резистора) и подключена непосредственно к инвертору 9, туда же подключен сумматор, изображенный в виде делителя напряжения 15, средняя точка которого соединена с выводом пятой секции Е, Сопротивление нагрузки 14, каждого плеча делителя напряжения, пятой секций, других секций обмотки, числа витков пятой секции и других секций связаны между собой выражением
W (2, Z„+22,2 +г.„ 2)
= W (22,+Z ) (Z„+2Z ), (1) где Z з и Z< — сопротивления пятой и каждой из остальных секций обмотки соответственно;
Z u Z — сопротивления нагрузки и каждого плеча делителя напряжения соответственно;
W u W — числа витков пятой и каждой из остальных секций обмотки.
Нагрузка 14 может быть подключена к выходу операционного усилителя 16 (фиг.г). Тогда клеммы инвертора Ри С должны быть соединены со входами этого усилителя, вывод пятой секции Е— с клеммой "Земля", а числа витков пятой и первой секции могут быть равны.
ВГ работает следующим образом.
При вращении ротора относительно статора приводным двигателем в секциях обмотки возникают ЭДС вращения, с ДПР на ФП поступают логические сигналы ад, а, à, an ФП вырабатывает сигналы управления инвертором Ъ|,Ь, ° ° ° ° ьв.
Инвертор (выпрямитель) 9 коммутирует секции обмотки, и в результате на нагрузку поступает напряжение одного и того же знака и уровня.
Если одновременно работают, например, секции А и D то напряжение на нагрузке можно описать следующей формулой
2W< 2«2)
«< < )<
""" Z Z+2Z Z +Z Z где С вЂ” коэффициент пропорциональности;
n — частота вращения ротора.
Если одновременно работают, например, секции В,С и Е, то с учетом (1)
С n(W<+W ) 2(,Z
2, (— + Z,)(г„+22 )+2 (2„+г)
С,п 2И Е Ем+22< 2 +2 „ 2 Если сопротивления Z „ и Z много больше сопротивления Z (и Z ), что выходное напряжение генератора U =2C<. W, ° п 1377974 Если сумматор выполнен в виде дифференциального усилителя с равными коэффициентами усиления К прямого и инверсного каналов, то его выходное напряжение U связано с входными напряжением прямого канала Ut, и инверсного канала U„„ следующйм образом U = K (U„F - U„„). Сопротивления входных с цепей прямого и инверсного каналов обычно много больше сопротивлений секций обмотки Z > и Е . f5 Если одновременно работают, например, секции А и D, то ,1 Пор = 1% 1 ю U инб f g V,„„-=г 1,К, 20 где 1 = С -W< ° и — ЭДС секций А и D 1 = С Wy - n — ЭДС секций Е. Если одновременно работают секции :В,С и Е, то 0„ 1, + 1д = C„(W+W ) ° и. Формула изобретения 1 ° Вентильная электрическая машина, содержащая ротор с возбулщением от постоянных магнитов, статор с пятисекционной соединенной в звезду обмоткой якоря,, вторая, третья, четвертая и тая секц которой ссмеще- 45 При И =У для обоих межкоммутационных интервапов 11 „„= 211K=2K C W) n. Таким образом, при трапецеидальной форме ЭДС выходное напряжение теоретически не изменяется по величине, а при синусоидальной форме ЭДС его пульсации не превышают пульсаций напряжения ВГс восьмисекционной обмот-35 кой якоря. ны относительно первой соответственно на угол 90, 135, 225 и 292,5 эл. град., выводы ка:кдой из первый четырех секций соединены с общей точкой ключей одной из ветвей инвертора, ключи инвертора образуют две (анодную и катодную) группы, связанные с цепью нагрузки, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью снижения пульсаций выпрямленного напряжения, машина снабжена сумматором, первый и второй входы которого соединены с анодной и катодной группой ключей, а общая шина соединена с выводом пятой секции. 2. Машина по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем,.что сумматор выполнен в виде делителя напряжения, общая точка обоих плеч которого соединена с. выводом пятой секции, вывод первого плеча соединен с первым зажимом цепи нагрузки и анодной группой ключей, а вывод второго плеча с катодной группой ключей и вторым зажимом цепи нагрузки, причем параметры элементов машины связаны соотношением W,(Z Z„+2Z, К +Z„Z ) = М< (2 Z + Z)) {Zg +2Z)), где Б > и Z — сопротивление пятой и каждой из остальных секций обмотки; Е „ и Z - сопротивления нагрузки и каждого плеча делителя напряжения; W и W, — числа витков пятой и и калдой из остальных секций обмотки. З.Машина по п.1,о т л и ч а ю щ ая с я тем, что сумматор выполнен в виде дифференциапьного усилителя с равными коэффициентами усиления прямого и инверсного канала. 1377974 Производственно-полиграфическое предприятие, .r,Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 Редактор И,Сегляник Заказ 885/52 Составитель В.Комаров Техред М,Дндык Корректор А.Ворович Тираж 665 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5