Способ торможения противовключением бесконтактного двигателя постоянного тока

 

.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1422353 д1 (51) 4 H 02 P 6/02, H 02 К 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4096347/24-07 (22) 04.08.86 (46) 07.09.88. Бюл. ¹ 33 (71) Саратовский политехнический институт (72) М.С. Зубрилов, Б.Э. Коц и А:В. Фузеев (53) 621,313.13.014,2:621,382(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1020952, кл. Н 02 P 6/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1029369, кл. Н 02 P 6/02, 1983. (54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ ПРОТИВОВКЛЮЧЕНИЕМ БЕСКОНТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в позиционном приводе. Целью изобретения является повышение надежности и упрощение фиксации вала ротора синхронной машины. Способ торможения противовключением бесконтактного двигателя постоянного тока заключается в том, что,включая с помощью логического блока 1О управления определенную комбинацию ключей 11 — 18 комму татора 9 по сигналам с датчика 3 положения ротора 2 синхронной машины, осуществляют поочередное подключение соответствующей фазы А-а, В-Ь обмотки

19 якоря синхронной машины. Открытие каждой пары транзисторов для обеспечения торможения противовключением осуществляется с опережением на один межкоммутационный интервал по отношению к режиму противовключением с нейтральной коммутацией, равный такому углу поворота ротора 2 синхронной машины, при котором комбинация сигналов датчика 3 остается неизменной. С

2 ил.

1422353

Изобретение относится к электрот ехнике и может быть использовано в с истемах и устройствах, где требуется торможение и последующая фиксация вала ротора двигателя после останова, например, в позиционном приводе, Цель изобретения — повышение надежности и упрощение фиксации вала ротора синхронной машины.

На фиг. 1 представлена схема взаимного расположения синхронной машины датчика положения ротора синхронной машины, на фиг. 2 — блок-схема управления вентильным двигателем.

Бесконтактный двигатель постоянного тока содержит синхронную машину с якорем 1 (фиг. 1) и ротором 2, датчик 3 положения ротора синхронной машины, выполненный на фотодиодах 4-7.

Сигнальный элемент 8 датчика 3 выпол.нен в виде диска с прорезью, равной ,90 эл. град. Двигатель содержит также коммутатор 9 (фиг. 2) и логический блок 10 управления, включенный между

:выходом датчика 3 и входом коммута .тора 9, выполненного на транзисторах

11-18, соединенных по мостовой схеме, Входные выводы коммутатора подключены к зажимам источника питания, а выход30 ные — к обмотке 19 якоря 1 синхронной машины, имеющей фазы А-а и В-b.

Способ торможения противовключением осуществляется следующим образом.

На логический блок 10 управления поступает сигнал с фотодиодов 4-7 датчика 3 положения ротора и сигналы

Ug Urr определяющие соответственно левое и правое направления вращения

40 двигателя. Логический блок 10 управления выдает импульсы управления транзистором 11-18 коммутатора 9 в определенной последовательности и сочетании, Если сигнал Uz равен логической единице, а сигнал U логическому нулю, то двигатель вращается против часовой стрелки; если сигнал

U = О, а сигнал U 1, то двигатель вращается по часовой стрелке. При

Uä U = 0 двигатель переходит в 50 тормозной режим, т.е. наличие логических нулей является сигналом для торможения бесконтактного двигателя постоянного тока.

Пусть перед торможением ротор дви-gg гателя находится в положении, представленном на фиг. 1, в этом случае освещен фотодиод 4. Поступает сигнал на торможение. С чувствительного элемента (фотодиода 4) на вход логического блока 10 управления поступает сигнал, равньп логической единице, на остальные входы логического блока

10 поступают логические нули, При такой комбинации входнъ х сигналов на выходе логического блока 10 управления появляется такая комбинация сигналов, которая открывает транзисторы

15 и 18 коммутатора 9 ° Открытие транзисторов 15 и 18 осуществляется с опережением на один межкоммутационный интервал по отношению к режиму противовключения с нейтральной коммутацией. Под межкоммутационным интервалом понимается угол поворота ротора синхронной машины, при котором комбинация сигналов датчика положения ротора остается неизменной. Начало фазы В-Ь подключается к плюсу источника питания, а ее конец — к минусу источника питания. Ток, протекая по этой фазе обмотки, создает магнитный поток g(сплошная линия, фиг. 1). Магнитный поток якорной обмотки, взаимодействуя с магнитньпч потоком полюсов ротора 2, создает момент, который стремится повернуть ротор 2 так, чтобы угол o(стал равным О, т.е. создаваемый момент стремится совместить ось полюса ротора 2 с вертикальной осью.

Таким образом постоянный ток пропускают по фазе В-b такого направления, что создаваемый этой фазой магнитный поток и магнитный поток полюсов ротора совпадают в наибольшей степени, что обеспечивается введением опережающей коммутации. Угол между векторами этих потоков не превьппает +360/4pm эл.град. В этом интервале угла комбинации сигналов датчиков положения ротора неизменна.

Если до торможения двигатель вращался против часовой стрелки, -о от указанного на фиг. 1 положения .ротора 2 до

Ы = О создается двигательный момент вращения, величина которого уменьшается по мере уменьшения угла -. Если ротор 2 по инерции пройдет нейтральное положение, при котором векторы потоков направлены согласно, н угол станет отрицательным, то создается тормозной момент, стремящийся привести угол o(к О, т.е. совместить ось полюса ротора 2 с вертикальной осью. Если до торможения двигатель

53 з 14223 вращается по часовой стрелке, то при указанном на фиг. 1 угле д(сразу создается тормозной момент, который стремится уменьшить угол до О. Ес ли ротор 2 по инерции повернется на

5 угол o(больше +360/4pm эл. град, то фотодиод 4 выходит из зоны засветки.

Транзисторы 15 и 18 закрываются, т.е. силовой коммутатор 9 отключает фазу

В"b обмотки якоря.

Предположим, что до торможения двигатель вращается против часовой стрелки. Если он не затормозился при освещении фотодиода 4, то после

15 выхода фотодиода 4 из зоны засветки освещается фотодиод 7. Под действием сигналов логического блока 10 управления отпираются ключ 11 и 14. Коммутатор подключает фазу А-а обмотки 2< якоря к источнику питания так, что момент двигателя стремится совместить ось полюса ротора 2 с горизонтальной осью (фиг. 1, пунктирная линия потока tp)), т.е. в этом интервале магнит- 25 ный поток g создаваемый фазой А-а, в наибольшей степени совпадает по направлению с магнитным потоком полюсов ротора (угол сдвига >между векто рами потоков не превышает +360/4ршзл. град). Далее процесс повторяется до полной остановки ротора.

После окончания торможения по действием тока, протекающего по обмотке, подключенной коммутатором к источнику питания, создается момент двигателя, который фиксирует положение ротора 2. Для уменьшения тока в режиме фиксации ротора 2 может быть с применена широтно-импульсная модуля40 ция напряжения, Таким образом положительный эффект достигается за счет согцасного направления магнитных потоков индуктора и якоря, что при определенном снижении эффективности торможения позволяет повысить надежность торможения, исключив размагничивание индуктора.Кроме того, упрощается фиксация вала синхронной машины, которая происходит беэ дополнительных операций управления.

Формула и з о б р е т е н и я, Способ торможения противовключением бесконтактного двигателя постоянного тока, выполненного в виде синхронной машины с многофазной якорной обмоткой, подключенной к преобразователю частоты, управляемому от датчика положения ротора синхронной машины, при котором, включая определенную комбинацию ключей преобразователя частоты по сигналам датчика положения ротора, осуществляют поочередное подключение соответствующей фазы якорной обмотки синхронной машины к источнику питания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения фиксации вала ротора синхронной машины, указанное поочередное подключение фаз якорной обмотки синхронной машины осуществляют с углом опережения, равным одному межкоммутационному угловому интервалу, причем за межкоммутационный угловой интервал принимают угол поворота ротора синхронйого двигателя, при котором комбинация сигналов датчика положения ротора остается неизменной.

1422353

Составитель А. Иванов

Техред M,Дидык Корректор С.Черни

P еда к тор Л. Зайцева

Заказ 4439/55

Тира к 583

Подписное

В!1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Прои зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро,, у;. Ilp