Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике, в звукозаписывающей аппаратуре. Целью изобретения является повышение надежности. Для достижения цели вентильный электродвигатель дополнительно содержит ограничитель времени работы помехоподавителя. Функциональный преобразователь 4 формирует сигналы управления ключами 15, 16 по сигналам ЭДС вращения. Помеха, вызванная ЭДС самоиндукции при переключении ключей 15, 16, копируется помехоподавителем, включающим пороговый узел 10, схему 9 сравнения и усилитель 6. В момент провала напряжения питания ложное срабатывание помехоподавителя исключается за счет ограничителя времени работы помехоподавителя, включающего дифференциальный узел и таймер. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1497690 A 2

150 4 Н 02 K 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО иэОБРетениям и ОТНРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1337942 (21) 4358849/24-07 (22) 05.01.88 (46) 30.07,89. Бюл. Ф 28 (72) Н.И.Дубских и В,П.Миронычев (53) 621.313,13.014.2.621.382 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1337942, кл. H 02 К 29/00, 1987. (54) ВЕНТИЛЬНЬ1И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электро-. технике и может быть использовано в автоматике, в эвукоэаписывающей аппаратуре. Целью изобретения является повьппение надежности. Для достижения .цели вентильный электродвигатель до2 полнительно содержит ограничитель времени работы помехоподавителя.

Функциональный преобразователь 4 формирует сигналы управления ключами 15, 16 по сигналам ЭДС вращения. Помеха, вызванная ЭДС самоиндукции при переключении ключей 15,16, копируется помехоподавителем, включающим пороговый узел 10, схему 9 сравнения и усилитель 6. В момент провала напряжения питания ложное срабатывание помехоподавителя исключается эа счет ограничителя времени работы помехоподавителя, включающего дифференциальный узел и таймер. 4 ил.

149769

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике, звуковоспроизводящей и записывающей аппаратуре.

Цель изобретения — повышение надежности вентильного электродвигателя.

На фиг.1 изображена функциональная схема вентильного электродвигателя; 10 на фиг .2 — пример выполнения ограничителя времени работы помехоподавителя; на фиг.3,4 — временные диаграммы напряжений при работе вентильного электродвигателя без ограничите- 15 ля времени работы помехоподавителя и с ограничителем времени работы помехоподавителя соответственно.

Вентильный электродвигатель содержит ротор 1 (фиг.l), статор с 20 обмотками 2 и 3, которые подключены ко входам функционального преобразователя 4, содержащего каналы 5,6 с попомехоподавителями, Каждый из каналов функционального преобразователя 5 и 6 включает дополнительно or— раничитель времени работы помехоподавителя, выполненный в виде последовательно соединенных дифференцирующего узла 7 и таймера 8, выход ко- 30 торого подключен к дополнительному третьему входу схемы 9 совпадения помех подавителя. Первый вход схемы

9 совпадения соединен с вьжодом порогового узла 10, вход которого 35 соединен со входом интегратора ll c насыщением и является входом канала

5 функционального преобразователя 4.

Ко второму входу интегратора 11 подключен вьжод усилителя 12, вход 40 которого подключен к выходу схемы

9 совпадения. Выход интегратора 11 подключен ко входу порогового дев тектора 13, выход которого подключен ко второму входу схемы 9 совпадения 45 и является выходом канала 5 функционального преобразователя 4. Вход дифференцирующего узла 7 канала 5 функционального преобразователя 4 соединяется с вьжодом канала 6 функционального преобразователя 4, а вход дифференциального узла канала 6 функционального преобразователя 4 соединяется с выходом канала 5. Выходы функционального преобразователя 4 подключены ко входам логического устройства 14, вьжоды которого подключены соответственно ко входам импульсных усилителей 15,16.

4 ,11ифференцирующий узел 7 выполнен в ниде последовательно включенных формирователя логического напряжения на транзисторе 17(фиг.2) последовательного сдвигающего регистра 18, у которого выходы первого и второго триггеров соединены со входами элемента 19 ИСКЛИЧАЮ1 1ЕЕ ИЛИ, выход которого и является выходом дифференцирующего узла 7. Таймер 8 выполнен в виде последовательно включенных дво- . ичного счетчика 20 и RS-триггера 21.

Время работы таймера 4 t определяется максимальной длительностью помехи во всех режимах работы вентильного электродвигателя. По каждому фронту сигнала с выхода канала 6 происходит изменение состояния на выходе транзистора 17. Первым тактовым импульсом после смены состояния на входе сдвигавшего регистра 18 происходит запись нового состояния в первый триггер сдвигающего регистра 18. При этом на входах элемента 19 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ возникают разные состояния и на его выходе формируется лог."1" по длительности равная одному периоду тактовой частоты, так как вторым тактовым импульсом происходит запись нового состояния регистра во второй триггер регистра 18 и на входах элемента 19 вновь появляются одинаковые состояния. Импульс с выхода элемента 19 устанавливает счетчик 20 в состояние лог. "0", а триггер 21 в состояние лог."1".

После окончания импульса с выхо- да элемента 19 включается в работу счетчик 20, коэффициент деления N которого определяется по формуле

Через И тактовых импульсов на выходе транзис тора 17 возникает состояние лог,"1", что приводит к изменению выхода триггера 18 в состояние лог.

"0", которое сохраняется до следующего изменения состояния сигнала на выходе канала 6.

На фиг.3 и 4 приняты следующие обозначения: U и U з — напряжения, действующие на обмотках 2 и 3 соответственно: е (t), е >(t) — ЭДС обмоток 2 и 3 представлена синусоидальной зависимостью, где U „„ - напряжение питания; U „рр- напряжение срабатывания порогового устройства 10;

97690

15

5 14 — напряжение сравнения порогового детектора 13; — время работы таймера.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Рассмотрим работу в двигательном . режиме при сбое источника питания ограниченной мощности без ограничителя времени работы помехоподавителя.

При. вращении ротора двигателя в обмотках 2,3 статора наводятся ЭДС вращения е (с) и e>(t). В момент времени t = О (фиг.3) на выходе порогового элемента 10 сигнал отсутствует, поэтому на втором входе интегратора II сигнал также отсутствует.

ЭДС е () переходит через нуль (e (t) ) 0), интегратор 11 выходит из насыщения и при t = t, достигает порога срабатывания U порогового детектора 13, выходное напряжение которого изменяется на отрицательное.

В соответствии с этим изменением логическое устройство 14 производит отключение импульсного усилителя

l6, подключавшего обмотку статора

3 к отрицательному напряжению источника питания и производит включение импульсного усилителя 15, включая обмотку статора 2 на положительное напряжение источника питания. Знак

e (t,) и U „„ совпадают, двигатель создает положительный момент, а ин— тегратор ll переходит в насыщенное состояние.

В интервале времени от t до пороговый узел 10 формирует на входе схемы 9 совпадения положительное напряжение,,которое не совпадает по знаку с выходным напряжением де-..

Ь тектора 13, поэтому выходное напря, жение 9 не изменяется.

В момент t t происходит очередное изменение включения обмоток двигателя в результате перехода e (t) через нуЛь и изменения состояния канала функционального преобразователя

6 на противоположное.

При отключении обмотки 3 от положительного источника питания в ней возникает ЭДС самоиндукции и открывает диод импульсного усилителя 16, замыкая ток через отрицательный источник питания. Время протекания этого тока определяется величиной

U „„,, постоянной времени обмотки и величиной ЭДС вращения в обмотке ° В интервале времени от t < до t > состояние порогового узла 10 изменяется на противоположное, знак напряжения совпадает со знаком напряжения с выхода детектора 13, при этом на выходе схемы 9 формируется отрицательное напряжение, которое через усилитель

12 инвертируется, усиливается и компенсирует действие напряжения U> на выходе интегратора ll. Пороговый детектор 13 не изменяет своего состояния. В интервале времени от t до t сигнала на выходе порогового узла 10 отсутствует, е (с) О. На выходах интегратора 11 и детектора 13 напряжение сохраняется неизменным.

В момент времени t< происходит изменение знака ЭДС вращения. В интервале времени от t+ до t> происходят

20 аналогичные вышеописанным изменения состояний элементов схемы для отрицательной полуволны е (й).

При возникновении сбоя источника питания в интервале времени от t .до t напряжение на выходе интегратора Il не успевает измениться до уровня U а на выходе порогового уз,— ла 10 появляется напряжение, т.е.

ЭДС вращения по величине достигает напряжения питания и воспринимается как помеха. В момент времени t источник питания восстанавливается, но величина напряжения не нарастает до прежнего уровня, так как в этот момент времени ЭДС вращения в обмотке

3 низка и ток ограничивается источником питания. При этом произойдет компенсация ЭДС вращения помехоподавителем до момента времени t>, пока ЭЛС вращения не будет ниже Пя . В интервале времени от t > до t< интегратор

11 с насыщением изменяет свое напряжение до уровня U,. В момент. времени

t,o происходит изменение напряжения порогового детектора 13 на отрицательное и вновь отключается импульсный усилитель 16, включается импульсный усилитель 15. При этом ЭДС вращения в обмотке 3, как видно на фиг.3, уже нарасла до уровня напряжения питания, т.е. процесс становится периодическим. Поскольку коммутация сдвинута, ЭДС вращения в основном не совпадает по знаку с питающим напряжением, возникает тормозной режим. С уменьшением частоты вращения двигате.ля амплитудное значение e (t) )r e >(t) падает, что приводит к изменению временных интервалов. Момент времени

1497690 фиг. 1 наступает раньше и двигатель вы9 ходит из такого режима работы.

Рассмотрим работу электродвигателя при сбое источника питания ограни5 ченной мощности с учетом работы ограничителя времени работы помехоподавителя.

В интервале от 0 до t ограничитель времени работы помехоподавителя не влияет на работу вентильного электродвигателя, так как момент появления напряжения от действия помехи на выходе порогового узла 10 и импульса с выхода таймера 8 на 15 вход схемы 9 совпадают по времени, а время действия помехи меньше длительности импульса с выхода, таймера 8 (фиг.4).

При сбое источника питания в мо- 20 мент времени t происходит уменьшеГ ние напряжения питания. В момент вре— мени t< на выходе порогового узла

10 появляется напряжение из-за увеличения ЭДС вращения до напряжения 25 питания. Однако на третий вход схемы

9 совпадения с выхода таймера 8 приходит нулевое напряжение, на выходах схемы 9 и усилителя 12 напряжение также отсутствует. Вследствие этого помехоподавитель не компенсирует ЭДС вращения на входе интегратора 11 и изменение коммутации вентильного электродвигателя происходит в выше-. описанной последовательности независимо от сбоя источника питания. В момент времени С источник питания начинает восстанавливаться и вентильный электродвигатель восстанавливает работоспособность.

Таким образом, эа счет ограничения времени работы помехоподавителя повышается надежность работы вентильного электродвигателя путем обеспечения его работоспособности при сбое источника питания. формула и э о б р е т е н и я

Вентильный электродвигатель по авт,св. У 1337942, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности, в каждый канал функ-. ционального преобразователя с помехоподавителем введен ограничитель времени работы помехоподавителя,, \ выполненный в виде последовательно соединенных дифференцирующего узла и таймера, а схема совпадения помехоподавителя снабжена даполнительт ным входом, подключенным к выходу таймера, вход дифференцирующего узла подключен к выходу другого канала функционального нреобразователя.! 497Ь90

1497690

О иг.4

Составитель А.Иванов

Редактор А.Долииич Техред М.Ходанич Корректор М.лароши

Заказ 4453/53

Тираж 646

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарийа, 101