Моментный вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в прецизионных электромеханических следящих системах. Цель изобретения - повышение качества путем улучшения / фильтрующих свойств и динамических характеристик. Моментный вентильный электродвигатель содержит два фазочувствительных выпрямителя 4, 5 двухканальный блок 6 квадратической экстраполяции , два функциональных преобразователя 7, 8, блоки 9, 10 умножения , два усилителя 11, 12 мощности5 два датчика 13, 14 тока, синхронный электродвигатель 21 с двухфазной обмоткой якоря и с ротором-индуктором синусно-косинусный вращающийся трансформатор 3. Благодаря отсутствию фильтров низкой частоты в каналах преобразования сигналов и с выходов фазочувствительных выпрямителей и наличию двухканального блока квадратической экстраполяции получен моментный вентильный электродвигатель с хорошими фильтрующими свойствами и высокими динамическими характеристиками . 3 ил. J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 02 К 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фига

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

1 (61) 1345292 (21) 4605638/07 (22) 15. 11. 88 (46) 07.06.91. Бюл. У 21 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) А.10.Афанасьев (53) 621.316.71 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

;.Ф 1345292, кл, Н 02 К 29/06, 1987. (54) ИОИЕНТНЫЯ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРО.ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение .относится к электротехнике и может быть применено в пре цизионных электромеханических следящих системах. Цель изобретения - по»

:вышение качества путем улучшения фильтрующих свойств и динамических характеристик. Моментный вентильный

SU,;„16549 9 А2

2 электродвигатель содержит два фазочувствительных выпрямителя 4, 5 двухканальный блок 6 квадратической экстраполяции, два функциональных преобразователя 7, 8, блоки 9, 10 умножения, два усилителя 11, 12 мощности, два датчика 13, 14 тока, синхронный электродвигатель 21 с двухфазной обмоткой якоря и с ротором-индуктором синусно-косинусный вращающийся трансформатор 3. Благодаря отсутствию фильтров низкой частоты в каналах преобразования сигналов и с выходов фазочувствительных выпрямителей и наличию двухканального блока квадратической экстраполяции получен моментный вентильный электродвигатель с хорошими фильтрующими свойствами и высокими динамическими характеристиками. 3 ил.

1654939

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным электродвигателям, может найти применение в прецизионных следящих системах и является усовершенствованием изобретения по авт, св, ¹ 1345292, Целью изобретения является повышение качества путем улучшения фильтрующих свойств и динамических характеристик.

На фиг.1 представлена функциональная схема моментного вентильного электродвигателя", на фиг,2 — принципиальная схема одного канала двух- 15 канального блока квадратичной экстраполяции; на фиг.3 — графики, поясняющие работу электродвигателя.

Моментный вентильный электродвигатель содержит двухфазный синхрон- 20 ный электродвигатель 1, ротор-индуктор 2 которого механически связан с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора 3, обмотка возбуждения которого подключена к цепи 25 питания повышенной частоты. Фазы его вторичной обмотки соединены с входами двух фазочувствительных выпрямителей

4 и 5. Выходы последних соединены с входами двухканального блока 6 квад- 30 ратической экстраполяции с синхронизирующим входом, выходы которого соединены с входами двух функциональных преобразователей 7 и 8, а синхронизирующий вход подключен к цепи питания повышенной частоты. Выходы функ35 циональных преобразователей соединены с первыьй входами .блоков 9 и 10 перемножения, на вторые входы которых подается управляющий сигнал М, Выходы блоков 9 и 10 перемножения соединены с первыми входами усилите лей 11 и 12 мощности, выходы которых соединены с фазами обмотки двухфазного синхронного преобразователя 1 и входами датчиков 13 и 14 тока. Выходы последних соединены с вторыми входами усилителей 11 и 12 мощности, образуя отрицательную обратную связь по току.

Двухканальный блок 6 квадратической экстраполяции (фиг. 2) содержит в каждом канале узлы 15 — 17 выборки-хранения, ключи 18 — 26, сумматоры 27 и 28, компараторы 29 и 30, интеграторы 31 и 32, ключи 33 и 34, 55 и общий распределитель 35 импульсов, Выход фазочувствительного выпрямителя 4 (5) подключен ко входам — токи синусной и косинусЭ ной фаз обмотки якоря

М вЂ” электромагнитный момент, К - угол поворота ротора-индуктора, эл.град. где

Моментный вентильный электродвигатель работает следующим образом.

По цепи питания поступает опорное напряжение на опорный вход фазочувствительного выпрямителя 4 (5) на вход синусно-косинусного вращающегося трансформатора 3 и вход распределителя 35 импульсов. На вторичных обмотках синусно-косинусного враузлов 15 — 17 выборки-хранения, образующих вход блока 6, выходы которых подключены через ключи 18 — 20 соответственно к первым входам сумматоров 27 и 28, через ключи 21-23— к вторым входам сумматоров 27 и 28 и через ключи 24 — 26 — к третьим входам сумматоров.27 и 28, а также к входу компаратора 30.

Первый, второй и третий выходы распределителя 35 импульсов подключены к синхронизирующим входам узлов 15 — 17 выборки-хранения, а также управляющим входам ключей 19, 23 и 24, 20, 21 и 25, .18, 22 и 26 соответственно. Четвертый выход рас"пределителя 35 импульсов подключен к управляющим входам ключей 33 и 34.

Выходы сумматоров 27 и 28 подключены к неинвертирующему входу интегратора 31 и к входу компаратора

29. Его выход через ключ 33 подключен к второму входу интегратора 31, выход которого подключен к второму входу компаратора 29 и к неинвертирующему входу интегратора 32. Его выход подключен к второму входу компаратора 30, выход которого через ключ 34 подключен к второму входу интегратора 32.

Вход распределителя 35 импульсоз является синхронизирующим входом двухканального блока 6 квадратической экстраполяции.

Функциональные преобразователи 7 и 8 реализуют на выходе функцию U(@) при подаче на вход сигнала У sinK

V(a) где Б(ОЯ

CP (oC) +Cpф((К вЂ” Т/2) а функция g (59 определяется равенством э (1 ®) i + g(OC "l2) в

16 щающегося трансформатора 3 формируются напряжения

U = -Б,„s in g s in (i) t

0 = U cosy,singe, I7l амплитуда системы вторичных напряжений, const;

Я вЂ” угловая частота опорного напряжения.

На выходе фаэочувствительного выпрямителя 4 (5) формируется сигнал

U = -U выпь/.(sing t(, П = U UBOl (ЯХПЯг

В моменты времени 1с 1 (1с = О, 1, л

2, 3,...) сигналы U совпадают с сиги алами — -U siï 0(, U„. =- U созе.

Распределитель 35 импульсов вырабатывает на первом, втором и третьем выходах последовательно прямоугольные импульсы С,-С g длительностью а

=- ii/ G3 (Фиг. 3 а-в) . Эти импульсы поступают на входы синхронизации. соответственно узлов 15 — 17 выборки-хранения. В них запоминаются зна ения

X U<(0), U<(3(), 1i<(6 <)

V В Х б Б (л), Б, (4Л) U<(7i.)

У В Х: UZ(2i,) U (sл} U (8<) по переднему фронту импульсов С вЂ” С>.

Время выборки показано условно в виде импульсов С вЂ” С (фиг,3 г-е). л

На интервале времени t 3k i,, (3k+

+1) ь, k = О, 1, 2, °... выходы узлов

15 — 17 выборки-хранения подключаются .<лючами 19, 23, 24 соответственно к первым, вторым и третьим входам сумматоров 27 и 28. На интервале времени ((3k+1) с, (3k+2) ), k = О, 1, 2...,, выходы узлов t5 — 17 выборкихранения подключаются ключами 20, 21, 25 соответственно к первым, вторым и третьим входам сумматоров 27 и 28.

На интервале времени P(3k+2), (31с+3)Ф (, k = 0, 1, 2,..., выходы узлов 15 — 17 выборки-хранения подключаются ключами 18, 22 и 25 соответственно к первым, вторым и третьим входам сумматоров 27 и 28.

54939

В результате на интервале времени

Г1сь, (k+1)(j k = О, 1, 2, 3,...,. на первые — третьи входы сумматоров

27 и 28 поступают сигналы

U = и„(Ь-2)(), U = U ((k-1)лс), U = U (k()

10 на выходах сумматоров 27 и 28 получаются оценки второй и первой производных в момент ki. от функции

U (t)

U„= (Н вЂ” 2 U, + U,)/ „ „ е д г1

0 = (U — 4U + 3 1 )/2, 1У. - Z -1 . v

С четвертого выхода распредели20 теля 35 импульсов поступают короткие импульсы С на управляющие входы ключей 33 и 34, начинающиеся в моменты k i., k = О, 1, 2, 3,..., (фиг, 3 ж) . Компараторы 29 и 30 срав25 нивают выходные напряжения интеграторов 31, 32 с сигналами U, U> = L< и вырабатывают напряжения +U, поступающие через ключи 33 и 34 на вторые входы интеграторов 31 и 32 и

30 обеспечивающие равенства

° о о

Ць = Б, Н „= Б

В промежутках между импульсами С ключи 33 и 34 разомкнуты, интеграторы 31 и 32 осуществляют двойное ин35 тегрирование постоянного сигнала U с начальными условиями

Н (1 ) = U<, Н (Ю} = U

40 т. е. выполняется квадратическая экстl раполяция сигнала на интервале

1с+1) по значениям U>(k-2)л ) ((k 1) ú) 0 {1 л)

45 На выходе интеграторов 32 двух канального блока 6 формируются сигналыы

-U s in5, U co я4, П) преобразуемые функциональными преобразователями 7 и 8 в сигналы

U(X), и(М вЂ” Ф/2).

Эти сигналы умножаются на сигнал

М» равный требуемому электромагнитному моменту в блоках 9 и 10 умножения, на выходах которых формируются оптимальные значения фаэных токов

1654939 (10

15 = 1 11() = M U(м-Тд)

Усилители 11 и 12 мощности, охва,ченные глубокой отрицательной обратной связью по току с помощью датчиков 13 и 14 тока, обеспечивают протекание в фазах обмотки якоря токов

В результате синхронный электродвигатель 1 развивает требуемый электромагнитный момент М о при минимальных потерях в обмотке якоря.

Благодаря отсутствию фильтров низкой частоты у фазочувствительных выпрямителей и наличию двухканального блока квадратической экстраполяции получен электродвигатель с хорошими фильтрующими свойствами и высокими динамическими хараКтеристиками. формул а изобретения

Моментный вентильный электродвига.тель по авт,св, Р 1345292, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества путем улучшения фильтрующих свойств и динамических характеристик, дополнительно введен двухканальный блок квадратической экстраполяции с синхронизирующим входом, включенный между фазочувствительными выпрямителями и функциональными преобразователями, при этом его синхронизирующий вход предназначен для подключения к цепи питания повышенной частоты.

1б54939 с Щ . я 7

Составитель М,Сон

Техред Л,Сердюкова

Корректор R.Ðåâñêàÿ

Редактор A.Øàíäoð

Заказ 1957 Тираж 333 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина„ 01