Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вентильном электроприводе Целью изобретения является повышение энергетических показателей и надежности. Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину с двухфазной обмоткой якоря, фазы 1 и 2 которой включены в диагональ мостового транзисторного коммутатора, датчик 28 положения ротора , дроссель с двумя силовыми обмотками 19 и 20 и измерительной обмоткой 22, которая подключена к входам компаратора 23 с входом управления, а также четыре логических элемента И 24-27 и четыре логи ческих элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29-32. Управляющие входы транзисторов 4-10, объединенных эмиттерами, подключены непосредственно к выходам датчика 28 положения ротора, а входы управления остальных транзисторов - к выходам соответствующих логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. При этом обеспечивается при пуске и малых скоростях вращения коммутация с углом меньше 180 эл град с одновременным обеспечением режима динамического торможения за счет включенных транзисторов 4-10. Тем самым повышаются энергетические показатели и надежность 2 ил Ј (Л

Ь СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦЮЛИСТИЧЕСКИХ

PEQlYS JlHH

А1

„„SU, 165 (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4725581/07 (22) 26.07.89 (46) 23.06.91. Бюл. № 23 (71) Ленинградский институт авиационноto приборостроения (72) С. Ф. Галайша и В. Д. Косулин (53) 621.316.716 (088.8) (56) Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов. Л.:

Энергоатомиздат, 1988, с. 22, рис. 2.3.

Авторское свидетельство СССР № 1387124, кл. Н 02 К 29/06, опублик. 1988. (54) ВЕНТИЛЬНЪ|Й ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вентильном электроприводе. Целью изобретения является повышение энергетических показателей н надежности. Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину с двухфазной обмоткой якоря, фазы 1 и 2 которой включены в диагональ мостового транзисторного коммутатора, датчик 28 положения ротора, дроссель с двумя силовыми обмотками 19 и 20 и измерительной обмоткой 22, которая подключена к входам компаратора

23 с входом управления, а также четыре логических элемента И 24 — 27 и четыре логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

29 — 32. Управляющие входы транзисторов

4 — 10, объединенных эмиттерами, подключены непосредственно к выходам датчика 28 положения ротора, а входы управления остальных транзисторов — к выходам соответствующих логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕЕ ИЛ И. При этом обеспечиваетс я при пуске и малых скоростях вращения коммутация с углом меньше 180 эл. град. с одновременным обеспечением режима динамического торможения за счет включенных транзисторов 4 — 10. Тем самым повышаются энергетические показатели и надежность.

2 нл.

1658308

Изобретение относится к электротехнике н может быть использовано в вентильных электроприводах.

Целью изобретения является повышение энергетических показателей и надежности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема вентильного двигателя; на фиг. 2— диаграммы напряжений в схеме коммутатора вентильного двигателя.

Фазы 1 и 2 якорной обмотки (фиг. 1) включены в первые диагонали мостовых коммутаторов, каждое плечо которых образовано параллельно включенными транзисторамн 3 10 и обратными диодами 1! — 18. Вторые диагонали мос овых коммутаторов подключены к источнику питания через последовательно-согласно соединенные силовые обмотки 19 и 20 дросселя 21. Измерительная обмотка 22 дросселя 21 подключена к входам компаратора 23, выход которого соединен с первыми входами элементов И 24 н 25. Входь элементов И 26 и 27 подключены к соответствующим выходам датчика 28 положе«гия ротора, а выходы элементов И 26 и 27 — к вторым входам элементов И 24 и 25.

Вь«ход элемента И 24 соединен с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

29 и 30. а выход элемента И 25 — с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

31 и 32. Вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮШ,ЕЕ ИЛИ 29 — 32 подключены к соответствующим выходам датчика 28 положения ротора. Выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29 — 32 подключены к управляющим цепям транзисторов 3, 5 н 7, 9 мостовых коммутаторов. Управляющие цепи транзисторов 4. 6 и 8, 10 мостовых коммутаторов соединены с соответствующими выходами датчика 28 положения ротора (ДПР) непосредственно.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Компаратор 23 с входом управления установкой напряжением U настраивается на величину сигнала с измерительной обмотки 22 дросселя 21, ссютветствующего значению частоты вращения двигателя й=

=0,1 -0,30 °, где 0« ° — номинальная частота вращения вала двигателя. В исходном состоянии элементы И 24 и 25 открыты напряжением лог. «!», подаваемым на их первые входы с выхода компаратора 23. При подаче напряжения питания датчик 28 положения ротора вырабатывает импульсы управления длительностью р«,)180 эл. град., подаваемые в управляющие цепи транзисторов 4, 6 и 8, 10 мостовых коммутаторов непосредственно и в управляющие цепи транзисторов 3, 5 н 7, 9 мостовых ко«мутаторов через логические элементы И(КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛ И 29 — 32. На выходах элементов И 26 н 27 формируются импульсы, длительность и фазовый сдвиг которых соответствуют зонам перекрытия в работе транзисторов мостовых коммутаторов, и через открытые элементы И 24 и 25 подаются на первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 29 — 32. На время прохождения импульсов с выходов логических элементов 26 и 27 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ закрываются, в результате чего транзисторы мостовых коммутаторов 3, 5 и 7, 9 в зоне перекрытия запираются и коммутируемая фаза якорной обмотки отключается от источника питания и закорачивается по цепи: открытые транзисторы 4, 6 и 8, 10 и обратные дио10 ды 12, 14 и 16, IS, что приводит к исключению воэможности протекания сквозных токов в момент пуска и к снижению уровня перенапряжений на транзисторах мостовых коммутаторов. Таким образом, двигатель начинает разгоняться при угле коммутации меньше 180 эл. град. Прохождение выходных сигналов с датчика 28 положения ротора к управляющим цепям тр; «;зисторов 3 — 6 мостового коммутатора в момент пуска и в диапазоне частот вра«пения 0- Ц, показано

20 на фиг. 2. Как видно нз диаграмм, логика работы схемы обеспечивает гарантированное уменьшение зоны коммутации до углов меньше 180 эл. град. в момент пуска двигателя и автоматический перевод его в режим

25 динамического торможения в течение межкоммутационных интервалов. При увеличении частоты вращения вала двигателя в силовых обмотках 19 и 20 дросселя 21 возникает ЭДС самоиндукции пилообразной формы, частота которой в два раза паевыша3Q ет частоту ЭДС вращения, наводимую в секциях 1 и 2 якорной обмотки, а амплитуда пропорциональна скорости вращения вала двигателя. Складываясь с напряжением питания ЭДС самоиндукции, наводимая в силовых обмотках 19 и 20 дросселя 21, приводит к улучшению гармонического состава тока, повышению КПД двигателя и росту частоты вращения вала. При этом исключается возможность протекания сквозных токов при коммутации смежных транзисторов (например, 3 и 4, 5 и 6) мостовой схемы. Поэто40 му для режима работы двигателя при отличной от нуля скорости вращения целесообразно увеличение зоны коммутации до углов больше 180 эл. град., что повышает КПД и улучшает использование двигателя»о мо45 менту. Для перевода двигателя в режим работы с расширенной зоной коммутации используется сигнал с измерительной обмотки 22 дросселя 21, амплитуда которого пропорциональна частоте вращения вала двигателя. По достижении частоты вращения @ срабатывает компаратор 23 и закрываются элементы И 24 и 25, прекращается подача импульсов, вырабатываемых элементами

И 26 и 27, на первые входы элементов

ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ 29 — 32, в результате чего на управляющие входы транзис55 торов 3, 5 и 7, 9 мостовых коммутаторов начинают поступать управляющие сигналы с длительностью, определяемой датчиком 28 положения ротора, а двигатель переходит в режим работы с расширенной

1658308

Формула изобретения

Вых.

И 24

О)

Вых. 29 .Вхт

2л

Box 50

Вход

mp 4,Б

Фиг. 2

Составитель М. Сон

Редактор T. Куркона Техред А. Кравчук Корректор А Обручар заказ 2435 Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям прн ГKHT СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат <Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, I01 (больше 180 эл. град.) зоной коммутации.

При уменьшении скорости вращения вала работа устройства осуществляется в обратном порядке.

Таким образом реализуется автоматическое изменение угла коммутации с меньшей величины при пуске и малых скоростях на большую, тем самым исключаются аварийные режимы с обеспечением динамического торможения, что повышает Энергетические показатели и надежность.

Вентильный электродвигаз ель, содержащий синхронную машину с двухфазной обмоткой якоря, каждая фаза которой включена в первые диагонали мостовых транзисторных коммутаторов, датчик положения ротора, дроссель с двумя последовательносогласно соединенными силовыми обмотками и измерительной обмоткой, магнитосвязанной с силовыми обмотками дросселя, компаратор с входом управления, информационные входы которого подключены к измерительной обмогке дросселя, объединенные выводы силовых обмоток которого подключены к одному зажиму источника питания, а свободные выводы — к первым выводам

6 вторых диагоналей мостовых транзисторных коммутаторов, вторые выводы диагоналей которых подключены к другому зажиму источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей надежности, введены четыре логических элемента И и четыре логических элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, при этом управляющие входы объединенных эмиттерами транзисторов мостовых ком мутаторов подключены непосредственно к соответствующим четырем выходам датчика положения ротора, а управляющие входы остальных транзисторов мостовых коммутаторов подключены к выходам четырех соответствующих логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых подключены соответственно к четырем выходам датчика положения ротора, а вторые попарно объединены и подключены соответствен но к выходам первого и второго логических

20 элементов И, первые входы которых объединены и подключены к выходу компаратора с управляющим входом, а вторые входы подключены соответственно к выходам трегьего и четвертого логических элементов И. четыре входа которых подключены соответственно к четырем выходам датчика положения ротора.