Моментный вентильный электродвигатель

 

Использование: в прецизионных электроприводах , от которых требуется повышенный ресурс работы и плавность хода ротора. Сущность изобретения: моментный вентильный электродвигатель содержит два Х%Я электромеханических преобразователей 1 и 2, каждый из которых состоит из статора 3 и ротора-индуктора 4, размещенных на одном валу 5 с нагрузкой между ними, два датчика линейных ускорений 7 и 8, якорные обмотки 9-16, расположенные на статорах, синуснокосинусный преобразователь 17, источник постоянного сигнала 18, задатчик момента 19, функциональные преобразователи 20- 23, масштабные преобразователи 24-28 и системы управления 29 и 30. Каждая система управления состоит из усилителей мощности 31-38, датчиков тока 39-46, сумматоров 47-62, перемножителеи 63-82 и операционных усилителей 83-86. Это позволяет повысить надежность и плавность хода при минимуме потерь в якорной обмотке 3 ил. сл С vi NJ Ч) 4 Ю Ю X 7 IZI I I I I .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 02 К 29/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 у и

Фиг.3 (61) 1624617 (21) 4719763/07. (22) 17.07.89 (46) 23.06.92, бюл. ¹ 23 (71) Казанский авиационный институт им.

А.Н.Туполева (72) А,Ю.Афанасьев и В,Т.Герасименко (53) 621.313.292 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1624617, кл. Н 02 К 29/06, 1989. (54) МОМЕНТНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: в прецизионных злектроприводах, от которых требуется повышенный ресурс работы и плавность хода ротора. Сущность изобретения: моментный вентильный злектродвигатель содержитдва злектромеханических преобразователей 1 и

2, каждый из которых состоит из статора 3 и ротора-индуктора 4, размещенных на одном валу 5 с нагрузкой между ними, два датчика линейных ускорений 7 и 8, якорные обмотки

9-16, расположенные на статорах, синуснокосинусный преобразователь 17, источник постоянного сигнала 18, задатчик момента

19, функциональные преобразователи 2023, масштабные преобразователи 24-28 и системы управления 29 и 30. Каждая система управления состоит из усилителей мощности 31-38, датчиков тока 39-46, сумматоров 47-62, перемножителей 63-82 и операционных усилителей 83-86. Это позволяет повысить надежность и плавность хода при минимуме потерь в якорной обмотке, 3 ил.

1742949

15

35

50

Изобретение относится к электротехнике, в частности к моментным электродвигателям с неограниченным углом поворота ротора, может быть использовано в прецизионных электроприводах, от которых тре- 5 буются повышенный ресурс работы и плавность хода ротора, и является усовершенствованием изобретения по авт,св, ¹

624617.

Известен двигатель, в котором собственные функции конструктивно и функционально совмещены с системой подвеса ротора, использующей электромагнитные силы отталкивания.

Недостатками данного двигателя являются подвижность ротора в радиальном и осевом направлениях относительно статора, что ограничивает применение данного двигателя в прецизионных системах, и повышенный расход энергии в обмотке якоря.

Известен двигатель, в котором собственные функции конструктивно и функционально совмещены с системой электромагнитной компенсации силы тяжести ротора, Положение оси ротора относительно статора неизменно.

Недостатком указанного двигателя является то, что в нем происходит компенсация только веса ротора, в то время как другие радиальные силы инерции, действующие на опоры вращения, не компенсируются.

Наиболее близким к предлагаемому двигателю по функциональным и конструктивным признакам является моментный вентильный электродвигатель, который cQ держит синхронную электрическую машину, состоящую из статора с якорной обмоткой и ротора-индуктора, восемь каналов формирования якорных токов, синуснокосинусный преобразователь угла, механически связанный с ротором-индуктором, двадцать перемножителей, восемь сумматоров, четыре операционных усилителя, два функциональных преобразователя, два датчика линейных ускорений, задатчик момента, масштабный преобразователь и источник постоянного сигнала. Якорная обмотка размещена на четырех секторах, а в каждом секторе расположены две фазы, сдвинутые одна относительно другой на тг/2 электрических радиан, образуя восемь фаз по порядку, каждая из которых включена в соответствующий канал формирования якорных токов. Благодаря определенным связям двух датчиков линейных ускорений задатчика момента и синусно-косинусного преобразователя угла с функциональными блоками, в якорной обмотке формируются токи, создающие требуемый электромагнитный момент и электромагнитные силы, компенсирующие внешние радиальные силы инерции, приложенные к двигателю под воздействием линейных ускорений, при минимуме потерь мощности в якорной обмотке, Недостатками известного двигателя являются низкие надежность и плавность хода, связанные с тем, что его опоры вращения работают в нагруженном режиме под воздействием сил, возникающих в результате того, что центр масс узлов, размещенных на валу двигателя, не лежит в плоскости поперечного сечения, проходя-, щей через середину активной зоны двигателя.

Целью изобретения является повышение надежности двигателя и плавности хода ротора при минимуме потерь в обмотке якоря и сохранении положения оси ротора относительно статора неизменным путем создания электромагнитных сил, KQMflGHcvlрующих действия радиальных сил, возникающих из-за того, что центр масс всех узлов, закрепленных на валу, не расположен в плоскости поперечного сечения проходящей через середину активной эоны двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в моментный вентильный электродвигатель введены третий и четвертый функциональные преобразователи, четыре масштабных преобразователя, второй электромеханический преобразователь с системой управления, выполненные идентично первым.

Ротор введенного электромеханического преобразователя расположен на одном валу с ротором первого электромеханического преобразователя, симметрично относительно нагрузки. Выход первого датчика линейных ускорений через введенные второй и четвертый масштабные преобразователи с коэффициентами преобразования

mfa mfa

К вЂ” — — и К = + соответственно подключен к входам первого и третьего функциональных преобразователей, Выход второго датчика линейных ускорений через введенные третий и пятый масштабные преобразователи с коэффициентами преобразования К и Кц соответственно подключен к входам второго и четвертого функциональных преобразователей. Выходы третьего и четвертого функциональных преобразователей подключены к перемножителям и сумматорам второй системы управления аналогично тому как выходы первого и второго функциональных

1742949

10

20 преобразователей подключены к идентичным перемножителям и сумматорам первой системы управления. Введенные. функциональные преобразователи выполнены с возможностью реализации функций

4 =Ч>11(аИ И а =РИ(ИФ) соответственно определяемых равенствами " " +2М="Wx (1 g аг)г С

2Яз а ! К11

111 2 2

= — \Их

С где Аг лз — множители Лагранжа задачи на

II 111 условный экстремум;

WÄ Wy линейные ускорения датчиков линейных ускорений;

ib — эквивалентный ток возбуждения ротора индуктора;

С вЂ” коэффициент, связывающий поперечную составляющую тока сектора с тангенциальной электромагнитной силой; а — постоянный коэффициент;

К! и Kli — коэффициенты преобразования второго и четвертого масштабных преобразователей;

m — масса вала и всех узлов, размещенных на нем;

lI u III — расстояния по оси вращения от центра масс узлов, размещенных на валу до середины активных зон первого и второго электромеханических преобразователей соответственно.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема расположения двух электромеханических преобразователей (ЭМП) и нагрузки; на фиг. 2.— ЭМП, по11еречное сечение; на фиг. 3 — функциональная схема моментного вентил ьного электродвигателя (M ВД), Оба ЭМП 1 и 2 (фиг.1) состоят из статоров 3 и роторов-индукторов 4, которые размещены на одном валу 5 с нагрузкой 6 между ними, Центр масс вала и всех узлов, размещенных на нем, располо>кен в точке 0 и совпадает с центром декартовой системы координат, ось г которой совпадает с осью вала 5. По осям х и у расположены датчики линейных ускорений О4 7 и Wy 8, Ro осям х и у показаны радиальные силы инерции F>; и Fy, вокруг оси z — требуемый электромагнитный момент Мо, Статоры каждого ЭМП разделяются на четыре равных сектора (I„I, III, И), таким образом, что оси и I! секторов

50 параллельны оси х, а оси ! и IV секторов параллельны оси у, По осям этих секторов в плоскостях, проходящих через середины активных зон каждого ЭМП, показаны векторы электромагнитных радиальных Е1„! и тангенциальных F сил, когда k u j — порядковые номера секторов и ЭМП соответственно (k = 1,2,3,4, j - I и II). Расстояния от плоскостей, проходящих через середины активных зон каждого ЭМП до начала координат, I и !и соответственно.

ЭМП 1 (фиг.2) содержит статор 3 и ротор-индуктор 4. На одном основании со статором по осям х и у расположены датчики ускорений И4 7 и Wy 8. Двухфазная якорная обмотка статора 3 расположена на четырех секторах I-IV c ф а з3а мMи 9 9 и 110©, 11 и 12, 13 и

14, 15 и 6 соответственно. Оси двух соседних секторов взаимно перпендикулярны.

Фазы 10, 12, 14 и 16 сдвинуты относительно фаз 9, 10, 13 и 15 на л /2 электрических радиан в положительном направлении. Крестиками и точками показаны положительные направления токов фаз. Показаны направления тангенциальных Fi>,...,Far u

I 1 радИаЛЬНЫХ Fi „,...,Р! г ЭЛЕКтрОМаГНИтНЫХ

1 1 сил. Представлены эквивалентный ток возбуждения ротора-индуктора 4 ib, а так>ке 1 продольные lid ...„I4d и поперечные

I I

I)q ...,цс! составляющие систем токов всех четырех секторов, Токи возбуждения и продольные составляющие TQKQB якоря изображены совпадающими по направлению с радиальными силами, а поперечные составляющие токов якоря — с тангенциальными силами, которые они создают. Показаны положительные направления усилий ротора Fx и Fy на опоры вращения под действием линейных ускорений 04 и Wy, Моментный вентильный электродвигатель (МВД) содержит два идентичных ЗМП

1 и 2 (фиг,3), каждый из которых состоит из статора 3 и ротора-индуктора 4, два датчика линейных ускорений й4 7 и Wy 8, на статорах 3 обоих ЭМП расположена якорная обмотка с фазами 9-16, синусно-косинусный преобразователь 17, источники 18 постоянного сигнала, задатчик 19 момента, функциональные преобразователи 20-23, масшта 6н ые и реобразователи 24-28, системы (СУ) управления 29 и 30.

Каждая из СУ состоит из усилителей 3138 мощности, датчиков 39-46 тока, сумматоров 47-62, перемножителей 63-82 и операционных усилителей 83-86.

Роторы-индукторы 4 каждого ЭМП механически связаны с ротором синусно-косинусного преобразователя 17 угла, синусный и косинусный выходы которого подключены к входам перемножителей 71-78 и 63-70 со1742949

10

FI КWx х=! С

30!

= !1=К Wx

x=I С

40 ответственно обеих СУ (29 и 30). Выходы датчиков 7 и 8 линейных ускорений через масштабные преобразователи 25, 26 и 27, 28 подключены к входам функциональных преобразователей 20, 21 и 22, 23 соответственно. Выходы функциональных преобразователей 20 и 22 подключены к входам перемножителей 79, 81 и 80, 82, к входам сумматоров 58 и 55, инвертирующим входам сумматоров 56 и 57 соответственно СУ

29, Выходы функциональных преобразователей 21 и 23 подключены к входам анало- гичныхх блоков СУ 30. Выход источника 18 постоянного сигнала подключен к входам сумматоров 59-62 обеих СУ (29 и 30), вторые входы которых подключены к выходам операционных усилителей 83-86, а выходы подключены к вторым входам перемножителей

79-82 соответственно. Выходы перемножителей 79 и 80 подключены к входам операционных усилителей 83 и 84, а выходы перемножителей 81 и 82 — к инвертирующим входам операционных усилителей 85 и

86 соответственно, Выходы операционных усилителей 83-86 подключены к их вторым инвертирующим входам. Выход задатчика

19 момента через масштабный преобразователь 24 с коэффициентом преобразования 1/8 RC, где R — средний радиус воздушного зазора ЭМП, С вЂ” коэффициент, связывающий поперечную составляющую тока сектора с тангенциальной силой, соединены с вторыми входами сумматоров 5558 каждой СУ (29 и 30). Выходы операционных усилителей 83-86 подключены к вторым входам перемножителей 71 и

63, 73 и 65, 75 и 67, 77 и 69 соответственно, а выходы сумматоров 55-58 — к вторым входам перемножителей 72 и 64, 74 и 66, 76 и .68, 78 и 70 соответственно. Выходы перемножителей 60-70 подключены ко входам сумматоров 47-54 соответственно, Выходы перемножителей 71, 73. 75 и 77 подключены к вторым входам сумматоров 48, 50, 52 и 54 соответственно, Выходы перемножителей

72, 74, 76 и 78 подключены к вторым инвертирующим входам сумматоров 47, 49, 51 и

53 соответственно. Выходы сумматоров 4754 подключены к входам усилителей 31-38 мощности соответствен но. В ыходы усил ителей 31-38 мощности подключены к фазам

9-16 обмотки якоря соответствующего ЭМП через входы датчиков 39-46 тока соответственно, выходы которых подключены к вторым инвертирующим входам усилителей

31-38 мощности, Функциональные преобразователи 20-23 реализуют функции, определяемые равенствами

55 г 4 а2 4 + г 4 = Fx /C ф аг)г

24аг!2 +2@=VС (1 — $1) a2)2

2 а2 4 + 2 Щ = FII C (-ф)2")2 где 4 4 4 ٠— множители Лагранжа задачи на условный экстремум; а — постоянный коэффициент;

Fx, Fx, Fy, Fy — доли радиальных сил

1 II I II инерции по осям х и у, которые действуют на ЭМП 1 и2.

Fx Fx Fy Fy — определяются в соот11, 1 11 ветствии с равенствами и К Wx

К! u Kll — коэффициенты преобразования масштабных преобразователей 20, 22 и 21, 23 соответственно, которые определяются в соответствии с равенствами где fI и !! — расстояние от плоскостей поперечных сечений, проходящих через середины активных частей соответствующих ЭМП, до центра масс всей системы;

m — масса вала и всех узлов, размещенных на нем.

Моментный вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Задатчик 19 момента вырабатывает сигнал, пропорциональный требуемому моменту Мо, который, проходя через масштабный

1742949

10 т (и ((+(и и а (и

Ки (15 ы ь, Лга

1 — а

Лга

1 — 4а

6 =Лга ! ь, 1+Лга

l4d = ib

Лза

1+4а

35.и Лг а

i1d —, 1Ь, 1— - Ма

Лз а

64 —, Ib .

1 -Лз а

l1q1-Л1 + Лз

l2q =Л1 - 12

bя=Л1 - Ь

14с = Л1 + Лг

l1q -- Л1 + Яз г =k - Лг

bq =Л1

i4q =Л1 + Лг

° ll

50 преобразователь 24 с коэффициентом преобразования 1/8RC, поступает на первые входы сумматоров 55-58 СУ 29 и 30 в виде сигнала пропорционального множителя

Лагранжа 4 . Датчики 7 и 8 линейных уско- 5 рений вырабатывают сигналы, пропорциональные линейным ускорениям W» и Wy соответственно. Эти сигналы через масштабные преобразователи 25, 27 и 26, 28 с коэффициентами преобразования 10 поступают на функциональные преобразователи 20, 22 и 21, 23 соответственно, Фун- 20 кциональные преобразователи 20-23 реализуют функции

Лг =ф(Рх) 4 =p(Fx) 6 — p(Fy) 4 (у) 25 представленные в неявном виде

+24=F /Ñ (1 ф аг)г

24а г +2Лу =Ги/С и) 2)2

+2 4 = у С (1 ф) г)г

+2Лц = FÄ/< (1 411) г)2

С выходов функциональных преобразователей 20 и 22 сигналы, пропорциональные

Лг и 4, поступают на блоки СУ 29, а с выходов функциональных преобразователей 21 и

23 сигналы, пропорциональные Лг и лз, пои чи ступают на идентичные блоки СУ 30;

Источник 18 постоянного сигнала вырабатывает сигнал, пропорциональный ib, который поступает на первые входы сумматоров 59-62 СУ 29 и 30. С выходов этих сумматоров сигналы поступают на вторые входы перемножителей 79-82 соответственно, а на первые входы перемножителей 79, 81 и 80, 82 поступают сигналы, пропорциональные Лг и4 соответственно СУ 29 иЛ2 и4 СУ 30. Сигналы с выходов перемножителей 79, 80 и 81, 82 поступают на первые входы операционных усилителей 83, 84 и на первые инвертирующие входы операционных усилителей 85, 86 соответственно. С их выходов сигналы поступают на вторые входы. сумматоров 59-62 соответственно, Четыре функциональных узла, каждый из которых состоит из сумматора 59, перемножителя 79 и операционного усилителя 83, формируют продольные токи 1д м . ba iàà в СУ 29 и i1al im 1з 1, i 4д СУ

I 1, I lI, 30 в соответствии с уравнениями

На выходе сумматоров 55-58 формируютсЯ попеРечные токи l1q, i2q i зф i4qi. в СУ

I ° 1.

29 и i1q i2q bq i4qi в СУ 30 в соответст1, ° II. II. 1 вии с уравнениями

Синусно-косинусный преобразователь

17 механически связан с роторами-индукто1742949

12 рами 4 обоих ЭМП 1 и 2 и вырабатывает сигналы-, пропорциональные sin а и cos а где а — угол поворота роторов индукторов

4. Сигнал, пропорциональный sill поступает на первые входы перемножителей 71-78

СУ 29 и СУ 30, а пропорциональный cos а— на первые входы перемножителей 62-70 СУ

29 и СУ 30, на вторые входы перемножителей 71 и 63 и 64, 73 и 65, 74 и 66, 75 и 67, 76 и 68, 77 и 69, 78 и 70 поступают сигналы, пропо )циональные )1) )1с)1 )2dl )2с) )adl, ia()1, 1, °, °, ° 1. .

l4d )4() соответственно СУ29 и l1d l1ql )2d

I, ° К

l2q, !З)1 )зо) )4)1 i4ql СУ 30, С выходов

II ° I, 1. ° 1. ° 1 перемножителей 63-70 сигналы поступают на первые входы сумматоров 47-54 восьми каналов формирования якорных токов СУ 29 и СУ 30, На вторые инвертирующие входы сумматоров 47, 49, 51 и 53 поступают сигналы с перемножителей 72, 74, 76 и 78, а на вторые входы сумматоров 48, 50, 52 и 54 — с перемножителей 71; 73, 75, 77 соответственно, На выходах сумматоров 47-54 формируются требуемые оптимальные токи

I1A I1B I2A I2B !ЗА !ЗВ 14A IjB СУ оl, . о), оl.. ol, ol, . of, . ol, . ol

30 И !1А 11B !2А 12В, !ЗА )3B l4A о I I, ° о11, ° о!1, ° о l I ° oil, ° оft, oil. о l l

i4B СУ 30, которые сформированы синусно-косинусным преобразователем 17, перемножителями 63-78, сумматорами 47-54 СУ

29 и СУ 30 в соответствии с известными формулами

IA = Idcos а - )qsln a-, IB =)dSlA а-+ IqCOSаЭти токи, проходя через усилитель мощности, запитывают восемь фаз якорной обмотки каждого ЭМП 1 и 2, обеспечивают создании танген )иальных(гг Fz, Fz, F4

1, I 1 I, Е> FZ I ГЗ, F4 И раднаЛЬНЫХ(Еаг FZr !

, I, II I 1, 1, г.зг F4r F1r F2r электромагнитных сил, I, 1, 1), I действующих на роторы в каждом секторе и удовлетворяющих следующим условиям:

; Mz! =(F1 + F2 + Fa + F4 )R-Mo =0; (2), ). FX = Е1г Рзг)+ F4 - Г2 - Fx) =О, (3)

Fy -F2r -F4r +F1 ->3 -Fy =0, (4) где j — номер ЭМП;

, Nx g Fx g Fy — сумма моментов вокруг оси z и сумма электромагнитных сил и сил инерции на осях х и у соответственно для j-го ЭМП.

Силы инерции, компенсируемые каждым ЭМП, определяются из системы уравнений

5 Рх +Рх =Fx

I Il

Fy + Fy = Г„

1 II! „,) - Fyfll 0;

Fxg; - Fx fII =0, (5) где Fx, Fy — силы инерции, действующие на оба ЭМП и образованные линейными уско15 рениями Wx u Wy в соответствии с равенствами (6) Fx = mWx, Ру = mWy

20 Решая систему уравнений (5) с учетом (6), получим

Fx —: KIWx, I.

Fx -:- KllWx, II ..

25 Fy = KIWy, 1

Fy KI IWy.

11 (7) m gl! m (! гда F4 — -! — + —,—. кн — -! — — —.

30 Момент нагрузки распределяется между двумя ЭМП поровну:

Мо =Mo = ° I I I Mo

2 (8) 35 Электромагнитные силы, сформированные в обоих ЭМП в соответствии с равенствами (2)-(4), создают требуемый электромагнитный момент и компенсируют действие радиальных сил инерции и ради40 альных сил, возникающих из-за того, что центр масс вала и узлов, размещенных на нем, не лежат в плоскости поперечного сечения проходящей через середину активной зоны ЭМП, благодаря чему опоры ЭМП раз45 гружаются, что увеличивает ресурс работы двигателя и повышает плавность хода ротора, Равенства (1) получаются в результате решения задачи на условный экстремум с

50 тремя ограничениями типа равенства методом множителей Лагранжа; найти токи

z,z .л,„- .й .(7 .>> л Я .>> (Зф Зу 4d, Фу Ы> 1ф 24(»P> 34(Зу> "Ф} (у удовлетворяющие соотношениям

55, 2, >. р . ° т у! (!) ° ()) (1) (!) ° (!), ())

С (d (() 24) 2g ) Ф1 +

+(4d +!4 -Фrn n (Ч) ()) 2- (!)

4(), ! ! ),) ) м и (2<»q «4 — м jRc=o ((o) а

1742949 — û (C=O, (1" 1

a.j . <,j . 21

Дт 2 (Ь 2)1 Ь 431 )+(

3 где М вЂ” функция цели:

Чм2, VFx, FFy - ограничения типа равенства, Здесь уравнение (9) — условие минимума потерь в обмотке якоря, уравнение (10) соответствует получению требуемого электромагнитного момента Мр уравнения (2), а уравнения (10) и (11) соответствуют условию равновесия приложенных к ротору радиальных сил по осям х и у (уравнения (3) и (4)).

Функция Лагранжа и условия ее стационарности по токам имеют вид ъ

1 I ®2 2 F» 2 FY

8. „Ь-Ъ, O (1b+11dj -О, 1(Ь

ЗЧ ач 12Ь 9 3 а(14+12d)=0

2d

ЗЧ

1ЗЬ4+Ка(a + 3d)-"02 ,3d дЧ) а 1 4ь 1) 3 (1Ь 4Ь =

"2d

ЭЧ

à;i 4Ч Ai h3 02

1дд дч

-1)д +% 0 а

2g

ЭЧ ;-Г = 3 зсд ач

14Од- Э1.—. Х2 =0 д

4q

JI,Ï .

Откуда получаем

J. 20,)

1 - 1 и < 3а b1

1

%,a

И i-%10 Ь ,2

%Äa

3Ь <+ 1, Ь1

° %.,0

2Ь j1,q> 0 Ь 1 з Л

1q, 1 ({4) 30 д

2, 1 1 2 д

Я 1 ДЮ1

4 .4 1 2

° Ю =ЧД

Подставляя значения токов в уравнения (1012), получим

10 Ъ, = М (4 к с1 (13) 2 ("

<,)2,, + ) - дд !С, ((-92 а Г

«p,+ h Fj=l,П. ((5)

С учетом системы равенств (7) и (8) и принимая во внимание, что оба ЭМП идентичные, 20 выражения (13)-(15) примут вид а,-Ъ,- а",-М,(М2, (2б)

Д 2 ° 2 20 Ь д kz

„.. .1И,- —,W„, ф) .

25 2>а. а 1Ь дд кдд

II 2 2 (<- вв 02 2" С %" 1(8)

2 2 (Ц2 2)2 2 Ч1 ((-Ъ. a ) р дд 2„ 2

,„;.";, 2 ",* — "„"а„. (20)

Множители Лагранжа реализуются в СУ

МВД в виде конкретных блоков:

А1 — в виде блока масштабного преобра35 зователя 24, а Яг, il,ã, Яз, Яз — в виде блоков функциональных преобразователей 20-23, функции которых определяются уравнениями 16-19 в неявном виде. Для настройки функциональных преобразователей целе40 сообразно задаться значениями 2, 4,Й,Яз, определить значения Wх и

Wy и составить таблицу, Таким образом, благодаря введению четырех масштабных и двух функциональных, 45 а также ЭМП и СУ идентичных имеющимся, в якорных обмотках обоих ЭМП формируются токи, которые создают. кроме требуемого электромагнитного момента, электромагнитные силы, разгружающие подшипники

50 от радиальных усилий со стороны ротора, возникающих под действием линейных ускорений, действующих на двигатель, и под действием моментов, образованных в результате того, что центр масс вала и всех узлов, размещенных на нем, не расположен в плоскости поперечного сечения, проходящей через середину активных зон ЭМП.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить ресурс работы моментного вентиль15

1742949

16 ного электродвигателя и повысить плавность хода ротора при сохранении положения оси ротора относительно статора и минимуме потерь.

Наибольший эффект достигается при условии работы МВД на подвижном основании.

Формула изобретения

Моментный вентильный электродвигатель по авт.св. ¹ 11662244661177, отл и ч а ю щий с я тем, что, с целью повышения надежности и-плавности хода при минимуме потерь в якорной обмотке, в него введены третий и четвертый функциональные преобразователи, четыре масштабных преобразователя и второй электромеханический преобразователь с системой управления, выполненные идентично первым, ротор, введенного электромеханического преобразователя расположен на одном валу с ротором первого электромеханического преобразователя симметрично относительно нагрузки, выход первого датчика линейных ускорений через введенные второй и четвертый масштабные преобразователи с коэффициентами преобт9 т1 рввоввния Kl—

1 + III tt + III в Кв = соответственно подключен к входам первого и третьего функциональных преобразователей, выход второго датчика линейных ускорений через введенные третий и пятый масштабные преобразователи с коэффициентами преобразования К и Кц соответственно подключен к входам второго и четвертого функциональных преобразователей, выходы третьего и четвертого функциональных преобразователей подключены к перемножителям и сумматорам второй системы управления аналогично тому как выходы первого и второго функциональных

5 преобразователей подключены к идентичным перемножителям и сумматорам первой системы управления, введенные функциональные преобразователи выполнены с воэможностью реализации функции

10 Л2 =сри (В/х), Лз =p> (Wy) соответственно определяемых равенствами

l2%,,0 jb WY

2. 2

+ З= К11 ((- Р а2 2 3 С

< 2а в „а„

1t 2„ 2

+2 Х =К

15 (,112 2 2 ея где Лг, 4 — множители Лагранжа задачи на условный экстремум;

20 Wx, Wy — линейные ускорения датчиков линейных ускорений;

ig — эквивалентный ток возбуждения ротора индуктора;

С вЂ” коэффициент, связывающий попе25 речную составляющую тока сектора с тангенциальной электромагнитной силой; а — постоянный коэффициент;

Ki и Кл — коэффициенты преобразования второго и четвертого масштабных преобраЗО зователей;

m — масса вала и всех узлов, размещенных на нем; гн — расстояние на оси вращения от центра масс узлов, размещенных на валу до

З5 середины активных зон первого и второго электромеханических преобразователей со1742949 юг.2

Составитель B.Ãåðàñèìåíêî

Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши

РедакторН.Гунько

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

Заказ 2292 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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