Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различного назначения с цифровым управлением. Целью изобретения является повышение КПД и снижение пульсаций вращающего момента при одновременном обеспечении инвариантности к дрейфу напряжения питания. Для достижения указанной цели вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1, коммутатор 2. широтно-импульсные модуляторы 5-7 с информационным, управляющим и такти руемым входами каждый. Информационные входы подключены к запоминающему устройству 8, связанному с датчиком 12 угла, управляющие входы связаны через управляемый делитель 10 частоты с управляемым генератором, вход управления которого подключен к блоку питания, а тактируемые входы подключены к генератору 9 постоянной частоты. За счет стабилизации частоты ШИМ-сигнала снижаются динамические потери в ключах коммутатора 2. 1 ил. (Л с 00 00 о о N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4175860/07 (22) 12.11.86 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71) Белорусский государственный университет им. В. И. Ленина (72) С, Н. Сидорук (56) Авторское свидетельство СССР

М 1670752, М 4061308/24-07, кл. Н 02 P

6/02, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1769311, кл. Н 02 Р 6/02, 1986. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различного назначения с цифровым управлением. Целью изобретения является повышение КПД и снижение пульсаций вра Ы, 1818бо4 А1 (s>)s Н 02 К 29/06, Н 02 Р 6/02 щающего момента при одновременном обеспечении инвариантности к дрейфу напряжения питания. Для достижения указанной цели вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1, коммутатор 2, широтно-импульсные модуляторы 5-7 с информационным, управляющим и тактируемым входами каждый. Информационные входы подключены к запоминающему устройству 8, связанному с датчиком 12 угла, управляющие входы связаны через управляемый делитель 10 частоты с управляемым генератором, вход управления которого подключен к блоку питания, а тактируемые входы подключены к генератору Q постоянной частоты. За счет стабилизации частоты

ШИМ-сигнала снижаются динамические потери в ключах коммутатора 2. 1 ил.

1818664

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различного назначения с цифровым управлением.

Целью изобретения является повышение к,п,д. и снижение пульсаций вращающего момента вентильного электродвигателя при одновременном обеспечении инвариантности к дрейфу напряжения питания.

Нэ чертеже изображена функциональная схема вентильного электродвигателя.

Вентильный электродвигатель содер жит синхронную машину 1, якорная обмотка которой подключена к выходу коммутатора

2. Вход питания коммутатора 2 подключен к блоку 3 питания, а управляюшие входы через блок 4 управления коммутатором подключены к соответствующим входам широтно-импульсных модуляторов 5, 6, 7.

Широтно-импульсные модуляторы 5-7 снабжены информационными управляющи.ми и тактируемым входами, Информационные входы широтно-импульсных модуляторов 5 — 7 подключены к выходам постоянного запоминающего устройства 8.

Тактируемые входы модуляторов 5-7 подключены к первому генератору 9 импульсов, а управляющие входы подключены к управляемому делителю 10 частоты, первый вход которого подключен к источнику управляющего воздействия, а второй вход ко второму генератору 11 импульсов. Вход постоянного запоминающего устройства 8 подключен к цифровому датчику 12 угла, механически связанному с синхронной машиной 1. Второй генератор 11 импульсов выполнен управляемым, вход управления которого подключен к блоку 3 питания.

Блок4 управления коммутатором в каждом канале содержит двэ логических элемента 13, 14, 2И и инвертор 15 и представляет собой управляемый переключатель, входы управления которого через логические элементы 16 исключающее ИЛИподключены к знаковым выходам постоянного запоминающего устройства 8.

Каждый широтно-импульсный модулятор 5-7, включает в себя вычитающий счетчик 17 и логический элемент 18 2И, первый вход которого является управляющим входом модулятора, второй вход соединен с выходом счетчика 17, а выход са счетным входом счетчика 17, вход записи счетчика 17 является информационным входом модулятора, а тактируемый вход-- тактируемым входом модулятора.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом. Информация о положении ротора синхронной машины 1 и с выхода цифрового датчика угла 12 поступает на адресные входы постоянного запоминающего устройства

8. Части А, В, С выходного слова постоянного запоминающего устройства 8 содержат коды Ni длительностей импульсов широтноимпульсных модуляторов 5, 6, 7, обеспечивающие перпендикулярность магнитных полей ротора и статар синхронной машины

1, при вращении ротора. В блоке знаков Д

"0 постоя нного запоминающего устройства записаны знаки трех синусоидальных функций угла поворота сдвинутых по фазе на

2л /3 получаемых на выходах модуляторов

5, 6 и 7. К-разрядные коды Nl заносятся в вычитающие счетчики 17 с частотой fs, определяемой первым генератором 9. После записи кодов Ni на выходах р заема счетчиков 17 появится логические единицы, означающие начало импульсов на выходе

20 широтно-импульсного модулятора. Через логический элемент 18 2И на вычитающий вход счетчика 17 будут поступать импульсы с управляемого делителя частоты 10. Частота этих импульсов составит

25 = /{ где G — код модуля управляющего воздействия;

fo — частота импульсов второго генератора 11.

Единицы на выходе заемов Р счетчиков

17 будут иметь место в течение интервалов времени ti=-Nt G/fo. При равенстве нулю выходного кода счетчиков 17 сигнал заема принимает низкий уровень, в результате чего блокируется поступление импульсов делителя 10 на вычитающие входы счетчиков

17 через элементы 18, Реверс синхронной машины осуществляется путем инвертирования знаков фазных напряжений, поступа40 ющих с выходом Д устройства 8, с помощью схем "исключающее ИЛИ" 16. В результате этого сигналы с модуляторов 5, 6 и 7 распределяются с помощью блока 4 управления на первые входы каждого канала коммутатора

45 2 при несовпадении знака задающего воздействия signG и знака синуса, поступающих с выхода Д устройства 8, и на вторые входы каждого канала коммутатора 2 совпадения знаков. В зависимости от того на какие входы коммутатора 2 поступают сигналы с модуляторов 5, 6 и 7, соответствующие фазные обмотки синхронной машины подключаются к положительному, либо отрицательному полюсам блока 3 питания, т,е.

55 изменяется полярность импульсов коммутатора 2, что приводит к инвертированию вращающего момента синхронной машины.

При задании тактовой частоты fo управляемого делителя 10 частоты с помощью

Формула изобретения

Составитель А.Иванов

Техред М.Моргентал Корректор С. Юско

Редактор А.Коляда

Заказ 1940 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 генератора 11 импульсов среднее значение напряжения Ui той обмотки синхронной машины 1 составит

Ni G

Ui =-ll *fs Up fs Up=

5 о

N, G Ni G

° fs Ор = — fs, Kgup Kg где U — напряжение блока 3 питания;

Kg — коэффициент передачи генератора

11. 10

Следовательно, при линейной передаточной характеристике генератора 11 (fr=Kg .0р) среднее значение напряжения i-ой обмотки синхронной машины 1 И не зависит от напряжения питания. Пульсации и дрейф напряжения питания промышленной сети не оказывает влияние на вращающий момент. При этом частота LUNM сигнала на выходах модуляторов 5, 6 и 7 остается постоянной и задается генератором 9 по ми- 20 нимуму динамических потерь на ключах коммутатора 2. Постоянство периода LUMM сигнала обуславливает снижения пульсаций вращающегося момента при дрейфе напряжения питания.

Таким образом обеспечивается повышение к.п,д. и снижение пульсаций вращающего момента синхронной машины, за счет стабилизации периода ШИМ сигнала при одновременном обеспечении инвари- 30 антности параметров электропривода к дрейфу напряжения питания.

Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, якорная обмотка которой подключена к выходу коммутатора, выход питания которого подключен к блоку питания, а управляющие входы через блок управления коммутатором подключены к соответствующим выходам широтно-импульсных модуляторов с информационным, управляющим и тактируемь|м входами каждый. информационные входы широтно-импульсных модуляторов подключены к выходам постоянного запоминающего устройства, тактируемые входы — к первому генератору импульсов, а управляющие входы широтно-импульсных модуляторов подключены к управляемому делителю частоты, первый вход которого подключен к источнику управляющего воздействия, а второй вход- к второму генератору импульсов, вход постоянного запоминающего устройства подключен к цифровому датчику угла, механически связанному с синхронной машиной, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и снижения пульсаций вращающегося момента при одновременном обеспечении инвариантности к дрейфу напряжения питания, второй генератор импульсов выполнен управляемым, вход управления которого подключен к блоку питания.