Бесконтактный привод постоянного тока

Бесконтактный привод постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц655037

Союз Советских

Социалистических

Республик + 1 т1в3 " . чв "". ь

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.09.75 (21) 2173798/24-07 (51) М. Кл."Н 02К 29/02

Н 02Р 5/16 с присоединением заявки М

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.?9. Бюллетень М 12 (53) УДК 621.313.292 (088.8) ло делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (72) Авторы изобретения

Б. П. Берзин, М. А. Зубов и А, С. Суляев

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к системам с широтно-импульсной модуляцией и может быть использовано для увеличения точности и упрощения привода с бесконтактными двигателями постоянного тока с позиционIIo зависимой модуляцией фазных напряжений (БДПТ ПМ).

Известен бесконтактный привод постоянного тока, в котором стабилизация скорости осуществляется за счет охвата двигате- 10 ля тахометрической отрицательной обратной связью. В качестве датчиков скорости указанных приводов, как правило, используют нереверсивные синхронные тахогенераторы с постоянными магнитами (1). 15

Пульсации выходного выпрямленного напряжения таких таходатчиков достигают

14 /о, что снижает точность привода с использованием синхронных датчиков скорости особенно на низких частотах вращения 20 двигателя, когда затруднена фильтрация указанных пульсаций. Наличие тахогенератора усложняет привод.

Известен электропривод (2), в котором отсутствует тахогенератор, а стабилизация 2э скорости достигается за счет формирования более жесткой механической характеристики в бесконтактном двигателе постоянного тока за счет регулирования длительности подключения фазы двигателя к сети. Регу- 30 лирование осуществляется параметрически за счет вычитания из интервала, определяемого датчиком положения ротора, заданного временнбго интервала. Недостатком устройства является то, что регулирование осуществляется на частоте вращения. Это снижаст точность регулирования.

Прототипом изобретения является устройство (3), которое содержит бесконтактный привод постоянного тока с широтно-импульсным магнитомодуляционным датчиком положения. В нем стабилизация скорости осуществляется с помощью дополнительного преобразователя, что снижает точность стабилизации скорости.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации скорости. Указанная цель достигается путем совмещения функций широтно-импульсных магнитомодуляционных датчиков положения ротора (ДПР), входящих в состав БДПТ ПМ, с датчиками тахогенератора. Для этого в цепь каждой фазы БДПГ ПМ включаются последовательно соединенные схема задержки импульсов, сумматор по модулю два, расширитель импульсов и логическая схема запрета, причем выход формирователя сигналов ДПР подключен ко входу схемы задержки, к первому входу сумматора по модулю два, к второму входу которого под655037

L и,: щК $1п я

= КЫ, 20 5

35

"и,— и, ,: „„$1пя и, — ККф $1п 2.

Тогда

65 и — < sin a, 3 ключен выход схемы задержки, и к входу логической схемы запрета, а выход сумматора по модулю два подключен к входу расширителя импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом логической схемы запрета, выход которой подключен к входу силового ключа фазы двигателя.

Таким образом, сигнал о скоростях вращения двигателя получается в импульсном виде, как и в прототипе, однако в предлагаемом устройстве замыкание отрицательной связи по скорости осуществляется в каждой фазе и без дополнительного преобразования (в импульсном виде), что и обеспечивает увеличение точности привода.

На фиг. 1 изображена функциональная схема привода; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие принцип работы привода.

Привод состоит из трех широтно-импульсных ДПР 1, 2, 3, подключенных своими выходами к входу трех формирователей 4, 5, 6. Выходы формирователей подключены к первым входам логических схем сложения по модулю два 7, 8, 9 непосредственно, а к вторым входам — через схемы задержки импульсов на период несущей частоты 10, 11, 12. Выходы логических схем сложения по модулю два 7, 8, 9 через расширители импульсов 13, 14, 15 подключены к запрещающим входам логических схем запрета

16, 17, 18, на входы которых подключены выходы формирователей 4, 5, 6. Выходы логических схем запрета 16, 17, 18 соединены с входами силовых ключей 19, 20, 21, коммутирующих обмотки двигателя.

Поскольку схема состоит из трех идентичных каналов, по числу фаз двигателя, рассмотрим работу одного канала.

На фиг. 2 кривая т изображает зависимость относительных длительностей импульсов датчика положения ротора 1 для первой фазы.

Импульсы с ДПР 1, относительная длительность которых определяется положением вала БД11Т ПМ, через формирователь 4 поступают на первый вход логической схемы сложения по модулю два 7 непосредственно, а на второй вход — через схему задержки импульсов, на период несущей частоты 10. Кроме того, импульсы с выхода формирователя 4 поступают на вход логической схемы запрета 16. При отсутствии сигнала на запрещающем входе схемы

16, импульсы с выхода формирователя 4 через логическую схему 16 управляют работой силового ключа 19, коммутирующего одну из фаз двигателя, При вращении вала двигателя с угловой скоростью Я на выходе логической схемы сложения по модулю два

7, появляются импульсы, относительная длительность которых ти изменяется по закону где т — амплитуда изменения относительной длительности; а — угол поворота ротора БДПТ ПМ.

Величина т определяется скоростью вращения вала БДПТ ПМ. Импульсы с выхода логической схемы сложения по модулю два 7 поступают на расширитель 13, который выполняет функции усиления широтноимпульсного сигнала U скорости. На фиг. 2 кривыс Qi, 2q, <)> изображают зависимости относительной длительности импульсов с выхода расширителя 13 при различных скоростях вращения вала БДПТ ПМ Я, причем Q<)9q)9>. Таким образом, на выходе схемы расширителя 13 получают импульсный сигнал U< с относительной длительностью ти. где Кр — коэффициент расширения импульсов, К вЂ” коэффициент передачи устройства измерения скорости, 2 — угловая скорость вращения вала

БДПТ ПМ.

Импульсы сигнала U< поступают на запрещающий вход логической схемы 16, которая выполняет функции вычитания импульсных сигналов U> и Уь Относительная длительность сигнала на входе схемы запрета 16 может быть записана в виде и., =- (-,, — ККф) $1п а.

Видно, что импульсы, поступающие через силовой ключ 19 на обмотку БДПТ ПМ, имеют относительную длительность ти, которая синусоидально зависит от угла поворота ротора. Из выражения для амплитуды изменения ти видно, что в фазе двигателя осуществляется отрицательная обратная связь по скорости. Итак, двигатель по каждой фазе охватывается отрицательной тахометрической обратной связью. Коэффициент обратной связи можно варьировать, изменяя, например, коэффициент расширителя

13 Кр устройства.

Таким образом, в предлагаемом приводе путем совмещения функций широтно-импульсных датчиков угла с датчиками тахогенератора в каждой фазе обеспечивается отрицательная обратная связь по скорости при сохранении синусоидальной зависимости относительной длительности импульсов питания фазы двигателя от угла поворота ротора, обеспечивающей непульсирующий

655037

Формула изобретения фиг,/ Ри г,2

Составитель В. Тарасов

Техред Н. Строганова

Корректоры A. Галахова и Л. Орлова

Редактор В. Левятов

Заказ 303/14 Изд. ¹ 230 Тираж 865 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

5 вращающий момент БДПТ и тем самым повышающей точность стабилизации скорости вращения двигателя.

Бесконтактный привод постоянного тока, содержащий бесконтактный двигатель постоянного тока, широтно-импульсный магнитомодуляционный датчик положения ротора, а также в каждой фазе формирователь и силовой ключ, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности стабилизации скорости, он содержит в каждой фазе последовательно соединенные схему задержки импульсов, сумматор по модулю два, расширитель импульсов и логическую схему запрета, причем выход формирователя сигналов магнитомодуляционного датчи6 ка положения ротора подключен ко входу схемы задержки, к первому входу сумматора по модулю дв",, к второму входу которого подключен выход схемы задержки, и ко входу логической схемы запрета, а выход сумматора по модулю два подключен ко входу расширителя импульсов, выход которого соединен с запрегцающим входом логической схемы запрета, выход которой

10 подключен на вход силового ключа фазы дв и г а тел я.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ ¹ 1294524 кл. 21с 59/10, 15 02.01.70.

2. Авторское свидетельство СССР .;а 345566, кл. Н 02К 29/02, 14.08.70.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 503339, кл, Н 02К 29/02, 11.07,74.