Вентильный электродвигатель

Вентильный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(" с ° Г ° .:!, нар

-ч аР

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик (»> 743129 (61) Дополнительное к aar. сеид-ву—

I (22) Заявлено 290377 (21) 2471501/24-07

С512М. Кл. с присоединением заявки ¹

Н 02 К 29/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250680.. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 2806.80 (53) УДК 621.313.13..014.2:621 ° 382 (088.8) (72} Авторы изобретения

Я.И. Онацкий и В.С. Бердяев

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией секций обмотки якоря — к вентильным электродвигателям (ВД).. 5

Известны ВД, в которых для повышения энергетических показателей осуществляется регулирование угла опережения включения секций 8 обмотки якоря (1) и (2) .

Недостаток устройства (1) заключается в необходимости иметь генератор с большой длительностью выход-. ного сигнала. 15

По решаемой задаче и технической сущности устройство (2) наиболее близко к изобретению.

ВД (2) содержит статор с обмоткой якоря, m секций которой соединены с выходом инвертора, управляющие цепи ключей которого соединены с выходом датчика положения ротора через последовательно соединенные в каждом ка- 25 нале связи формирователь и цифровое фазосдвигающее устройство.

Недостатком устройства является ,сложность конструкции датчика положения ротора, который должен выдавать большое количество импульсов (360 импульсов) за один оборот ротора.

Цель изобретения — Упрощение конструкции ВД за счет упрощения конструкции датчика.

Поставленная цель достигается тем, что цифровое фаэосдвигающее устройство содержит т умножителей в триггеров, генератор тактовой частоты и блок начальной установки, причем разрядные выходы блока начальной ус тановки соединены с разрядными вхо,дами каждого из умножителей, другие входы каждого из которых соединены с выходом одного иэ формирователей и выходом генератора тактовой частоты, а выход соединен с входом одного иэ триггеров, выходы которых соединены с управляющими цепями ключей инвертора.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, например, с тремя секциями; на фиг. 2 и 3 — диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство (фиг . 1) содержит трехсекционную обмотку 1 статора, датчик

2 положения ротора, инвертор 3 (мостовой коммутатор), формирователь 4, блок 5 начальной установки, умножи743129 тели 6, каждый из которых содержит счетчик 7, регистр 8 хранения, счетчик 9, дешифратор 10 и схему 11 синхронизации, генератор 12 тактовой частоты и триггеры 13.

На фиг. 2 обозначено: а — сигналы датчика 2 положения; б — сигналы датчика 2 положения после формирователя 4; в — выходные сигналы после блока

6 умножителей;

r — сигналы управления мостовым коммутатором 3 после триггеров 13.

На фиг. 3 изображена диаграмма работы одного из умножителей 6, где а — входной сигнал, поступающий на вход умножителя, после формирователя 4; б — импульсная последовательность генератора 12 тактовой частоты; в — импульсная последовательность с отставанием То, поступающая на вход триггеров 13 управления мостовым коммутатором 3 по каждой фазе; г — импульсная последовательность с опережением Т цер,, поступающая на вход триггеров 13 управления мостовым коммутатором 3 по каждой фазе.

Датчик 2 положения предназначен для определения положения ротора в текущий момент времени. В качестве датчика положения может быть использован любой датчик (например, миниатюрный бесконтактный сельсин, фотоэлектрический датчик, датчик Холла и др.), обеспечивающий на выходе сигналы, .изображенные на фиг. 2а.

Мостовой коммутатор 3 используется для переключения тока в обмотке 1 статора двигателя в соответствующей последовательности, определяемой датчиком 2 положения.

Формирователь 4 предназначен для выделения переднего и заднего фронтов сигналов датчика положения.

Блок 5 импульсной установки используется для первоначальной установки счетчика 7 умножителя 6.

Блоки 6 умножителей осуществляют сдвиг периода импульсов, поступающих от формирователя 4 по каждой фазе в сторону либо опережения, либо отставания.

Назначение остальных элементов, входящих в состав ВД определяется их назначением.

Сигналы, получаемые от датчика 2 положения, последовательно через формирователь 4, умножителя 6, триггеры

13 управления мостовым коммутатором 3, чере@ мостовой коммутатор 3 осуществляют управление током в обмотках 1 двигателя.

Изменение угла 8 осуществляется использованием умножителя, который обеспечивает либо задержку, либо опережение сигналов, поступающих от датчика положения.

Устройство работает следующим образом.

При вращении ротора двигателя в датчике 2 положения вырабатываются сигналы, сдвинутые друг по отношению друга в каждой фазе (в случае трехфазной системы) на 120О.

В формирователе 4 укаэанные сигналы приводятся к виду, показанному на диаграмме а фиг. 2. В том случае, если в качестве датчика положения используется сельсин, то приведение фазных сигналов сельсина к виду а осуществляется последовательно их демодулированием и усилением с ограничением с помощью, например, операционных усилителей. Кроме того, формирователь 4 осуществляет выделение

15 переднего и заднего Фронтов сформированных сигналов (фиг. 2б).

С приходом первого импульса от формирователя 4, соответствующего, например, нулевому положению чувстЩ вительных элементов датчика 2 положения, схема 11 синхронизации вырабатывает последовательность из трех управляющих сигналов на выходе: сигнала записи в регистр 8 хранения, р5 сигнала сброса счетчика 7 и сигнала разрешения записи тактовой частоты от генератора 12 в счетчик 7. Импульсы синхронизации имеют малую длительность и располагаются внутри периода высокой тактовой частоты генератора 12 (фиг. 36) сразу после импульса от формирователя 4. Код числа импульсов, записанный в счетчике 7 за предыдущий период Т„ (фиг. 3), по сигналу записи переписывается поразрядно в обратном коде в регистр

8 хранения. По сигналу сброса осуществляется сброс счетчика 7, а новая запись тактовой частоты генератора 12 в счетчик 7 возобновляется по

40 сигналу разрешения записи от схемы.

11 синхронизации и по времени соответствует периоду от импульса сброса счетчика 7 до следующего импульса схемы формирователя 4. Таким образом, в счетчике 7 записывается код импульсной последовательности тактового генератора 12, соответствующий по времени периоду Т между импульсами от формирователя 4 °

Аналогичная запись соответствующих периодов времени осуществляется о в каждой фазе устройства с той разницей что сигналы датчика 2 сдвину7 о ты друг относительно друга на 120- . регистр 8 хранения поразрядно соединен со счетчиком 9, на счетный вход которого поступают тактовые импульсы от генератора 12, которые списывают значение обратного кода из счетчика 9. В то время, когда все

60 разряды счетчика 9 будут иметь 1, срабатывает дешифратор 10, который импульсом на своем выходе осуществляет сброс счетчика 9. При этом на вход триггеров 13 поступают импульсы, период которых равен Т„.

743129

Для сдвига периода Т устройства с дискретностью, определяемой перно дом тактовой частоты генератора 12, используется блок 5 начальной установки. В том случае, если необходимо запаздывание периода Т (фиг. Зв), то в блоке 5 начальной установки устанавливается дополнительный код с учетом времени запаздывания и периода тактовой частоты.

Для сдвига периода Т„ в сторону опережения (фиг. За), в блоке 5 начальной установки устанавливается прямой код с учетом времени, необходимого опережения и периода тактовой частоты. Время опережения или отставания при этом связано с пространственным углом и не зависит от скорости вращения двигателя, так как большему или меньшему периоду Т„ будет соответствовать больший или меньший код импульсной последовательнос- 20 ти, а время списывания его от импульсов одного и того же тактового генератора будет постоянно для разных зна- чений скоростей. На фиг. 2в изображена импульсная последовательность, по- 25 лучаемая на выходе умножителей 6, соответствующая по времени периоду Т, Триггеры 13 преобразуют эту импульсную последовательность в импульсы, длительность которых равна половине З() периода частоты вращения (фиг. 2г). формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой яко.ря, m секции которой соединены с выходом инвертора, управляющие цепи ключей которого соединены с выходом датчика положения ротора через последовательно соединенные в каждом канале связи формирователи и цифровое фазосдвигающее устройство, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, цифровое фазосдвигающее устройство содержит m умножителей, m триггеров, генератор тактовой частоты.и блок начальной установки, причем разрядные выходы блока начальной установки соединены с разрядными входами каждого из умножителей, другие входы каждого из которых соединены с выходом одного из формирователей и выходом генератора тактовой частоты, а выход соединен с входом одного иэ триггеров, выходы которых соединены с управляющими цепями ключей инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 550732, кл. Н 02 K 29/02, 1973 °

2. EIecktrotechn 2, 1976, A 97, Р 10, 614-615.

743129

Фи г к а)

ЦНИИПИ Заказ 3628/l8 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,ул. Проектная, 4