close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2337459

код для вставки
–ќ——»…— јя ‘≈ƒ≈–ј÷»я
(19)
RU
(11)
2 337 459
(13)
C1
(51) ћѕ H02K 27/22
(2006.01)
‘≈ƒ≈–јЋ№Ќјя —Ћ”∆Ѕј
ѕќ »Ќ“≈ЋЋ≈ “”јЋ№Ќќ… —ќЅ—“¬≈ЌЌќ—“»,
ѕј“≈Ќ“јћ » “ќ¬ј–Ќџћ «Ќј јћ
(12)
ќѕ»—јЌ»≈ »«ќЅ–≈“≈Ќ»я ѕј“≈Ќ“”
(21), (22) «а†вка: 2007122184/09, 13.06.2007
(72) јвтор(ы):
Ѕитюцкий »горь Ѕорисович (RU),
Ѕорисов ƒмитрий —ергеевич (RU)
(24) ƒата начала отсчета срока действи† патента:
13.06.2007
(45) ќпубликовано: 27.10.2008 Ѕюл. є 30
2 3 3 7 4 5 9
возбуждение
с
программным
управлением,
независима† коммутирующа† система, котора†
содержит
обмотки
добавочных
полюсов
с
независимым
возбуждением
разноименных
полюсов с программным управлением, добавочные
полюсы
с
наконечниками,
скошенными
относительно геометрической нейтрали таким
образом, что их осью симметрии †вл†етс† ось
главных полюсов, датчики тока †кор†,
трансформаторной Ёƒ— и угловой скорости, а
также устройство ввода-вывода, микроконтроллер,
на входы которого поступают сигналы с указанных
элементов. 3 ил.
R U
(57) –еферат:
»зобретение относитс† к электромеханике и
может быть использовано в электроприводах
переменного тока. “ехническим результатом
†вл†етс† минимизаци† несбалансированной
электродвижущей силы (Ёƒ—) в коммутируемых
секци†х обмотки †кор†, регулируема† компенсаци†
магнитодвижущей силы (ћƒ—) †кор†, а также
реализаци† заданных механических характеристик,
включа† возможность форсировки возбуждени†. ¬
предлагаемом
однофазном
коллекторном
двигателе используютс† обмотки возбуждени† и
компенсационна†,
имеющие
независимое
—траница: 1
RU
C 1
C 1
(54) ќƒЌќ‘ј«Ќџ… ќЋЋ≈ “ќ–Ќџ… ƒ¬»√ј“≈Ћ№
2 3 3 7 4 5 9
јдрес дл† переписки:
398600, г.Ћипецк, ул. ћосковска†, 30, Ћ√“”,
Ќ»—, проректору по Ќ– ¬. Ќ. ћещер†кову
R U
(56) —писок документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2251205 —2, 27.04.2005. RU 2119225
C1, 20.09.1998. SU 1758779 A1, 30.08.1992. SU
995214 A1, 07.02.1983. GB 1245106, 08.09.1971.
(73) ѕатентообладатель(и):
√ќ—”ƒј–—“¬≈ЌЌќ≈ ќЅ–ј«ќ¬ј“≈Ћ№Ќќ≈
”„–≈∆ƒ≈Ќ»≈ ¬џ—Ў≈√ќ
ѕ–ќ‘≈——»ќЌјЋ№Ќќ√ќ ќЅ–ј«ќ¬јЌ»я
Ћ»ѕ≈÷ »… √ќ—”ƒј–—“¬≈ЌЌџ…
“≈’Ќ»„≈— »… ”Ќ»¬≈–—»“≈“ (√ќ” ¬ѕќ Ћ√“”)
(RU)
C 1
C 1
2 3 3 7 4 5 9
2 3 3 7 4 5 9
R U
R U
—траница: 2
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 337 459
(13)
C1
(51) Int. Cl.
H02K 27/22
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007122184/09, 13.06.2007
(72) Inventor(s):
Bitjutskij Igor' Borisovich (RU),
Borisov Dmitrij Sergeevich (RU)
(24) Effective date for property rights: 13.06.2007
(45) Date of publication: 27.10.2008 Bull. 30
Mail address:
398600, g.Lipetsk, ul. Moskovskaja, 30, LGTU,
NIS, prorektoru po NR V. N. Meshcherjakovu
C 1
2 3 3 7 4 5 9
R U
electromotive force in switched sections of
anchor
winding,
provision
of
regulated
compensation of magnetomotive force of anchor and
realisation of preset mechanical characteristics.
3 dwg
—траница: 3
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD: electricity.
SUBSTANCE:
invention
is
related
to
electromechanics and may be used in AC electric
drives. In suggested single-phase commutator
motor excitation windings are used as well as
compensation winding, which have independent
excitation
with
program
control,
independent
switching system, which contains windings of
additional poles with independent excitation of
dissimilar poles with program control, additional
poles with tips beveled in relation to geometric
neutral so that their axis of symmetry is axis of
main
poles,
sensors
of
anchor
current,
transformer EMF (electromotive force) and angle
speed,
and
also
device
of
input-output,
microcontroller, to the inlets of which signals
arrive from mentioned elements.
EFFECT:
minimisation
of
unbalanced
2 3 3 7 4 5 9
(54) SINGLE-PHASE COMMUTATOR MOTOR
R U
(73) Proprietor(s):
GOSUDARSTVENNOE OBRAZOVATEL'NOE
UChREZhDENIE VYSShEGO
PROFESSIONAL'NOGO OBRAZOVANIJa
LIPETsKIJ GOSUDARSTVENNYJ TEKhNIChESKIJ
UNIVERSITET (GOU VPO LGTU) (RU)
RU 2 337 459 C1
5
10
15
20
25
»зобретение относитс† к электромеханике и может быть использовано в
электроприводах переменного тока.
»звестен однофазный коллекторный двигатель, содержащий обмотку возбуждени†,
включенную последовательно в цепь †кор† [√.Ќ.ѕетров. Ёлектрические машины. „асть
треть†. ћ.: Ёнерги†, 1966, с.194-202]. Ёто техническое решение позвол†ет устранить
рассогласование по фазе между током †кор† и основным магнитным потоком. —пособ
†вл†етс† простейшим и получил широкое распространение.
»звестно, что компенсационна† обмотка, рассчитанна† из услови† симметрии линейных
нагрузок в пределах расчетной полюсной дуги, при включении последовательно в цепь
†кор† не всегда может полностью подавить реакцию †кор†. ѕри этом ухудшаютс†
потенциальные услови† на коллекторе, и не устран†етс† веро†тность возникновени†
кругового огн† [».Ѕ.Ѕитюцкий. Ќезависимое возбуждение компенсационной обмотки
коллекторной машины. Ђ»звести† вузов. Ёлектромеханикаї, 2004, є1. —.16-18].
»звестен однофазный коллекторный двигатель, содержащий добавочные полюсы с
сердечниками, симметричными относительно геометрической нейтрали, обмотки которых
вместе с компенсационной обмоткой и обмоткой главных полюсов включены
последовательно в цепь †кор† [√.Ќ.ѕетров. Ёлектрические машины. „асть треть†. ћ.:
Ёнерги†, 1966, с.194-202].
¬ коммутируемых секци†х †корной обмотки однофазного коллекторного двигател†,
,
имеющего добавочные полюсы, индуктируютс† три Ёƒ—: реактивна†
трансформаторна†
и коммутирующа†
. –еактивна† Ёƒ—
, равна† сумме Ёƒ—
самоиндукции и взаимоиндукции одновременно коммутируемых секций, имеет наибольшую
величину при амплитудных значени†х коммутируемого тока. ¬ этом смысле можно считать,
что Ёƒ—
совпадает по фазе и угловой частоте с током †кор†, по величине же она
пр†мо пропорциональна произведению силы тока и угловой скорости †кор†.
“рансформаторна† Ёƒ—
индуктируетс† пульсирующим основным магнитным потоком,
совпадает с ним и с током †кор† по угловой частоте и отстает от них по фазе на угол
30
35
40
.
ѕо величине она пр†мо пропорциональна основному магнитному потоку, а от угловой
скорости †кор† не зависит. ƒл† безыскровой коммутации необходимо сбалансировать
перечисленные Ёƒ— таким образом, чтобы дл† любого момента времени
. ¬екторна† диаграмма Ёƒ—, индуктируемых в коммутируемых секци†х
†корной обмотки коллекторного двигател†, представлена на фигуре 1.
ƒобавочные полюсы при включении их обмоток последовательно в цепь †кор† не
должна находитьс† в
удовлетвор†ют указанному требованию, поскольку Ёƒ—
противофазе относительно суммы Ёƒ—
, амплитуда и фаза которой
завис†т от режима работы двигател†, кроме того, компенсаци† Ёƒ— в коммутируемой
секции возможна только при вращающемс† †коре, так как Ёƒ—
и
измен†ютс† пр†мо
пропорционально скорости ротора, а
от нее не зависит.
»звестен способ улучшени† коммутации однофазного коллекторного двигател†
снижением частоты напр†жени† питани† до 25 √ц и даже до
с целью снижени†
45
роли
. ќднако этот способ требует установки дополнительных преобразовательных
устройств или генераторов и позвол†ет снизить уровень трансформаторной Ёƒ—, но не
устранить ее.
в однофазных коллекторных двигател†х
»звестен способ компенсации
50
с помощью добавочных полюсов с обмоткой, включенной последовательно в цепь †кор†.
, индуктируемой в коммутируемых секци†х
ƒл† изменени† величины и фазы Ёƒ—
†корной обмотки полем добавочных полюсов, используютс† активное сопротивление либо
различные сочетани† активных и реактивных сопротивлений, шунтирующие обмотку
—траница: 4
DE
RU 2 337 459 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
добавочных полюсов [√.Ќ.ѕетров. Ёлектрические машины. „асть треть†. ћ.: Ёнерги†,
1966, с.194-202]. ќднако данный способ обеспечивает баланс Ёƒ— в коммутируемых
секци†х лишь в дискретном наборе режимов работы двигател†, кроме того, способ
эффективен только при вращающемс† роторе.
Ќаиболее близким по технической сущности к за†вл†емому однофазному коллекторному
в коммутируемых секци†х
двигателю †вл†етс† способ полной компенсации Ёƒ—
†корной обмотки в любом эксплуатационном режиме, включа† пусковой, когда †корь
неподвижен [Ѕитюцкий ».Ѕ. —пособ формировани† коммутирующего пол† в однофазном
коллекторном двигателе. // ѕатент 2251205 –‘. - Ѕ» 2005, є12]. —пособ может быть
использован в двигател†х с дополнительными полюсами. –езультат достигаетс† созданием
в коммутационной зоне бегущей волны магнитного пол† путем несимметричного
относительно геометрической нейтрали распределени† магнитной проводимости под
наконечниками разноименных добавочных полюсов и создани† фазового сдвига между
токами в их обмотках возбуждени†, дл† чего используютс† раздельное независимое
питание обмоток разноименных добавочных полюсов с программным управлением, а также
сердечники добавочных полюсов с наконечниками, скошенными относительно
геометрической нейтрали таким образом, что осью их симметрии †вл†етс† ось главных
полюсов.
“ехническим результатом †вл†етс† минимизаци† несбалансированной Ёƒ—,
возникающей в коммутируемых секци†х †корной обмотки, регулируема† компенсаци† ћƒ—
†кор†, включа† возможность перекомпенсации, а также реализаци† любой технически
целесообразной формы механической характеристики программируемым регулированием
сочетани† величин тока †кор† и тока возбуждени†, включа† возможность форсировки
возбуждени† дл† получени† максимально допустимого вращающего момента в пусковом и
переходных режимах.
¬ предлагаемом однофазном коллекторном двигателе используетс† независимое
питание обмотки возбуждени†, расположенной на главных полюсах, с программным
управлением, что предоставл†ет возможность формировани† на одном двигателе
механических характеристик, присущих двигател†м посто†нного тока с традиционными
способами возбуждени† (независимое, последовательное), сохра톆 при этом
согласование по фазе тока †кор† и основного магнитного потока. роме того, по†вл†етс†
возможность форсировать основной магнитный поток в пусковом и переходных режимах,
когда необходим максимально допустимый вращающий момент.
¬ предлагаемом однофазном коллекторном двигателе используетс† компенсационна†
обмотка, расположенна† на главных полюсах и имеюща† независимое возбуждение с
программным управлением, что позвол†ет полностью скомпенсировать ћƒ— †кор† с
возможностью перекомпенсации в произвольном режиме.
¬ предлагаемом однофазном коллекторном двигателе используетс† независима†
коммутирующа† система, в состав которой вход†т обмотки добавочных полюсов с
независимым раздельным возбуждением разноименных полюсов с программным
управлением, добавочные полюсы с наконечниками, скошенными относительно
геометрической нейтрали таким образом, что их осью симметрии †вл†етс† ось главных
полюсов, датчик тока †кор†, датчик трансформаторной Ёƒ—, датчик угловой скорости,
микроконтроллер, на входы которого поступают сигналы с датчиков тока †кор†, угловой
скорости и трансформаторной Ёƒ—, и блоки питани† обмоток переменным током,
построенные на основе широтно-импульсной модул†ции, на входы которых поступают
управл†ющие сигналы, обеспечивающие минимизацию несбалансированной Ёƒ— в
коммутируемых секци†х. роме того, микроконтроллер обеспечивает заданную
компенсацию ћƒ— †кор†, а также реализацию любой технически целесообразной формы
механической характеристики управлением сочетанием величин тока †кор† и тока
возбуждени†, включа† возможность форсировки возбуждени† машины. достоинствам
объекта за†вки следует также отнести возможность точной настройки всех видов
компенсации на испытательном стенде, не требующей каких-либо изменений в
—траница: 5
RU 2 337 459 C1
5
10
15
20
25
30
конструкции, а заключающейс† лишь в незначительной корректировке программы
управлени† блоками питани† обмоток статора.
Ќа фиг.2 представлена блок-схема за†вл†емого однофазного коллекторного двигател†.
якорь 1 через коллектор подключаетс† к однофазному источнику питани†. ќбмотки
добавочных полюсов 2 и 3 подключены к блокам питани† 4 и 5 соответственно, а
компенсационна† обмотка 6 - к блоку питани† 7. ќбмотка возбуждени† 8 подключена к
блоку питани† 9. ¬ыходы датчика тока †кор† 10, датчика угловой скорости 11 и датчика
трансформаторной Ёƒ— 12 соединены с входами микроконтроллера 13. ѕод
микроконтроллером понимаетс† функционально-техническое единство микропроцессора,
устройств пам†ти, управлени†, ввода-вывода и периферийных устройств. ƒатчик
трансформаторной Ёƒ— 12 представл†ет собой измерительный контур, охватывающий
магнитный поток главного полюса. „исло витков этого контура принципиального значени†
не имеет. одному из входов микроконтроллера 13 подключено устройство ввода-вывода
14.
Ѕлоки 4, 5, 7 и 9 построены на основе широтно-импульсной модул†ции, но ощутимого
негативного воздействи† на форму кривой напр†жени† сети не оказывают, так как
используютс† дл† питани† приемников незначительной мощности. –од тока источника
электроэнергии дл† блоков питани† 4, 5, 7 и 9 значени† не имеет.
—игналы с датчиков тока †кор† 10, угловой скорости 11 и трансформаторной Ёƒ— 12,
содержащие необходимую и достаточную информацию о режиме работы однофазного
, углова† скорость ?, трансформаторна† Ёƒ—
),
коллекторного двигател† (ток †кор†
поступают на входы микроконтроллера 13. —пособ передачи этой информации - цифровой
или аналоговый - значени† не имеет. — выходов микроконтроллера сигналы управлени†,
обеспечивающие минимум несбалансированной Ёƒ— в коммутируемых секци†х †корной
обмотки (
) и заданный уровень компенсации ћƒ— †кор† (
), подаютс†
на входы блоков 4, 5 и 7, питающих переменным током обмотки 2, 3 и 6 соответственно.
—игнал задани† дл† блока питани† 9 микроконтроллер 13 формирует на основе
информации, поступающей с датчика тока †кор† 10 и датчика угловой скорости 11, с
учетом нелинейности магнитной цепи двигател†. ¬ид зависимости угловой скорости от
вращающего момента на валу двигател† (механической характеристики) определ†етс†
, заложенных в устройство пам†ти микроконтроллера, в
набором функций
соответствии с которыми формируетс† управл†ющий сигнал
35
40
ажда† из функций
дл† блока питани† 9.
может быть выбрана оператором с помощью устройства
ввода-вывода 14.
—пособ формировани† управл†ющих сигналов дл† блоков питани† 4, 5, 7 и 9 - цифровой
или аналоговый - значени† не имеет.
јлгоритм формировани† управл†ющих сигналов дл† блоков питани† статорных обмоток
основываетс† на обработке информации о режиме работы двигател† с вычислением
амплитуды и фазы тока †кор†
, Ёƒ—
и ћƒ— †кор†
«адача управлени†
коммутирующей системой сводитс† к устранению несбалансированных Ёƒ—,
индуктируемых в коммутируемых секци†х †корной обмотки. —труктурна† схема алгоритма
представлена на фиг.3.
45
50
‘ормула изобретени†
ќднофазный коллекторный двигатель, содержащий главные полюсы с обмоткой
возбуждени† и компенсационной обмоткой, добавочные полюсы с наконечниками,
скошенными относительно геометрической нейтрали таким образом, что осью их
симметрии †вл†етс† ось главных полюсов, обмотки разноименных добавочных полюсов с
раздельным независимым возбуждением, отличающийс† тем, что компенсационна†
обмотка, обмотка возбуждени† и обмотки разноименных добавочных полюсов подключены
к независимым управл†емым блокам питани†, входы сигналов задани† которых соединены
—траница: 6
CL
RU 2 337 459 C1
с выходами микроконтроллера, на входы которого поступает информаци† с датчика тока
†кор†, датчика угловой скорости, датчика трансформаторной Ёƒ— и устройства вводавывода.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
—траница: 7
RU 2 337 459 C1
—траница: 8
DR
RU 2 337 459 C1
—траница: 9
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
202 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа