SU1561161A1 - Dc torque motor - Google Patents
Dc torque motor Download PDFInfo
- Publication number
- SU1561161A1 SU1561161A1 SU884392232A SU4392232A SU1561161A1 SU 1561161 A1 SU1561161 A1 SU 1561161A1 SU 884392232 A SU884392232 A SU 884392232A SU 4392232 A SU4392232 A SU 4392232A SU 1561161 A1 SU1561161 A1 SU 1561161A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- sensor
- input
- adder
- sectors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к бесконтактным моментным электродвигател м с ограниченным углом поворота ротора. Цель изобретени - упрощение и повышение надежности и плавности хода электродвигател путем компенсации с помощью электромагнитных сил усилий, действующих на подшипники от сил инерции, в том числе и от силы т жести. Электродвигатель содержит электромеханический преобразователь 1 с возбуждением от посто нных магнитов, секции 2-5 обмотки кор которого питаютс от соответствующих источников тока, управл ющие входы которых соединены с входом сумматоров 15-18, входы которых св заны с выходами задатчика 19 вращающего момента и датчиков 20, 21 ускорений по двум перпендикул рным ос м. За счет этого токи в секци х обмотки кор распредел ютс так, что создают заданный вращающий момент и компенсируют внешние силы, действующие на ротор. Изобретение предназначено дл использовани в устройствах, требующих минимального износа подвижных частей. 3 ил.This invention relates to contactless torque motors with a limited rotor angle. The purpose of the invention is to simplify and improve the reliability and smoothness of an electric motor by compensating by means of electromagnetic forces of forces acting on bearings from inertia forces, including from gravity. The electric motor contains an electromechanical converter 1 with excitation from permanent magnets, sections 2-5 of the windings of the core of which are powered from corresponding current sources, the control inputs of which are connected to the input of adders 15-18, the inputs of which are connected to the outputs of torque setting sensor 19 and sensors 20 , 21 accelerations along two perpendicular axes. Due to this, the currents in the winding sections of the core are distributed in such a way that they create a given torque and compensate external forces acting on the rotor. The invention is intended for use in devices requiring minimal wear of moving parts. 3 il.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к моментным электродвигателям постоянного тока с ограниченным углом поворота ротора, и мо— жет быть использовано в прецизионных электроприводах, от которых требуется повышенный ресурс при работе на подвижном основании.The invention relates to electrical engineering, in particular to direct current torque electric motors with a limited angle of rotation of the rotor, and can be used in precision electric drives, which require an increased resource when working on a moving base.
Цель изобретения - повышение на- ;q дежности, упрощение электродвигателя и повышение плавности хода.The purpose of the invention is to increase reliability; q reliability, simplification of the electric motor and increase smoothness.
На фиг.1 представлена функциональная схема моментного электродвигателя постоянного тока; на фиг,2 - четырех— эд полюсный электромеханический преобразователь (ЗИП), поперечное сечение; на фиг.З - шестиполюсный электродвигатель, поперечное сечение.Figure 1 presents a functional diagram of a torque DC motor; on fig, 2 - four-ed pole electromechanical transducer (spare parts), cross section; in Fig.Z - six-pole electric motor, cross section.
Электродвигатель моментный посто- 20 янного тока содержит ЭМП 1, состоящий из статора с четырьмя якорным обмотками 2-5 и ротора-индуктора 6, четыре канала формирования якорных токов, , состоящие из усилителей 7-10 мощности^25 датчиков 11-14 тока и сумматоров 1518, задатчик 19 момента и два датчика 20 и 21 линейных ускорений. Масштабные блоки сумматоров 15-18 не показаны. 3QThe direct current electric motor 20 contains EMF 1, consisting of a stator with four armature windings 2-5 and a rotor-inductor 6, four channels for forming armature currents, consisting of power amplifiers 7-10 ^ 25 current sensors 11-14 and adders 1518, a torque adjuster 19 and two linear acceleration sensors 20 and 21. The scale blocks of the adders 15-18 are not shown. 3Q
Выход задатчика 19 момента подключен к первым входам сумматоров 15-18 всех четырех каналов. К выходу первого датчика 20 линейных ускорений подключены второй вход сумматора 15 первого канала и второй инвертирующий вход сумматора 17 третьего канала, К выходу второго датчика 21 линейных ускорений подключены второй инвертирующий вход сумматора 16 второго ка- дд нала и второй вход сумматора 18 четвертого канала. Выходы сумматоров 1518 четырех каналов подключены к неинвертирующим входам усилителей 7-10 мощности соответственно. К выходам д^ этих усилителей подключены якорные обмотки 2-5 через входы датчиков 1114 тока соответственно, выходы которых подключены к инвертирующим входам усилителей 7-10 мощности. __ . 5UThe output of the moment master 19 is connected to the first inputs of the adders 15-18 of all four channels. The second input of the adder 15 of the first channel and the second inverting input of the adder 17 of the third channel are connected to the output of the first linear acceleration sensor 20. The second inverting input of the adder 16 of the second caddal and the second input of the adder 18 of the fourth channel are connected to the output of the second linear acceleration sensor 21. The outputs of the adders 1518 four channels are connected to the non-inverting inputs of the amplifiers 7-10 power, respectively. Anchor windings 2-5 are connected to the outputs d ^ of these amplifiers through the inputs of the current sensors 1114, respectively, the outputs of which are connected to the inverting inputs of the power amplifiers 7-10. __. 5U
ЭМП моментного электродвигателя постоянного тока (фиг.2) состоит из кольцевого магнитопровода 22 статора с якорными обмотками 2-5 и ротораиндуктора 6, включающего в себя пос- $$ тоянные магниты 23 с полюсными наконечниками 24, закрепленные на ярме ротора 25, насаженного на вал 26; ЭМП _ разделен на четыре сектора 27-30 та— ким образом, что в каждый сектор входит одна якорная обмотка, при этом оси двух соседних секторов перпендикулярны друг другу и проходят через середины своих обмоток. Датчики 20 и 21 линейных ускорений закреплены неподвижно относительно статора и замеряют ускорения а^ и а/ по осям ОУ и 0Х соответственно, Ось 0Х параллельна оси секторов 27 и 29, а ось ОУ 28 и 30, Крестиками и точками показаны положительные направления токов якорных обмоток. Силы, действующие на ротор в результате взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов и якорных обмоток в каждом секторе, обозначены F<-F4 соответственно.The EMF of a direct current DC motor (Fig. 2) consists of an annular magnetic circuit 22 of the stator with anchor windings 2-5 and a rotor inductor 6, which includes permanent magnet 23 with pole tips 24, mounted on the yoke of the rotor 25 mounted on a shaft 26; EMF _ is divided into four sectors 27-30 in such a way that each sector includes one anchor winding, while the axes of two neighboring sectors are perpendicular to each other and pass through the middle of their windings. The linear acceleration sensors 20 and 21 are fixed motionless relative to the stator and measure the accelerations a ^ and a / along the axes ОУ and 0Х, respectively, the axis 0Х is parallel to the axis of sectors 27 and 29, and the axis ОУ 28 and 30, Crosses and dots indicate the positive directions of the currents of the armature windings . The forces acting on the rotor as a result of the interaction of the magnetic fields of the permanent magnets and the armature windings in each sector are designated F <-F 4, respectively.
На фиг.З приведен пример шестиполюсной электрической машины. Электрическая машина разделена на 4 сектора таким образом, что в секторах 27 и 29 каждая из обмоток 2 и 4 состоит из двух катушек, соединенных последовательно.Fig. 3 shows an example of a six-pole electric machine. The electric machine is divided into 4 sectors so that in sectors 27 and 29, each of the windings 2 and 4 consists of two coils connected in series.
Силы, действующие на полюсы ротора в пределах сектора 27, обозначены через F( , Fz , а в пределах сектора 29 - F' F r j» г 3 ·The forces acting on the rotor poles within the sector 27 are denoted by F ( , F z , and within the sector 29 - F 'F r j »g 3 ·
Электродвигатель с ЭМП по фиг.2 работает следующим образом.The electric motor with EMF in figure 2 works as follows.
Задатчик -19 момента вырабатывает сигнал, пропорциональный требуемому моменту М, который поступает на первые входы сумматоров 15-18 всех четырех каналов. Датчики 20 и 21 линейных ускорений вырабатывают сигналы а^, ах, пропорциональные F^ и Fx соответственно ; 4 F4 = гаъ; The master -19 moment generates a signal proportional to the required moment M, which is supplied to the first inputs of the adders 15-18 of all four channels. The linear acceleration sensors 20 and 21 generate signals a ^, and x , proportional to F ^ and F x, respectively; 4 F 4 = ha b ;
F х = та*, где т - масра ротора,F x = ta *, where t is the rotor oil,
ах~ ускорения статора по осям и ОХ соответственно.and x is the stator acceleration along the axes and OX, respectively.
ОУOU
С выхода датчика 20 сигнал, пропорциональный F||, поступает на вторые входы сумматоров 15 и 17. С выхода датчика 21 сигнал, пропорциональный Fx, поступает на вторые входы сумматоров 16 и 18, На выходах сумматоров 15-18 формируются оптимальные значения токов якорных обмоток согласноFrom the output of the sensor 20, a signal proportional to F || is supplied to the second inputs of the adders 15 and 17. From the output of the sensor 21, a signal proportional to F x is supplied to the second inputs of the adders 16 and 18. The optimal values of the armature currents are formed at the outputs of the adders 15-18 windings according
С2 - постоянные коэффициенты;C 2 - constant coefficients;
М - сигнал, вырабатываемый задатчиком момента 19,M is the signal generated by the master of the moment 19,
Fx - сигналы, вырабатываемые датчиками 20 и 21 линей.0 = с,Μ _ CiFt ’ ~4 ~2~ ! .о _ С<М χ CiFx Ч - + ~2~~’ где С,,F x - signals generated by sensors 20 and 21 of the line . 0 = s, Μ _ CiF t '~ 4 ~ 2 ~ ! .o _ C <M χ CiFx H - + ~ 2 ~~ 'where C ,,
10.10.
ных ускорений.accelerations.
Усилители 7-10 мощности, охваченные глубокой отрицательной обратной связью с помощью датчиков тока 11-14, обеспечивают протекание по обмоткам якоря токов io iif i3, Ц, близких к оптимальным.Amplifiers 7-10 power, covered by deep negative feedback using current sensors 11-14, ensure that currents i0 i if i 3 , C, flow close to the optimal ones along the armature windings.
Токи (1) обеспечивают создание сил, действующих на ротор, сумма моментов которых относительно оси вращения ротора равна требуемому моменту М при ' минимальных потерях в обмотке якоря. Суммы проекций электромагнитных сил и сил, создаваемых ускорениями а,, а^, в том числе силой тяжести ротора, на оси ОХ и ОУ близки к нулю, благодаря чему подшипники разгружаются от радиальных сил, повышается надежность электродвигателя и плавность хода за счет снижения момента трения в под- 30 шипниках.The currents (1) provide the creation of forces acting on the rotor, the sum of the moments of which relative to the axis of rotation of the rotor is equal to the required moment M with minimal losses in the armature winding. The sums of the projections of the electromagnetic forces and the forces created by the accelerations a ,, a ^, including the rotor gravity, on the axis ОХ and ОУ are close to zero, due to which the bearings are unloaded from radial forces, the reliability of the electric motor and smoothness of movement are improved due to the reduction of the friction moment in 30 bearings.
Равенства (1) получаются в результате решения задачи на условный экстремум с тремя ограничениями типа равенства методом множителей Лагранжа. 35Equalities (1) are obtained by solving the conditional extremum problem with three constraints of the equality type by the Lagrange multiplier method. 35
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884392232A SU1561161A1 (en) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Dc torque motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884392232A SU1561161A1 (en) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Dc torque motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1561161A1 true SU1561161A1 (en) | 1990-04-30 |
Family
ID=21361195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884392232A SU1561161A1 (en) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Dc torque motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1561161A1 (en) |
-
1988
- 1988-03-15 SU SU884392232A patent/SU1561161A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 748702, кл. Н 02 К 29/06, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1448373, кл. Н 02 К 29/06, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4882511A (en) | Brushless three-phase D.C. motor | |
US4763050A (en) | Driving and positioning system | |
US10833570B2 (en) | Homopolar bearingless slice motors | |
US11289970B2 (en) | Control device and a method for controlling an electric drive | |
Gruber et al. | Bearingless slice motor concepts without permanent magnets in the rotor | |
JP3981901B2 (en) | Rotating synchronous machine with thrust control | |
Shen et al. | A novel compact PMSM with magnetic bearing for artificial heart application | |
JPH09275694A (en) | Energizing circuit for armature coil of linear motor | |
EP0349546B1 (en) | Electric motor | |
SU1561161A1 (en) | Dc torque motor | |
Han et al. | Design and control of a disk-type integrated motor-bearing system | |
Hameyer et al. | Electromagnetic actuators-current developments and examples | |
JP2000139069A (en) | Linear motor drive | |
Kwon et al. | Simultaneous reduction of normal-and tangential-direction force ripples in permanent-magnet linear synchronous motors | |
Hofer et al. | Analysis of a Current Biased Eight-Pole Radial Active Magnetic Bearing Regarding Self-Sensing | |
Takanami et al. | Design for improvement of torque-thrust characteristic in simultaneous drive in two-degree-of-freedom electromagnetic actuator | |
JP2782847B2 (en) | Pulse motor | |
JP2782846B2 (en) | Pulse motor | |
Tang et al. | Levitation control of novel bearingless switched reluctance motor with biased permanent magnet | |
JP2531408B2 (en) | Stepping motor | |
SU583452A1 (en) | Electromechanical dc integrator | |
KR940010813B1 (en) | Driving circuit of dc motor with plastic magnet | |
JPS608461B2 (en) | DC generator type non-contact speed detection device | |
Lord et al. | Alternatives to analog DC tachogenerators | |
SU748702A1 (en) | Electric motor |