[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

SU1561161A1 - Dc torque motor - Google Patents

Dc torque motor Download PDF

Info

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
Application number
SU884392232A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Юрьевич Афанасьев
Вадим Терентьевич Герасименко
Original Assignee
Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева filed Critical Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева
Priority to SU884392232A priority Critical patent/SU1561161A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1561161A1 publication Critical patent/SU1561161A1/en

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

равенствам: equalities: ~ 4 2 ’ • о _ С (М CjFx t 2 _4_ ~2 ’~ 4 2 '• о _ С ( М CjFx t 2 _ 4 _ ~ 2' (1) (1)

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)

Фор му ла изобретенияClaim Моментный.электродвигатель постоянного тока, содержащий электромеха нический преобразователь, обмотки которого расположены.в четырех секторах статора, оси соседних секторов взаимно перпендикулярны и проходят через середины фазных зон обмоток, подключенных к соответствующим каналам формирования якорных токов, каждый из которых содержит сумматор, выход которого подключен к неинвертирующему входу усилителя мощности, а к его инвертирующему входу подключен выход датчика тока, через вход которого к выходу усилителя мощности подключена^ обмотка соответствующего сектора, задатчик момента, выход которого подключен к первым входам всех каналов формирования якорных токов, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности и плавности хода при работе на подвижном основании путем электромагнитной компенсации радиальных сил инерции и тяготения, действующих на ротор, введены два датчика линейных ускорений, ось измерения первого· датчика параллельна осям второго и четвертого секторов, а ось измерения второго датчика - осям первого и третьего секторов, выход первого датчика подключен к неинзертирующему второму входу сумматора третьего канала, а выход втоторого датчика подключен к инвертирующему второму входу сумматора второго канала и к неинвертирующему второму входу сумматора четвертого канала формирования якорных токов.A momentary DC motor containing an electro-mechanical converter, the windings of which are located in four sectors of the stator, the axes of neighboring sectors are mutually perpendicular and pass through the middle of the phase zones of the windings connected to the corresponding channels for the formation of anchor currents, each of which contains an adder, the output of which is connected to the non-inverting input of the power amplifier, and to its inverting input the output of the current sensor is connected, through the input of which the output of the power amplifier is connected ^ winding of the corresponding sector, torque adjuster, the output of which is connected to the first inputs of all channels of the formation of anchor currents, characterized in that, in order to simplify and improve reliability and smoothness of operation when working on a moving base by electromagnetic compensation of the radial inertia and gravity forces acting on the rotor , two linear acceleration sensors are introduced, the measurement axis of the first sensor is parallel to the axes of the second and fourth sectors, and the measurement axis of the second sensor is parallel to the axes of the first and third sectors, the output is neinzertiruyuschemu sensor is connected to the second input of the adder of the third channel, and the output vtotorogo sensor connected to the inverting input of the second adder and the second channel to the noninverting second input of the adder of the fourth channel forming the armature currents. 1561161.1561161.
SU884392232A 1988-03-15 1988-03-15 Dc torque motor SU1561161A1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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