Вентильный электродвигатель

 

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ по авт. св. № 550734, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и повышения надежности , он снабжен диодами и транзисторным ключом, концы и общая точка обмотки дросселя соединены между собой через диоды и транзисторный ключ, управляющий вход которого подсоединен к измерителю ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки. 2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что измеритель ЭДС самоиндукции выполнен в виде токового трансформатора , первичная обмОтка которого включена в цепь между одним из зажимов источника питания и общей точкой секций обмотки дросселя, а его вторичная обмотка подсоединена к входу транзисторного ключа. ® (Л to со со 4

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН з(д) Н 02 К 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 550734(21) 3318852/24-07 (22) 08.06.81 (46) 15.07.83. Бюл. № 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) В. В. Омельченко, В. М. Пожидаев, P. Н. Ковалев, В. А. Прозоров, В. В. Путников, Е. А. Петров, В. Б. Уваров и А. Н.,Лебедев (53) 621.313.13.014.2:621.382 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 550734, кл. Н 02 К 29/02, 1975. (54) (57) 1. ВЕНТИ,ЛЬНЫЙ Э,ЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ по авт. св. № 550734, отличаюи1ийся тем, что, с целью улучшения энер„„SU„„1029347 А гетических показателей и повышения надежности, он снабжен диодами и транзисторным ключом, концы и общая точка обмотки дросселя соединены между собой через диоды и транзисторный ключ, управляющий вход которого подсоединен к измерителю ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки. 2. Электродвигатель по п. 1, отличаюи1ийся тем, что измеритель ЭДС самоиндукции выполнен в виде токового трансформатора, первичная обмотка которого включена в цепь между одним из зажимов источника питания и общей точкой секций обмотки дросселя, а его вторичная обмотка подсоединена к входу транзисторного ключа.

1029347

Изобретение относится к электротехнике.

По основному авт. св. № 550734 известен вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секции обмотки якоря которой, сдвинутые между собой на 90эл. градусов, соединены параллельно и подключены к цепи питания через ключи коммутатора, управляющие цепи которых соединены с выходными зажимами датчика положения ротора и вольтодобавочный дроссель с секционированной обмоткой, соединенной своими концами с общими точками сдвинутых на 180 эл. градусов секций, а общей точкой последовательно соединенных секций дросселя — с цепью питания (1).

Недостатками этого вентильного электродвигателя являются повышенные потери энергии и пониженная надежность при использовании устройств защиты транзисторов коммутатора от коммутационных перенапряжений. Объясняется это тем, что энергия, накопленная в индуктивности работающих секций, при их отключении практичеки полностью рассеивается на активном сопротивлении секции и в элементах защиты, а напряжение на запираемых транзисторах превышает сумму напряжения источника питания и амплитудного значения ЭДС в секции при максимальной скорости вращения двигателя.

Цель изобретения — улучшение энергетических гоказателей и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что вентильный электродвигатель снабжен диодами и транзисторным ключом, концы и общая точка обмотки дросселя соединены между собой через диоды и транзисторный ключ, управляющий вход которого подсоединен к измерителю ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки двигателя.

Измеритсль ЭДС самоиндукции выполнен в виде токового трансформатора, первичная обмотка которого включена в цепь между одним из зажимов источника питания и общей точкой секций обмотки дросселя, а его вторичная обмотка подсоединена к входу транзисторного ключа.

На фиг. 1 изображена электрическая схема электродвигателя; на фиг. 2 — электрическая схема электродвигателя с измерителем ЭДС самоиндукции.

Электродвигатель содержит секции 1 — 4 якорной обмотки, транзисторы 5 — 8 полупроводникового коммутатора, секции 9 и 10 вольтодобавочного дросселя Il, датчик 12 положения ротора, диоды 13 и 14 и транзисторный ключ 15 устройства защиты, измеритель 16 ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки вентильного г электродвигателя. Питание его осуществляется от источника 17 постоянного напряжения.

Пары секций 1 и 2, 3 и 4, сдвинутые между собой в расточке статора на 90 эл. градусов, через транзисторы 5 и 6, 7 и 8 и секции 9 и 10 вольтодобавочного дросселя 11 подключены к зажимам источника 17 питания.

Секции 1 и 2 уложены в одних и тех же пазах якоря вентильного электродвигателя, чем обеспечивается максимальная величина коэффициента взаимоиндукции между ними.

К транзисторам 5 и 6 секции 1 и 2 подключены противоположными выводными концами, поэтому ЭДС в них при работе двигателя сдвинуты между собой на 180 эл. градусов.

Аналогично выполнены и секции 3 и 4.

Управление транзисторами 5 — 8 осуществляется по сигналам датчика положения ротора. Диоды 13 и 14 совместно с транзистором 15 и измерителем 16 ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки ВД образуют устройство защиты д транзисторов полупроводникового коммутатора от коммутационных перенапряжений.

На фиг. 2 измеритель 16 ЭДС самоиндукции выполнен в виде токового трансформатора, первичная обмотка 18 которого включена между общей точкой секций воль тодобавочного дросселя 11 и зажимом источника 17 питания, а вторичная обмотка 19 подключена к входу транзистора 15.

При подключении вентильного электродвигателя к источнику 17 питания транзис30 торы 5 — 8 по сигналам датчика 12 положения ротора начинают коммутировать токи в секциях 1 — 4 якорной обмотки двигателя.

При этом транзисторы 5 и 6, 7 и 8 переключаются в противофазе, находясь каждый во включенном состоянии на протяжении полупериода выходного сигнала датчика положения ротора.

Таким образом в каждый момент времени ток протекает по двум секциям, одна из которых находится в одной, а другая в другой паре секций, сдвинутых между

4О собой на 90 эл. градусов.

В результате взаимодействия тока секций с полем индуктора ротор двигателя начинает вращаться. В момент переключения транзисторов одной из пар секций, например

4 транзистор 5 закрывается, а транзистор 6 открывается, в секции 1 якорной обмотки возникает ЭДС самоиндукции с полярностью, показанной на фиг. 1 и 2. Так как секция 2 уложена в тех же пазах, что и секция 1, то в ней будет индуктироваться

go ЭДС взаимоиндукции практически такой же величины, как и в секции 1, но с обратной полярностью (см. фиг. I, 2) .

Измеритель ЭДС самоиндукции 16 обеспечивает отпирание в этот момент транзистора 15 устройства защиты и шунтирование

55 обмотки дросселя 11. Поэтому под действием

ЭДС взаимоиндукции секции 2 ток течет по цепи: транзистор 6, работающий в инверсном режиме (при необходимости можно

1029347

ФР2. 2

Составитель А. Санталов

Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан

Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Касарда

Заказ 4997/55 подключить параллельно переходу транзисторов 5 вЂ,8 диоды рекуперации), открытый транзистор 7 (8), секция 3 (4) двигателя, обмотка 10 дросселя 11, транзистор 15 и диод 13 устройства защиты и отрицательный зажим секции 2. Энергия, запасенная в кндуктивности секции 1 при протекании по ней рабочего тока вентильного электродвигателя полезно используется для создания электромагнитного момента двигателя, а напряжение на коллектор-эмиттерном пере- 10 ходе запираемого транзистора 5 не превышает значения

1- кз4к2 -1 + 1 -1 где U — напряжение источника питания;

i„— ток, вызванный ЭДС самоиндукции; 15

R — активное сопротивление контура, по которому протекает ток i .

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

Если транзистор 5 открыт, то по обмотке

18 токового трансформатора 16 протекает рабочий ток двигателя. При запирании транзистора 5 по сигналу датчика положения ротора ток, протекающий в обмотке 18 скачком, уменьшается. В обмотках 18 и 19 возникает ЭДС самоиндукции с полярностью, показанной на фиг. 2. Транзистор. 15 открывается и пропускает через себя ток Ig, вызванный ЭДС самоиндукции секции I.

При каждом следующем переключении очередного транзистора коммутатора процессы в схеме повторяются аналогично.

По сравнению с известными вентильными электродвигателями, в которых использована защита транзисторов коммутатора на основе стабилитронов или RC-цепочек, в предлагаемом двигателе существенно уменьшается доля энергии, рассеиваемой в его элементах.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает полезное использование энергии, накопленной в индуктивности секций якорной обмотки вентильного электродвигателя для создания электромагнитного момента двигателя и повышает его надежность за счет уменьшения напряжения на коллектор-эмиттерных переходах выключаемых транзисторов.