Вентильный электродвигатель

 

ае (11)

А зри Н 02 К 29 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” 1

ГОСУДА СтвЯННЫй КО ИИтят СССР

re ДКЛАМ ИЭ0И КтЕЕЙ И Î н дотошному свидеПЛъатам

t (21) 3575687/24-07 (22) 07.04.83 (46) 15.05.84. Бюл. В 18 (72) Ю.В. Осидач и В.И. Ткачук (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.313 ° 13.014.2:621.382(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 420057, кл. Н 02 K 29/02, 1972.

2. Авторское .свидетельство СССР по заявке Ф 3560469,кл. Н 02 К 29/02, 1983. (54)(57) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, один конец каждой из секций которой соединен с одним из полюсов цепи питания через силовой транзистор однополупериодного полупроводникового коммутатора, управляющие цепи ключей которого связаны с выходом датчика положения ротора, схему преобразования запасенной в секциях

4 энергии, включающую блок выявления совпадения сигналов смежных каналов датчика, дополнительные диоды, один иэ электродов каждого из которых подключен к общей точке силового транзистора м секции, конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей точкой цепочки из последовательно-согласно соединенных диодов, подключенной встречно-параллельно цепи питания, по крайней мере один отсекающий диод и транзистор, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен схемой ИЛИ, ко второму nomocy цепи питания, через отсекающий диод подключены объединенные вторые зажимы секций, через транзистор — общая точка дополнительных диодов и второй обкладки конденсатора, управляющий вход транзистора связан -через схему ИЛИ с выходом схемы. выявления совпадения сигналов смежных каналов датчика положения.

1 .1092672

ИзЬбретение относится к электро; ц технике, в частности к электроприво- т ду с шаговым двигателем, работанлцнм к в режиме самокоммутации и к вентиль- к ным электродвигателям (ВД). 5 д

Известен ВД, секции якорной об- о

Мотки синхронной машины которого под- э ключены через транзисторный однопо- с лупериодный коммутатор к источнику д питания, а параллельно каждой секции и якорной обмотки и встречно источнику и питания включены динисторы (1 3. т

Недостатком указанного электродвигателя является низкий КПД вследствие .того, что процесс отключения тока в силовых транзисторах коммутатора до момента, включения динисторов происходит при значительном напряжении и приводит к потерям энергии и нагреву транзисторов, а также невысокая надежность иэ-за разброса параметров динисторов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, один конец каждой иэ секций которой соединен с одним из полюсов цепи питания через силовой транзистор однополупериодного полупроводникового коммутатора, управляющие цепи ключей которого связаны с выходом датчика положения ротора, схему преобразования запасенной в секциях энергии, включающую блок выявления совпадения сигналов смежных каналов датчика, дополнительные диоды, один из электродов каждого иэ которых подключен к общей точке силового транзистора и секции, конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей точкой цепочки из последовательно-согласно соединенных диодов, подключенной встречно-параллельно цени питания, по крайней мере один отсекающий диод и транзистор 2 1.

Недостатком такого электродвигателя является низкая надежность, обусловленная сложностью схемы преобразования запасенной в секциях энер» гии.

Цель изобретения — повышение надежности ВД.

Указанная цель достигается тем, что вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, один конец каждой из секций которой соединен с одним иэ полюсов епи питания через силовой транзисор однополупериодного полупроводниового коммутатора, управляющие цепи лючей которого связаны с выходом атчика положения ротора, схему пребразования запасенной в секциях нергии, включающую блок выявления овпадения сигналов смежных каналов атчика, дополнительные диоды, один з электродов каждого из которых одключен к общей точке силового ранзистора и секции, конденсатор, одна обкладка которого соединена с

15 общей точкой цепочки иэ последовательно-согласно соединенньм диодов, подключенной встречно-параллельно цепи питания, по крайней мере один отсекающий диод и транзистор, снабжен схемой ИЛИ, ко второму полюсу цепи

2О питания через отвлекающий диод подключены объединенные вторые зажимы секций, через транзистор общая точка дополнительных диодов и второй

25 обкладки конденсатора, управляющий вход транзистора связан через схему

ИЛИ с выходом схемы выявления совпадения сигналов смежных каналов датчика положения.

ЗО На фиг. 1 приведена схема электродвигателя; на фиг. 2 — диаграмма работы транзисторных ключей(наличие импульса условно обозначает открытое состояние соответствующего ключа).

35 ВД содержит синхронную машину, например, реактивного типа, секции якорной обмотки 1-3 которой соеди- иены в звезду и подключены к одному из выводов для подключения источника

4{) питания через транзисторные ключи 4-б однополупериодного коммутатора, уп равляющие цепи которых подсоединены к датчику положения ротора 7 с углом активной эоны сигнального сектора

45 большим 120 эл. град. Устройство защиты и форсировки состоит из диодов

8-10, транзисторного ключа 11 и конденсатора 12, причем общая точка секций 1-3 обмотки якоря подсоединена к

50 другому выводу для подключения источ-, ника питания через диод 13, а секции t-3 якорной обмотки шунтированы диодами 8-10 и транзисторным ключем

11, база которого подключена к узлу

55 логического попарного совпадения сигналов смежных фаз датчика положения ротора 14. Силовая цепь ключа 11 шунтирована последовательно соединенными конденсатором 12 и диодом 15, 3 10926 общая точка. которых подключена к выводу для подключения источника питания через диод 16.

Узел логического попарного совпадения сигналов смежных фаз датчика положения ротора 14 состоит нз логи" ческих двухвходовых схем совпадения

И 17-19, входы которых подключены к. выходам смежных фаз датчика положения ротора 7, а выходы соединены с fp отдельными входами логической схемы ИЛИ 20, выход которой подключен к управляющей цепи транзисторного ключа 11.

Работа ВД происходит следующим образом.

При запирании, например, транзисторного ключа 4 одновременно запирается ключ 11. Ток секции 1 якорной обмотки под действием ЭДС самоиндук- 2б ции начинает протекать через диод 8, конденсатор 12 и диод 15, заражая при этом конденсатор 12.. Происходит форсированное спадание тока в секции 1. при этом энергия магнитного поля, накопленная в индуктивности секции

1, накапливается в электроститическом поле конденсатора 12, заряжая его . до напряжения большего напряжения . источника питания,. которое при идеальных элементах схемы сохранится до последующего изменения структуры, схемы. Одновременно ограничивается перенапряжение на транзисторных ключах коммутатора. При повороте ротора на определенный угол сигнал датчика положения ротора 7 и сигнал выхода узла логического нопарного совпадения

:сигналов смежных фаэ датчика положе" ния ротора 14..одновременно открывают

40 транзисторный ключ 6 коммутатора и ключ 11.

72 4

Секции 2 и 3 обмотки якоря подключены к напряжению источника питания через диод 13 и транзисторные ключи .5 и 6 соответственно и к напряжению конденсатора 12 через ключ 11, ключи

5 и 6 соответственно и диод 16. Поскольку напряжение конденсатора 12 выше напряжения источника питания, диод 13 заперт и токи в секциях 2 и

3 протекают только за счет энергии,,накопленной в электростатическом поле конденсатора. При этом,конденсатор 12 разряжается и при достижении .напряжения на нем величины напряжения источника питания открывается диод 13 и секции в дальнейшем потребляют энергии от источника питания.

При дальнейшем .повороте ротора запираются транзисторы 5 и 11 и цикл повторяется.

С выходов датчика положения ротора 7 сигналы поступают на входы схем логического совпадения И 17-19 и при совпадении сигналов любых смежных фаз датчика положения на выходе одной из схем 17-19 появляется сигнал, который через схему ИЛИ подается на транзистор 11.

Практически вся энергия магнитйого поля, запасенная в магнитном поле отключаемой секции, при отключении последней запасается в электростатическом поле конденсатора, а при включении последующей секции передается во включенные секции, выполняя таким образом полезную работу с одновременной защитой коммутатора от перенапряжений.

Изобретение целесообразно исполь= зовать в маломощных ВД с реактивным ротором и в относительно мощных ВД с возбуждением от постоянных магнитов.

1092672

Составитель А. Санталов

Техред Л. Мартяшоза

Корректор Ю Макаренко

Редактор И. Товтин

Заказ 3272/41

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретенуй и открытий

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