Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электродвигателям с вентильной коммутацией. Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Вентильный двигатель (Д) содержит транзисторные ключи, основные секции обмотки статора, сдвинутые относительно дру1 друга на 180 эл. град, дроссель с обмотками . В Д на статоре укладывают дополнительные секции якорной обмотки, соединенные с основными секциями одноименными выводами, которые подключены к секциям обмотки дросселя. Вторые выводы дополнительных секций через ключи и предохранители соединены с источником питания, а управляющий вход каждого дополнительного ключа связан через резистор с точкой соединения ключа и дополнительной секции, смещенной относительно секции, связанной с данным ключом, на 180 эл.град. Такое выполнение Д позволяет исключить потерю работоспособности в случае обрыва в режиме вращения цепи, соединяющей секцию с источником . Кроме того, в случае выхода из строя одного из транзисторов происходит срабатывание предохранителя, который отключает одну из секций обмотки, что не приводит к потере работоспособности Д. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л ю го 00 ю N

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А2 (51) 4 H 02 К 29 06 (61) 550734 (21) 3758831/24-07 (22) 26.06.84 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (72) Г. Б. Михайлов, В. В. Омельченко, В. В. Путников, Е. А. Петров, Е. Н. Головенкин и К. Г. Смирнов-Васильев (53) 621.313.13.014.2:621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 550734, кл. Н 02 К 29 — 03, 1975. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электродвигателям с вентильной коммутацией. Цель изобретения — повышение надежности и

КПД. Вентильный двигатель (Д) содержит транзисторные ключи, основные секции об. мотки статора, сдвинутые относительно дру друга на 180 эл. град, дроссель с обмотками. В Д на статоре укладывают дополниÄÄSUÄÄ1228192 тельные секции якорной обмотки, соединенные с основными секциями одноименными выводами, которые подключены к секциям обмотки дросселя. Вторые выводы дополнительных секций через ключи и предохранители соединены с источником питания, а управляющий вход каждого дополнительного ключа связан через резистор с точкой соединения ключа и дополнительной секции, смещенной относительно секции, связанной с данным ключом, на 180 эл.град. Такое выполнение Д позволяет исключить потерю работоспособности в случае обрыва в режиме вращения цепи, соединяющей секцию с источником. Кроме того, в случае выхода из строя одного из транзисторов происходит срабатывание предохранителя, который отключает одну из секций обмотки, что не приводит Я к потере работоспособности Д. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1228192

Формула изобретения

Изобретение относится к электротехнике.

Цель изобретения — повышение надежности и КПД электродвигателя.

На чертеже изображена электрическая схема вентильного электродвигателя.

Вентильный электродвигатель содержит транзисторные ключи 1 — 4, основные секции 5 и 6 одной фазы и 7 и 8 другой фазы, расположенные на статоре электродвигателя и имеющие сдвиг относительно друг друга на

180 эл.град., дроссель 9 с секциями 10 и

11 обмотки.

На статоре двигателя уложены дополни-. тельные секции 12 — 15 якорной обмотки.

Начало и конец секций 12 и 13 подключены к началу секции 10 дросселя 9, а начало и конец секций 14 и 15 — к конце секции 11.

Базы транзисторных ключей 16 — 19 через резисторы 20 — 23 соответственно подключены к началу и концу сдвинутых на 180 эл.град дополнительных секций 12 — 15, а к минусу источника — через резисторы 24 — 27, которые обеспечивают рассасывание базовых носителей в транзисторных ключах 16 — 19.

Основные секции 5 и 6, 7 и 8, фазы которых между собой сдвинуты на 90 эл. град., подключены к минусу источника через последовательно включенные транзисторные ключи 1 — 4 и предохранители 28 — 31. Дополнительные секции 12 — 15 подключены к минусу источника через последовательно соединенные транзисторные ключи 16 — 19 и предохранители 32 — 35.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника питания на коммутатор вентильного двигателя в соответствии с сигналами датчика положения ротора (ДПР) транзисторные ключи 1 — 4 начинают коммутировать токи в секциях 5 — 8 якорной обмотки, что создает электромагнитный момент, приводящий ротор двигателя во вращение. В дополнительных секциях 12 — 15 якорной обмотки наводится ЭДС вращения, и транзисторные ключи 16 — 19 начинают коммутировать ток в секциях 12 — 15, параллельных основным секциям.

В случае обрыва в режиме вращения в цепи, соединяющей какую-либо секцию электродвигателя с источником питания, двигатель не теряет работоспособности и практически не изменяет своих рабочих характеристик. В случае деградации одного из транзисторных ключей, приводящей, например, к потере переключающих способностей, предохранитель в эмиттерной цепи срабатывает и отключает одну из секций электродвигателя, т. е. выход из строя любого из полупроводниковых элементов или обрыв цепи подключения секции к источнику питания не приводит к потере работоспособности электродвигателя.

1О

Для электродвигателя с дросселем в цепи питания необходимо, чтобы зона коммутации составляла не менее 180 эл.град. В этом случае дроссель 9 осуществляет перевод энергии коммутируемой секции в секцию другой фазы, сдвинутой на 90 эл. град, в тот момент, когда противо-ЭДС в этой секции максимальна. Это позволяет получить ток в секциях двигателя, близкий к прямоугольной форме.

Если зона коммутации меньше 180 эл. град., то в токе секции посередине интервала коммутации возникает провал и, следовательно, уменьшение КПД. Кроме того, уменьшение зоны коммутации меньше 180 эл.град. приводит к возникновению перенапряжений на транзисторных ключах из-за индуктивности секций дросселя и как следствие — к снижению надежности. Для электродвигателя с дросселем в силовой цепи зона коммутации лежит в диапазоне 180 †2 эл.град. и определяется параметрами обмоток двигателя и частотой вращения его вала.

Расширение зоны коммутации осуществляется путем углового сдвига статора ДПР относительно статора двигателя против напряжения вращения ротора. В этом случае включение основных секций якорной обмотки осуществляется командами с ДПР, причем требования к стабильности ширины коммутационной зоны, определяемой ДПР, снижаются (угол может быть меньше 180 эл.град.) ..

Дополнительные секции, коммутируемые от противо-ЭДС могут переключаться лишь синхронно с ней и время открытого состояния составляет около 180 эл.град. (170 †1 эл. град.) .

Поскольку основные и дополнительные секции якорных обмоток работают одновременно, суммарная зона коммутации устанавливается разворотом статора ДПР в диапазо н е 200 — 220 эл. гр ад., что дости га ется с мещением статора ДПР относительно положения нейтральной коммутации против направления вращения на угол 5 — 40 эл. град. В случае выхода из строя одного из полупроводниковых элементов одна из секций электродвигателя отключается, но вследствие расширенной зоны коммутации оставшихся в этой фазе секций осуществляется безразрывная коммутация в дросселе 9, отсутствуют перенапряжения на ключевых элементах и сохраняется прямоугольная форма тока в секциях электродвигателя.

Вентильный электродвигатель предназначен для использования в вентиляторах, гидронасосах и устройствах с повышенной наработкой, работающих в режиме непрерывного вращения.

1. Вентильный электродвигатель по авт. св. № 550734, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен резисторами, дополнительными транзистор1228192

Составитель А. Санталов

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Редактор И. Касарда

Заказ 2008/54 ными ключами и дополнительными секциями якорной обмотки в количестве, равном числу основных секций, и предохранителями в количестве, равном общему числу основных и дополнительных секций, основные и дополнительные секции выполнены с равным числом витком, дополнительные секции расположены с возможностью создания намагничивающей силы одинакового направления с основными секциями и соединены.с ними одноименными выводами связанными с секциями дросселя, вторые выводы каждой из дополнительных секций через ключи и предохранители соединены с источником питания, управляющий вход каждого из дополнительных ключей связан через резистор с точкой соединения ключа и дополнительной секции, смещенной относительно секции, связанной с данным ключом на 180 эл.град.

2. Электродвигатель по п. 1, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения КПД, статор датчика положения ротора смещен относительно положения нейтральной коммутации против направления вращения на угол

5 — 40 эл. град.