Однофазный вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к однофазным вентильным двигателям переменного тока с бесконтактным коммутатором и предназначено для работы в схема.х автоматики, телемеханики и устройствах, где требуется нтрокий диапазон регулирования частоты вращения , способность работать во взрывоопасных средах, в вакууме, в устройствах, пе допускающих помех радиоприему. Цель изобретения - повьппение энергетических показателей. Магнитная система возбуждения вращающегося трансформатора выполняется асимметричной, а число пар полюсов возбуждения бесконтактного электродвигателя постояпного тока такое же, как и у вращающегося трансформатора. 3 ил. S (Л со оо со ;о о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1339790

А1 г111 4 Н 02 К 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3939822/24-07 (22) 02.08.85 (46) 23.09.87. Бюл. № 35 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) В. В. Леонов, В. И. Верескун и Л. Я. Шапиро (53) 621.313.13.014.2:621.382(088.8) (56) Патент США № 3439243, кл. 318 — 138, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 368697, кл. Н 02 К 29/00, 1970. (54) ОДНОФАЗНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к однофазным вентильным двигателям переменного тока с бесконтактным коммутатором и предназначено для работы в схемах автоматики. телемеханики и устройствах, где требуется широкий диапазон регулирования частоты вращения, способность работать во взрывоопасных средах, в вак уме, в устройствах. не допускающих помех радпоприему. Цель изобретения — повышение энергетических показателей. Магнитная система возбуждения вращающегося трансформатора выполняется асимметричной, а число пар по1|осов возбуждения бесконтактного электродвигателя постоянного тока такое же. как и у вращающегося трансформатора. 3 ил.

1339790

1

Изобретение относится к однофазным вентильным электродвигателям переменного тока с бесконтактным коммутатором и может найти применение в схемах автоматики, телемеханики, где требуются повышенная надежность, широкий диапазон регулирования частоты вращения, способность работать во взрывоопасных средах, в вакууме, в устройствах, не допускающих помех радиоприему.

Цель изобретения — повышение энергетических показателей электродвигателя.

На фиг. 1 показана конструкция однофазного вентильного электродвигателя; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема электродвигателя, на фиг. 3 — графики напряжений, токов и электромагнитного момента двигателя в функции угла поворота ротора.

Вентильный электродвигатель состоит из вращающегося трансформ атора (ВТ), полупроводникового тиристорного коммутатора и бесконтактного электромеханического преобразователя (ЭМП). Вращающийся трансформ атор (фиг. 1) состоит из статора, ! и ротора 2, выбранных из листов электротехнической стали. На статоре ВТ размещена однофазная обмотка 3, подключенная к однофазной сети переменного тока с напряжением U, частотой 14, создающая одну пару полюсов переменного магнитного поля.

Обмотка 3 может быть выполнена сосредоточенной на явно выраженных магнитных полюсах или распределенной по пазам статора и занимает полезный объем статора в пределах углами 180 .

В пазах ротора размещаются рабочие вторичные обмотки 4 и 5 якоря ВТ и обмот ки 6 и 7 управления тиристорами полупроводникового коммутатора. Шаг обмоток якоря равен или меньше диаметрального по отношению к магнитной системе возбуждения ВТ. B общем случае число обмоток может быть m, вторичные рабочие обмотки

4 и 5 якоря замкнуты на тиристоры, работающие в ключевом режиме (фиг. 2) . Обмотки 6 и 7 управления подключены через диоды к цепям управления тиристорами. Полупроводниковый тиристорный коммутатор, состоящий из тиристоров и диодов, смонтирован на диске 8, закрепленном на валу 9 двигателя.

ЭМП состоит из якоря 1О и двухполюсного статора 11. Пакет якоря ЭМП набран из листов электротехнической стали. Обмотка 12 якоря ЭМП, уложенная в пазах якоря и имеющая диаметральный шаг, подключена к рабочим обмоткам 4 и 5 якоря ВТ.

Число обмоток якоря ЭМП вдвое меньше числа вторичных рабочих обмоток якоря ВТ.

На полюсах статора ЭМП размещены обмотки 13 возбуждения, создающие одну пару полюсов постоянного магнитного поля.

Вал 9 вместе с закрепленными на нем яко25

55 рем ВТ, диском 8 с тиристорным коммутатором, якорем 10 ЭМП установлен в подшипниковых щитах двигателя.

ВТ в двигателе предназначен для бесконтактной передачи электромагнитной энергии в якорь двигателя, согласования напряжения питающей сети U4 с максимально допустимыми напряжениями V <, U, якоря ЭМП, преобразования угла поворота ротора и в напряжение, пропорциональное этому углу.

Огибающая ЭДС Р,4, снимаемая с обмотки 4 якоря ВТ, повторяет форму поля в зазоре и приведена на фиг. 3 (форма ЭДС приведена для случая изменения поля в зазоре по закону. синуса). В промежутке угла 2% АЛ практически равна нулю.

В обмотке 6 управления тиристором 14 полупроводникового коммутатора, расположенной в тех же пазах, что и рабочая обмотка 4 якоря ВТ, наводится ЭДС управления „, повторяющая форму ЭДС а4 (фиг. 3), которая через диод 15 прикладывается к управляющему переходу тиристора 14.

При достижении величин ЭДС $24 и p>I;„роледний открывается и пропускает полуволстаточных для открытия тиристора 14, посну выпрямленного напряжения U«. Тиристор 14 закрывается при прохождении ЭДС

1 через нуль. Открытие тиристора 14 осуществляется при величинах ЭДС E

Тиристор 14 пропускает определенное числО Однополярных им пульсов постоянного тока, которое зависит от скорости вращения ротора вентильного двигателя и частоты f4, питающей сети.

При этом по обмотке якоря ЭМП протекает однополупериодный выпрямленный ток I,, повторяющий в первом приближении форму кривой напряжения

При взаимодействии тока 1„с постоянным магнитным потоком ф (фиг. 3) возбуждения бесконтактного электродвигателя постоянного тока возникает электромагнитный момент вентильного двигателя который действует в пределах угла поворота ротора

0 — 180 .

В пределах угла поворота ротора 180—

360 по обмотке 12 якоря ЭМП протекает однополупериодный выпрямленный ток в обратном направлении. Ток 1, обусловлен действием ЭДС, снимаемой с вторичной обмотки 5 якоря ВТ при открытом тиристоре

16 полупроводникового коммутатора, за счет напряжения на управляемой обмотке

7 вентильного двигателя, которое через диод 17 прикладывается к управляющему переходу тиристора 16.

На ротор вентильного двигателя, таким образом, действует однонаправленный электромагнитный момент B пределах полного оборота.

1339790

Формула изобретения

Если электромагнитный момент М (фиг. 3) больше момента сопротивления на валу, ротор вентильного двигателя приходит во вращение.

Конструкция вентильного электродвигателя позволяет повысить энергетические показатели и расширить диапазон регулирования частоты вращения за счет того, что в открытие тиристоров 14 и 16 полупроводникового коммутатора производятся в широком диапазоне изменения напряжений U и U, è соответственно U при сохранении неизменной длительности пачек импульсов постоянного тока в обмотках якоря ЭМП, а также упростить конструкцию ВТ за счет уменьшения числа его полюсов возбуждени я.

Однофазный вентильный электродвигатель, содержащий электромеханический 2уполюсный преобразователь, включающий в себя статор, на котором размещен источник однонаправленной нам агничивающей силы, и ротор, на котором расположена обмотка якоря, силовой датчик-трансформатор, служащий для подвода электрической энергии к обмотке якоря и расположенный с аксиальным смещением относительно электромеханического преобразователя, включающий в себя статор, на котором расположена однофазная первичная обмотка, и ротор, который механически соеди нен с ротором электромеханического преобразователя, на роторе трансформатора расположены 2р катушек силовой вторичной обмотки, подключенных каждая через управляемые вентили к якорной обмотке электромеханического преобразователя, и вторичные управляющие обмотки, уложенные в те же пазы, что и силовые обмотки, и подключенные к управляюшим цепям вентилей, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, вращающийся трансформатор выполнен с р парами полюсов, полюса, на которых расположена первичная обмотка, смещены в каждой паре на угол, меньший 360/2р эл. град, катушки вторичных обмоток выполнены с шагом, меньшим 180 эл. град., а магнитные оси катушек смещены на угол

180 эл. град.

Тг

О

Ъ О

ЧЬг 5

Составитель А. Санталов

Редактор И. Горная Техред И. Берес Корректор А. Зимокосов

Заказ 4239I50 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР Ilo делам изобретений и открытий

П3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4