Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электроте.чнике. Целью изобретения является повышение надежности. Указанная цель достигается те.1, что в вентильный электродвигатель введены резисторы 12-15, переключатели 16-19, распределитель 20 импульсов, преобразователи 21 и 24 напряжение-частота, генератор 22 пилообразны.х и.мпульсов и пороговый блок 25, а дроссель 9 снабжен дополнительной обмоткой 23. В результате в устройстве обеспечиваются частотный разтон до требуемой частоты вращения и пере.ход электрической машины на ком.мутацию секций 1-4, ее обмотки якоря по сигналам ЭДС вращения без датчика положения ротора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСКИ;<

СОЦИАЛИСтИ !ЕСНИ. »

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1387122

А2 (Sg 4 H 02 К 29/00. H 02 P 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КО!(1ИТЕ1 СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПЙОАЙКЕ ЙЗОБГETEHNFI "„," и ABTQPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ йф у (...

I (6!) 632038 (21) 4114310/24-07 (22) 05.09.86 (46) 07.04.88. Бюл. ¹ 13 (72) В. Д. Косулин, Г. Б. Михайлов и

М. А. Писарев (53) 621.313.13.014.2;621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1091281, кл. Н 02 К 29/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 632038, кл. H 02 К 21/06, 1978. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. Указанная дель достигается тем, что в вентильный электродвигатель введены резисторы 12 — 15, переключатели

16 — 19, распределитель 20 импульсов, преобразователи 21 и 24 напряжение — частота, генератор 22 пилообразных импульсов и пороговый блок 25, а дроссель 9 снабжен дополнительной обмоткой 23. В результате в устройстве обеспечиваются частотный разгон до требуемой частоты вращения и переход элек грической;1 ашины на комм утацию секций 1--4, ее обмотки якоря по сигнала..: ЭДС вращения без датчика положения ротора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1387122

11зобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, и может быть использовано в исполнительных приводах систем автом атики, терморегулирования с длительной гарантированной наработкой и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 632038.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 изображена функциональная схема неуправляемого электродвигателя; на фиг. 2 — функциональная схема вентильного электродвигателя со стабилизацией частоты вращения.

Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину с якорной обмоткой, каждая фаза которой составлена из двух секций 1 и 2 (3 и 4). Секции в фазе сме-. щены на 180 эл. град. друг относительно

15 друга и подключены к цепи питания через ключи 5 — 8 коммутатора, дроссель 9 с последовательно соединенными двумя секциями 10 и 11. Один свободный вывод секций дросселя подключен к общей точке секций и 2 якорной обмотки. Другой вывод секций 10 и 11 дросселя соединен с общей стойкой секций 3 и 4 якорной обмотки. Общая точка секций 10 и l l дросселя 9 подключена к одному зажиму +U источника питания. Электродвигатель содержит также четыре резистора 12- — 15, четыре управляемых переключателя 16 — 19, распределитель 20 импуль-ов, преооразователь 21 напряжение--частота, генератор 22 пилообразных

30 импульсов, тахометрическую .обмотку 23 чем размыкающие контакты первого ключа

26 включены между выходом порогового блока 25 и управляющими входами передросселя 9, преобразователь 24 частота— напряжение и пороговый блок 25. Каждый ключ 5--8 соединен последовательно с одной из секций 1- — 4. Точка соединения каждой из секций 1 — 4 обмотки якоря и ключа

5 — 8 коммутатора подключена через резис гор 13 (12, 15, 14) к первому выходу управляемого переключателя 1? (16, 19, 18), 40 выход которого подключен к управляющей пеги ключа 6 (5, 8, 7). Выход преобразователя 21 напряжение — частота, подключен к входу распределителя 20 импульсов, выходы которого подключены к вторым вхо- 4 дам управляемых переключателей 16 — 19.

Тахометрическая обмотка 23 дросселя 9 подключена к входу преобразователя 24 частота — напряжение, выход которого через пороговый блок 25 подключен к управляющим входам переключателей 16 — 19.

Вход преобразователя 21 подключен к выходу генератора 22 пилообразных импульсов. Кроме того, вентильный электродвигатель содержит три управляем ых ключа

26 — 28 соответственно, схему 29 сравнения и задатчик управляющего напряжения, приключателей 16 — 19, а управляющий вход первого ключа 26 подключен к выходу схемы 29 сравнения, один вход которой подключен к выходу преобразователя 24 частота— напряжение, а другой вход — к задатчику управляющего напряжения, связанному через зам ыкающие контакты 27 второго ключа с входом преобразователя 21 напряжение — частота. Размыкающий контакт третьего ключа 28 включен между выходом генератора 22 пилообразных импульсов и входом преобразователя 21 напряжение— частота, а управляющие входы второго 27 и третьего 28 управляемых ключей подключены к выходу порогового блока 25.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на схему генератор 22 начинает вырабатывать пилообразные импульсы с заданной длительностью линейно возрастающего участка

«пилы». Преобразователь 21 напряжение— частота вырабатывает последовательность импульсов, частота следования которых определяется величиной напряжения на его входе. Распределитель 20 импульсов подает на управляющие цепи ключей 5 — 8 коммутатора через переключатели 16 — 19 импульсы в последовательности, определяющей последовательность коммутации токов в секциях 1 — 4 якорной обмотки. Увеличение частоты коммутации ключей 5 — 8 в соответствии с ростом пилообразного напряжения на выходе генератора 22 приводит к вращению ротора первоначально в шаговом режиме, а затем с малой частотой вращения, определяемой частотой сигналов на выходе распределителя 20 импульсов. При вращении ротора в дополнительной обмотке 23 дросселя 9 появляется напряжение, частота которого в два раза выше частоты

ЭДС вращения, наводимой в секциях якорной обмотки. Напряжение с обмотки 23 поступает на преобразователь 24 частота— напряжение, на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное частоте вращения ротора. Это напряжение подается на вход порогового устройства 25.

Величина напряжения уставки U, ссютветствует частоте вращения ротора электродвигателя, при которой ЭДС вращения, наводимая в секциях 1- — 4 якорной обмотки, достигает величинь;, необходимой для надежной коммутации ключей 5 — 8 коммутатора через резисторы 12 — 15. При достижении напряжения на выходе преобразователя

24 частота- — напряжение U на выходе порогового устройства 25 появляется сигнал, который поступает на управляющие входы переключателей 16 в 19 и переводит электродвигатель из режима принудительной коммутации в режим коммутации от ЭДС вращения, наводимои в секциях 1 — 4 якор1387122

30

Формула изобретения

55 ной обмотки, т.е. в режим вентильного двигателя. Электродвигатель при этом работает на естественной механической характеристике. При снижении частоты вращения ниже уровня, определяемого величиной напряжения уставки U„, вентильный электродвигатель переходит в режим принудительной коммутации, так как сигнал на выходе порогового устройства 25 пропадает и переключатели 16- 19 через вторые входы подключают управляющие цепи ключей коммутатора к распределителю 20 импульсов.

Таким образом, рассмотренная схема вентильного электродвигателя позволяет обеспечить его нормальную работу без датчика положения ротора и, следовательно, повысить его надежность.

Работа вентильного электродвигателя со стабилизацией частоты вращения осуществляется следующим образом.

Исходное состояние — переключатели

16 — 19 через вторые входы подключают управляющие цепи ключей 5 — 8 к распределителю 20 импульсов (фиг. 2). На выходе порогового устройства 25 отсутствует сигнал, контакты первого ключа 26 нормально замкнуты, контакты второго ключа

27 нормально разомкнуты, контакты третьего ключа 28 нормально замкнуты. При подаче напряжения питания на электродвигатель генератор 22 начинает вырабатывать импульсы пилообразной формы, которые через контакты третьего ключа 28 поступают на преобразователь 21 напряжение †частота. С выхода преобразователя 21 импульсы, частоты следования которых определяются величиной напряжения на его входе, поступают на распределитель 20 импульсов и далее через переключатели 16 — 19 на управляющие цепи ключей 5 — 8 коммутатора. Электродвигатель начинает работать в режиме частотного разгона. При достижении напряжения на выходе преобразователя 24 частота — напряжение достаточной величины для срабатывания порогового блока 25 на выходе последнего появляется напряжение, которое поступает через первый ключ 26 на управляющие входы переключателей 16 — 19, управляющие входы второго 27 и третьего 28 ключей. Электродвигатель из режима частотного разгона переводится в вентильный режим. Одновременно контакты ключа 27 замыкаются, а ключа 28 размыкаются. Напряжение управления 11„через контакты ключа 27 поступает на преобразователь 21 напряжение— частота и одновременно поступает на вход схемы 29 сравнения. На другой вход схемы

29 сравнения поступает напряжение с преобразователя 24 частота — напряжение. Равенство напряжений на входах схемы 29 сравнения приводит к появлению напряжения на его выходе. Контакты ключа 26 размыкаются. Через вторые входы переключателей 16 — 19 цепи управления ключей 5--8 коммутатора подключаются к распределителю 20 импульсов. Электродвигатель переходит в синхронный режим вращения. Изменяя величину напряжения Б „можно регулировать частоту вращения вала электродвигателя в широком диапазоне. Если возрастет нагрузка на валу электродвигателя, снизится частота на входе преобразователя

24 частота — напряжение и на выходе схемы 29 сравнения пропадет напряжение. Переключатели 16 — 19 через первые входы переведут электродвигатель в вентильный режим работы. Дальнейшее увеличение нагрузки на валу вызывает снижение частоты вращения вала в соответствии с естественной механической характеристикой электродвигателя. Уменьшение нагрузки на валу электродвигателя вызывает возрастание частоты вращения вала до тех пор, пока напряжения на входах схемы 29 сравняются. На выходе схемы 29 сравнения появляется сигнал. контакты ключа 26 переходят в разомкнутое состояние и электродвигатель начинает работать в синхронном режиме.

Таким образом, за счет частотного разгона до требуемой частоты вращения и последующего перевода электродвигателя на коммутацию секций обмотки якоря по сигналам ЭДС вращения обеспечивается работа вентильного электродвигателя без датчика положения ротора, что в целом повышает его надежность.

1. Вентильный электродвигатель по авт. св. № 632038, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены четыре резистора, четыре управляемых переключателя, распределитель импульсов, преобразователь напряжение — частота, генератор пилообразных импульсов, преобразователь частота †напряжен, пороговый блок, точка соединения одной из секции и ключа коммутатора в каждой фазе обмотки якоря подключена через резистор к первому входу одного из управляемых переключателей, выход которого подключен к управляющей цепи ключа коммутатора, другой секции той же фазы обмотки якоря, выход преобразователя напряжение — частота подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к вторым входам управляемых переключателей, вход преобразователя частота — напряжение подключен к тахометрической обмотке дросселя, выход через пороговый блок подключен к управляющим входам переключателей, а вход преобразователя напряжение †часто — к выходу генератора пилообразных импульсов.

1387122

Составитель А. Чванов

Редактор Г. Волкова Текред И. Верее Корректор A. Зимокосов

Заказ 1226 54 Тира к 665 Подписное

BHHHI IH Государственного комитета C(.ÑÐ по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, УК вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, -. У кгород, ул. Проект: ая, 4

2. Электродвигатель по п. 1, отличиюи4ийся тем, что в него дополнительно введены первый, второй и третий управляемые ключи, схема сравнения и задатчик управляющего напряжения, причем размыкающие контакты первого ключа включены между пороговым блоком и управляющими входами переключателей, а управляющий вход первого ключа подключен к выходу схемы сравнения, один вход которой подключен к выходу преобразователя частота — напряжение, а другой вход — к задатчику у равляющего напряжения, связанному,:ерез замыкающие контакты второго ключа с входом преобразователя, напряжения — частота, размыкающие контакты третьего ключа включены между выходом генератора пилообразных HM пульсов и входом преобразователя напряжение — частота, а у: равляющие выходы второго и третьего управляе мых клк чей подключены к выхо. у порогового блока.