Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электро- ;технике. Целью изобретения является, повьщение надежности. Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель второго дросселя 32. с пусковой обмоткой в виде двух секций 33,34, рабочей обмоткой с секциями 35,36 и тремя обмотками управления ссекцияйи 37-41 .. Перв Ый дроссель снабжен одной рабочей обмоткой с секднями 64,65 и тремя обмотками управления с секциями 66-70 соответственно . Средние выводы 71,72 пусковых обмоток дросселей 31,32 через размыкающие контакты 42,43 соединены с плюсовым зажимом источнрпса питания. а выводы указанных обмоток - с эмиттерами ключей 50,51 и 52,53 соответственно . Коллекторы указанных ключей связаны с выводами рабочих обмоток дросселей 31,32, а их базы через обмотки введенных линейных дросселей 44 и 45 и диоды 56-59, 60,61 и 62, 63 - с выводами соответственно вторых и третьих обмоток управления дросселей . Первые обмотки управления с секциями 66, 37 подключены к входам пороговых узлов 54,55, объединенные выходы которых соединены с управляющими входами контактов 42, 43. В результате в электродвигателе с дросселями 31,32 в цепи питания его обмоток 1-4 и 13-16 обеспечивается горячее резервирование вч:ех силовых цепей и сохраняются неизменными входные характеристики даже при возникнове 1ии к.з. в Одной из указанных секций дросселей 31, 32. За счет параллельной работы секций дросселей 31, 32 электродвигатель защищен от обрыва в любой из секций обмоток дросселей 31, 32. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО@4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1!1

ОПИСАНИК ИЗОБГЕтЕНия

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1228192 (21) 4176730/24-07 (22) 05.01.87 ,(46) 07 ° 09.88. Бюл. И 33 (72) Г.Б.Михайлов, В.В.Омельченко и В.В.Путников (53) 621.313.13.014.2.621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1228192, кл . Н 02 К 29/06, 1986. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электро.технике. Целью изобретения является повыщение надежности. Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель второго дросселя 32 с пусковой обмоткой в виде двух секций 33,34, рабочей обмоткой с секциями 35,36 и тремя обмотками управления с секциями 37-41. IIepabN дроссель снабжен одной рабочей обмоткой с секциями 64,65 и тремя обмотками управления с секциями 66-70 соответственно. Средние выводы 71,72 пусковых обмоток дросселей 31,32 через размыкающие контакты 42,43 соединены с плюсовым зажимом источника питания, 4 Н 02 К 29/06, Н 02 P 6/02

Д

ЗМЛ i: . - .!- "

13 а выводы указанных обмоток " с эмит" терами ключей 50,5! и 52 53 соответственно. Коллекторы указанных ключей связаны с выводами рабочих обмоток дросселей. 31,32, а их базы через обмотки введенных линейных дросселей

44 и 45 и диоды 56-59, 60,61 и 62, 63 — с выводами соответственно вторых и третьих обмоток управления дросселей. Первые обмотки управления с секциями 66, 37 подключены к входам пороговых узлов 54,55, объединенные выходы которых соединены с управляющими входами контактов 42, 43. В результате в электродвигателе с дроссе-. лями 31,32 в цепи питания его обмоток

1-4 и 13-16 обеспечивается горячее резервирование ееех силовых цепей. и сохраняются неизменными входные характеристики даже при воэкикновейии к.з. в одной из указанных секций дросселей 31, 32. За счет параллельной работы секций дросселей 31, 32 электродвигатель защищен от обрыва в любой из секций обмоток дросселей

31, 32. 1 ил, 1422318,Дополнительно, вентильный электродвигатель содержит второй дроссель

32 с пусковой обмоткой с секциями

33 и 34, с рабочей обмоткой с секция- 45 ми 35 и 36 и тремя ооматками управления соответственно с секциями

37-41., В электродвигатель введены два . размыкающих контакта 42 и 43, два линейных дросселя 44 и 45 с секциями

46 и 47, 48 и 49 соответственно, четыре транзисторных ключа 50-53, два пороговых узла 54 и 55 и восемь диодов 56-63, Первый дроссель 31 с рабочей обмоткой с секциями 64 и 65 дополнительно снабжен тремя обмотками управления с секциями 66-70.

55

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Р 1228192.

Целью изобретения является повышение надежности за счет горячего" резервирования дросселя в цепи питания секции якорной обмотки электродвигателя. 10

На чертеже изображена функциональная схема вентильного электродвигателя.

Вентильный электродвигатель (ВД) содержит секции 1-4 основной якорной обмотки, сдвинутые между собой на

180 эл.град. и подключенные к кол- лекторам основных транзисторных ключей 5-8. Эмиттеры основных транзисторных ключей 5-8 подсоединены к минусу источника питания через плавкие предохранители 9-12. Секции 13-16 дополнительной якорной обмотки ВД также сдвинуты между собой на 180 эл ° град. подключены к коллекторам допол- 25

l нительных транзисторных ключей 17-20, а их.эмиттеры через плавкие предохранители 21-24 подключены к минусу источника питания. Резисторы 25-28 перBbIM BblBoffом соответственно подсоединены к базам дополнительных транзисторных ключей 17 — 20, а другим выводом — к точке соединения дополнительной секции 13-16, сдвинутой на

180 эл.град., и дополнительного транзисторного ключа 17-20.соответственно. Точки соединения секций 1, 2 и

13, 14, а также 3, 4 и 15,16 объединены и подключены соответственно к началу и концу пусковой обмотки с секциями 29 и 30 первого дросселя 31. 40

В каждом из двух дросселей 31,32 средняя точка 71(72) пусковой обмотки подключена к положительному. выводу источника питания. через соответствующий размыкающий контакт реле 42 (43), а управляющие входы каждого из этих контактов 42, 43 подключены к объединенным выходам пороговых узлов

54 и 55. Вход каждого порогового узла 54.,55 подключен к первой обмотке

66, 37 управления соответствующего дросселя 31,32. Начало и конец пусковой обмотки второго дросселя секции 33 и 34 соединены с одноименными выводами пусковой обмотки первого дросселя 31 (секции 29 и 30). Средние точки рабочей обмотки первого дросселя 31,(секции 64 и 65) и рабочей обмотки второго дросселя 32 (секции

35 и 36) подключены к положительному выводу источника питания, а начало и конец секций 64 и 65 рабочей обмотки первого дросселя 31 подключены соответственно к коллекторам первого 50 и второго 51 транзисторных ключей.

Начало и конец секций 35 и 36 рабочей обмотки второго дросселя подключены соответственно к коллекторам третьего 52 и четвертого 53 транзисторных ключей. Эмиттеры первого 50 и третьего 52 транзисторных ключей объединены и подключены к началам секций 29 и

33 пусковых обмоток. Эмиттеры второго

51 и четвертого 53 транзисторных ключей объединены и подключены к концам секций 30 и 34 пусковых обмоток.

Средние точки вторых обмоток управления с секциями 67 и 68 первого дросселя 31 и с секциями 38 и 39 второго дросселя 32 подключены к эмиттерам первого 50 и третьего 52 транзисторных ключей соответственно. Средние точки третьих обмоток управления с секциями 69 и 70 первого дросселя 31 и с секциями 40 g 41 второго дросселя

32 подключены к эмиттерам второго 51 и четвертого 53 транзисторных ключей соответственно ° Начало и конец секции

67 и 68 второй обмотки управления первого дросселя 31 через первый 56 и второй 57 диоды в прямом направлении и первую обмотку 46 первого линейного дросселя 44 подключены к базе первого транзисторного ключа 50.

Начало и конец секций 69 и 70 третьей обмотки управлекия первого дросселя

31 через третий 58 и четвертый 59 диоды в прямом направлении и вторую

3 1422 обмотку 47 первого линейного дросселя подключены к базе транзисторного ключа 51. Начало и конец секций 38 и 39 второй обмотки управления второго дросселя 32 через пятый 60 и шестой

61 диоды в прямом направлении и первую обмотку 48 второго линейного дросселя 45 подключены к базе третьего транзисторного ключа 52. Начало и конец секций 40 и 41 третьей обмотки уйравления второго дросселя 32 через седьмой 62 и восьмой 63 диоды в прямом направлении и,вторую обмотку

49 второго линейного дросселя 45 подключены к базе четвертого транзисторного ключа 53.

Электродвигатель работает следующим образом:

При подаче постоянного напряжения 20

U на вход коммутатора через размыкающие контакты 42 и 43 секций 29 и 30 пусковой обмотки первого дросселя 31 и секции 33 и 34 пусковой обмотки второго дросселя 32 напряжение пос- 25 тупает на общие точки секций 1-4 и

13-16 основной и дополнительной якорных обмоток. Одновременно начинает работать датчик положения рото ра (ДПР, не показан), и через базо- 30 вые переходы основные транзисторные ключи 5-8 начинают коммутировать секции 1-4 основной якорной обмотки. При протекании тока по якорным секциям

ВД .возникает электромагнитный момент, и вал электродвигателя начинает вращаться. Зона коммутации якорных секций от ДПР составляет 180 эл.град.

Ток якоря ограничивается собственным сопротивлением одновременно работаю- 40 щих двух секций, например 1,3 (далее

2,4 в соответствии с сигналами ДПР и т.д.) и активным сопротивлением параллельно включенных секций 29,34 и 33 34 пусковых обмоток дросселей 45

31 и 32. Изменяя величину активного сопротивления секций 29, 30 и 33, 34 пусковых обмоток, можно ограничивать бросок пускового тока на заданной величине. Далее по мере разгона электродвигателя в якорных секциях появ ляется противо-ЭДС вращения, которая начинает открывать через резисторы

25-28 дополнительные транзисторные .ключи 17-20, что подключает н работу секции 13-16 дополнительной якор55 ной обмотки. Одновременно при вращении вала ВД на обмотках между началом секции 29 и концом секции 30, а так318

4. же между началом секции 33 и концом секции 34 пусковых обмоток появляется напряжение, близкое к треугольной форме, с амплитудой, равной ЭДС вращения (на холостом ходу равное

U при установке ДПР в нейтральное положение) и двойной частоты по сравнению с частотой коммутации тока в якорных секциях.

Так как все обмотки, расположенные на каждом из дросселей 31 и 32 индуктивно связаны, то в них по закону электромагнитной индукции также наводится напряжение.

Дроссели 31 и 32 полностью идентичны и включены всеми обмотками согласно. Следовательно, по мере разгона вала ВД на всех секциях

66-70 трех управляющих обмоток дросселя 31 и 37-41, 62, 63 дросселя 32 начинает увеличиваться напряжение.

С помощью диодов 56-59 переменное напряжение с секций второй и третьей управляющих обмоток первого дросселя 31 выпрямляется, фильтруется линейным дросселем 14 с обмотками 46 и 47 и прикладывается к базовым переходам первого 50 и второго 5 1 транзисторных ключей. Ключи начинают приоткрываться, причем строго в те моменты времени, когда противо-ЭДС в коммутируемых якорных секциях по амплитуде максимальна, и подключать секции 64 и 65 рабочей обмотки, имеющей малое активное сопротивление, а число витков ц направление намотки соответственно равное и совпадающее с числом витков и направляющим йамотки секции 29 и 30 пусковой обмотки.

Введенное последовательно с коммутируемыми секциями суммарное активное сопротивление секций 29, 30 и 64,65 начинает уменьшаться, и процесс pasгона электродвигателя становится эффективнее. Соответственно, возрастает и напряжение, наводимое в секциях 67 ,68 и 67, 70, что приводит к глубокому насыщению первого 50 и второго 51 транзисторных ключей, и секции 64.и

65 рабочей обмотки с малым сопротивлением подключены последовательно с якорными секциями 1.-4 и 13-16 ВД.

Этап разгона заканчивается, и двигатель работает в номинальном режиме работы. Напряжение на первой управляющей обмотке 66 поступает на вход первого порогового узла 54 и при достижении.величины V, соответствую1422318 щему включенному состоянию секции 64, 65, на его выходе появляется сигнал достаточного уровня, поступающий на управляющий вход реле, Контакт 42 отключает пусковую обмотку с секциями 29 и 30. Этот же сигнал поступает на управляющий вход второго размыкающего контакта 43. Срабатывая, второй контакт 43 отключает пусковую обмот.-10 ку второго дросселя 32 с секциями 33 и 34. Работа второго дросселя 32 при разгоне до номинальной частоты, вращения аналогична работе первого дросселя 31, т,е. появившееся при враще-15 нии вала ВД напряжение на секциях

38 и 39 второй управляющей обмотки и секций 40 и 41 третьей управляющей обйотки выпрямляется диодами 60-63 фильтруется первой 48 и второй 49 обмотками второго линейного дросселя и по базовым цепям открывает третий

52 и четвертый 53 транзисторные ключи. Ключи 52 и 53 подключают рабочую низкоомную обмотку второго дросселя

32 с секциями 35 и 36. Напряжение с третьей управляющей обмотки 37 поступает на вход второго порогового узла

55, и при достижении напряжения, равного 0 „ с его выхода поступает сигнал достаточного уровня на входы первого 42 и второго 43 контактов и, секции 29, 30 и 33, 34 пусковых обмоток в номинальном режиме отключены.

В случае возникновения неисправности в работающем электродвигателе, например в первом дросселе 31 заключающимся в межвитковом коротком замы-, кании в любой иэ его секций, на его управляющих обмотках с секциями 67, 40

68 и 69, 70 исчезает управляющее напряжение и первый 50 и второй 51 транзисторные ключи закрываются и отключают секции 64 и 65 рабочей обмотки. Секции 29 и 30 пусковой обмот" 45 ки по-прежнему отключены сигналом с выхода второго порогового узла 55, Дроссель 31 выключен из цепи якорных обмоток, и ВД сохраняет неизменными свои выходные характеристики, продолжая нормальное функционирование с дросселем 32 в цепи питания якорных обмоток.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность ВД с дросселем в цепи питания якорных обмоток путем "горячего" резервирования всех силовых цепей электродвигателя и сохранить неизменными выходные характеристики даже при возникновении короткого замыкания в одной из секций обмоток дросселя. От обрыва какой-либо цепи в любом дросселе схемы защищена за счет параллельной работы обмоток дросселей 31 и 32. формула изобретения

Вентильный электродвигатель по авт. св. М 1228192, о т л и ч а ю -. шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены второй дроссель с пусковой, рабочей и тремя обмотками управления, два размыкающих контакта, два линейных дросселя, четыре транзисторных ключа, два пороговых узла и восемь диодов, а первый дроссель дополни-: тельно снабжен рабочей и тремя обмотками управления, причем в каждом из двух дросселей средняя точка пусковой обмотки подключена к положительному выводу источника питания через соответствующий размыкающий контакт, управляющий вход каждого размыкающего контакта подключен к объединенным выходам пороговых узлов, вход каждого иэ которых соединен с первой обмоткой управления соответствующего дросселя, начало и конец пусковой обмотки второго дросселя соединены с одноименными вывода- ми пусковой обмотки первого дросселя, средняя точка рабочей обмотки каждого .дросселя подключена к положительному выводу источника питания, а начало и конец секций рабочей обмотки цервого дросселя подключены соответственно к коллекторам первого и второго транзисторных ключей, а начало и конец секций рабочей обмотки второ-. го дросселя подключены соответственно к коллекторам третьего и четвертого тр ан э ис торных ключей, эмиттеры первого и третьего транзисторных ключей объединены и подключены к началам . секций пусковых обмоток, эмиттеры второго и четвертого транзисторных ключей объединены и подключены к концам секций пусковых обмоток> средние точки вторых обмоток управления первого и второго дросселей подключены к эмиттерам первого и третьего транзисторных ключей соответственно, средние точки третьих обмоток управления первого и второго дросселя в подключены к эмиттерам второго и четвертого транзисторных ключей соответ1422318

Составитель А.Иванов

Редактор О.Головач Техред M.Õoäàíè÷

Корректор Л.Пилипенко Заказ 4437/53 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4.ственно, начало и конец секций второй обмотки управления первого дросселя через первый и второй диоды..в прямом направлении и первую обмотку переОго линейного дросселя подключены к базе первого транзисторного ключа, начало и конец секций третьей обмотки уиравления первого дросселя через третий и четвертый диоды в прямом направлении и вторую обмотку первого линейФ ного дросселя подключены к базе второго транзисторного ключа, начало и конец секций второй обмотки управления второго дросселя через пятый и шестой диоды в прямом направлении и

$ первую обмотку второго линейного дросселя подключены к базе третьего транзисторного ключа, мачадо и конец секций третьей обмотки уиравлениа второго дросселя через седьмой и

10 восьмой диоды в прямом направлении и вторую обмотку второго линейного дросселя подключены к базе четвертого транзисторного ключа.