Якорь для вентильного электродвигателя торцевого типа

 

Использование: в электротехнике. Сущность: в якоре для вентильного электродвигателя торцевого типа каждая ветвь блока управления конструктивно объединена с соответствующим датчиком Холла и расположена во внутреннем пространстве по крайней мере одной из катушек секции. Такое выполнение позволит улучшить массогабаритные показатели. 3 ил.

C0IO3 СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я Н 02 К 29/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,„,„:;„".. ::,:,;„:

„";y:- «3 «ЕКА

ОПИСА

К ПАТЕНТУ (21) 4878923/07 (22) 30.10.90 (46) 30.04.93. Бюл. N- 16 (71) Производственное объединение "Гиперон" (72) Ю.И.Котов, В.К.Лозенко, В.В.Папу, M.Ë.ÁàðàH0÷HèêoB, А,А.Иванов и А.М,Санталов (73) Производственное объединение "Гиперон" (56) Патент CLUA N 4668884, кл. 310-68, 1987.

Европейский патент N 0310035, кл. Н 02

К 29/08, 1989.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией секций обмотки якоря по положению индуктора с помощью преобразователя частоты, т.е. к вентильным электродвигателям, получающим питание от источника постоянного тока.

Цель изобретения — уменьшение габаритов в аксиальном направлении путем сокращения числа конструктивных элементов, повышения надежности и технологичности. снижение трудоемкости изготовления.

На фиг,1 показан якорь для вентильного электродвигателя торцевого типа с числом секций п=2; на фиг,2 — схема-полупроводниковый блок управления; на фиг.3— эпюры напряжений в электрических узлах вентильного электродвигателя. На фиг.1 и 2 показан один из возможных вариантов выполнения якоря для вентильног0 электродвигателя торцевого типа, который

SU» 1813229 АЗ (54) ЯКОРЬ ДЛЯ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ТОРЦЕВОГО ТИПА (57) Использование: в электротехнике. Сущность: в якоре для вентильного электродвигателя торцевого типа каждая ветвь блока управления конструктивно обьединена с соответствующим датчиком Холла и расположена во внутреннем пространстве по крайней мере одной из катушек секции. Такое выполнение позволит улучшить массогабаритные показатели. 3 ил. содержит плату 1, на которой расположены соединенные в n m (и-2) секций 2,3 m (m-4) плоских катушек 4,5 и 6,7 квазикольцевой формы, полупроводниковый блок 8 управления, составленный из и-2 ветвей 9, 10 для периодического подключения секций к источнику 11 питания и их отключения, и-2 датчиков Холла 12, 13, выходы 14. 15 и 16, 17 которых соединены соответственно с управляющими входами 18, 19 и 20. 21 ветвей 9, 10 блока 8 управления. i-я ветвь. например, первая ветвь 9 блока 8 управления, коммутирующая i-ю секцию 2, конструктивна объединена с i-м датчиком Холла 12 и расположена во внутреннем пространстве катушки 7 ((+1)-й секции 3, à {i+1)-я ветвь 10 блока 8 управления, коммутирующая (i 1)-ю секцию 3, конструктивно обьединена c {i 1)м датчиком Холла 13 и расположена во внутреннем пространстве катушки 5 (.2) секции, т.е. секции 2. Над катушками и электронными компонентами расположен ротор

22 (фиг.3), выполненныи из постоянного

QQ

1 ) Ю

1)р

1813229

45

50 магнита и установленный с возможностью вращения, Вентильный электродвигатель с предлагаемой конструкцией якоря работает следующим образом. При подключении якоря к источнику 11 питания ротор 22 (2р=б) приходит во вращение, поскольку предложенное объединение и расположение ветвей блока управления и датчиков Холла обеспечивает создание вращающего момента, На фиг.3 условно изображены: положение ротора 22 (2p=6) относительно катушек 4-7 и датчиков

Холла 12, 13, потокосцепление tP магнита ротора 22 с катушками 4-7, изменение потокосцепления по углу поворота

d /( бNt определяющее наведенные в секциях 2 и 3 электродвижущие силы 4 и 1з, и приложенные к секциям 2 и 3 напряжения l3z и 0з. Из эпюр видно, что предложенная конструкция якоря обеспечивает выполнение необходимых и достаточных условий для создания вращающего момента: организацию пространственного и временного фазового сдвигов на л/2 между двумя намагничивающими силами,. образованными токами в секциях 2 и 3.

Предложенная организация якоря распространяется и на другие известные схемо-технические решения вентильных электродвигателей, В частности, представленный якорь с четырьмя катушками может быть использован для построения двухсекционного вентильного электродвигателя с однополупериодным полупроводниковым блоком управления на четырех силовых ключах, коммутирующих каждый свою катушку. Секцию со средней точкой образуют две противофазно коммутируемые катушки, а одну ветвь блока управления образуют два коммутирующих эти катушки силовых ключа с собственными системами управления.

При этом сформулированный принцип конструктивного объединения одноименных ветвей и датчиков Холла и размещения их во внутреннем пространстве катушки следующей секции сохраняется.

Возможно аналогичное построение якоря для вентильного электродвигателя с тремя датчиками Холла, двухполупериодным полупроводниковым блоком управления на шести силовых ключах и трехсекционной соединенной в звезду обмоткой. Одну ветвь блока управления образуют два последовательно соединенных силовых ключа с собственными системами управления, подключающих одноименную с ней секцию к выводам источника питания.

Для улучшения электрических показателей таких электродвигателей полупроводниковый блок управления, как правило, снабжается 3-х фрагментным функциональным преобразователем, входящим в систему управления ключами трех поступающих с датчиков Холла сигналов с угловой длительностью л .каждый и смещенных друг относительно друга на 2 л/3 в последовательность шести сигналов (две группы по три сигнала) для управления силовыми ключами с угловой длительностью в 2 л/3 каждый, смещенных друг, относительно друга в каждой группе на 2к/3 и с фазовым сдвигом одноименных сигналов в группах на л:

В этом случае согласно предложению первая ветвь блока управления с двумя силовыми ключами и собственным фрагментом функционального преобразователя с дополнительными входом и выходом объединяется с собственным датчиком Холла и размещается во внутреннем пространстве катушки следующей секции (второй), К дополнительному входу функционального преобразователя подключен дополнительный вывод из ветви блока управления, установленного в предыдущей секции (третьей).

На дополнительном выводе ветви блока сформирован сигнал собственного датчика

Холла, Возможно аналогичное построение якоря и для других схем вентильных электродвигателей, в частности, с электронными реверсорами в цепях управления силовых ключей. Кроме, того во внутренних пространствах катушек могут быть размещены чувствительные элементы тахометрического устройства, электронный регулятор и другие электронные компоненты полупроводникового блока управления.

Конструктивное объединение элементов ветви полупроводникового блока управления и датчика Холла может быть осуществлено с использованием самых разнообразных технологических приемов микроэлектроники, например, с использованием технологии изготовления магнитоуправляемых микросхем типа КП 1116 КП.

Изобретение позволяет использовать внутренние пространства катушек, сократить осевые размеры и существенно упростить технологию изготовления и сборки якоря вентильного электродвигателя.

Формула изобретения

Якорь для вентильного электродвигателя торцевого типа, содержащий плату, на которой расположены соединенные в m> n секций К> катушек квазикольцевой фор1813229 мы, полупроводниковый блок управления, составленный иэ и ветвей для периодического подключения секций к источнику питания и их отключения, и датчиков Холла, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами ветвей блока управления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов в аксиальном направлении путем сопряжения числа конструктивных элементов, повышения надежности и технологичности, снижения . трудоемкости изготовления, i-я ветвь блока

5 управления конструктивно объединена с 1-м датчиком Холла и расположена во внутреннем пространстве по крайней мере, одной катушки (1+1)-й секции, где К = 1,2....

1813229

5 /3 7 18 Ф

Редактор

Заказ 1596 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН Г СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 101 е,, 2 з 8>

9 иг. 5

Составитель В,Лозенко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н,Кещеля