Схема питания фазной обмотки реактивного индукторного двигателя
Владельцы патента RU 2284628:
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") (RU)
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулируемого электропривода с реактивными индукторными двигателями. Техническим результатом является уменьшение числа выводов фазной обмотки и расширение диапазона регулирования частоты вращения двигателя. Схема питания фазной обмотки реактивного индукторного двигателя содержит источник питания, фазную обмотку двигателя, электронный ключ, конденсатор и диод, дроссель, который подключен к положительному выводу источника питания непосредственно, а к отрицательному выводу через последовательно соединенные электронный ключ, диод и фазную обмотку. Конденсатор подключен к точке соединения электронного ключа с анодом диода и отрицательным выводом источника питания. 3 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулируемого электропривода с реактивными индукторными двигателями (РИД).
Известна схема питания РИД, фазная обмотка которого разделена на две бифилярно намотанные части [TJE Miller Switched Reluctance Motors and Their Control. Magna physics publishing and Clarengon press. Oxford. 1993. Page 205, на с.88, фигура 6.4 d]. Первая часть обмотки подключена к источнику питания через управляемый ключ, а вторая через диод. Недостатком схемы является наличие дополнительных выводов фазной обмотки, что усложняет конструкцию двигателя.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является схема, содержащая источник постоянного или пульсирующего напряжения, к выводам которого подключена фазная обмотка электродвигателя, разделенная на две части, соединенные между собой через конденсатор, одна часть обмотки через последовательно включенный диод подключена к источнику питания, а вторая часть обмотки через последовательно включенный полупроводниковый ключ подсоединена к тому же источнику [Патент РФ № 2119227, МПК 6 Н 02 К 29/06, Н 02 Р].
Недостатком схемы является наличие дополнительных выводов фазной обмотки что усложняет конструкцию двигателя. Кроме того, части фазной обмотки находятся в неравных условиях по питанию: энергия, поступающая в одну часть обмотки, дозируется ключом, а другая часть обмотки при замыкании ключа включается в контур, обладающий резонансными свойствами, и при отклонении частоты коммутации ключа от резонансной, энергия в контуре уменьшается, что приводит ухудшению параметров двигателя. Поэтому схема применяется, когда диапазон регулирования частоты вращения двигателя невелик.
Задачей изобретения является уменьшение количества выводов фазной обмотки и расширение диапазона регулирования частоты вращения двигателя.
Поставленная задача достигается тем, что схема питания фазной обмотки реактивного индукторного двигателя, содержащая источник питания, фазную обмотку двигателя, электронный ключ, конденсатор и диод дополнительно снабжена дросселем, который подключен к положительному выводу источника питания непосредственно, а к отрицательному выводу через последовательно соединенные электронный ключ, диод и фазную обмотку, а конденсатор подключен к точке соединения электронного ключа с анодом диода и отрицательным выводом источника питания.
Положительный эффект изобретения проявляется в том, что уменьшается число выводов фазной обмотки и расширяется диапазон регулирования частоты вращения двигателя.
На фиг.1 показана схема питания фазной обмотки РИД. На фиг.2 приведены осциллограммы тока I(t) в обмотке двигателя и напряжения U(t) на конденсаторе.
Схема содержит источник питания 1, дроссель 2, подключенный к положительному выводу источника питания непосредственно, а к отрицательному через последовательно соединенные электронный ключ 3, диод 4, фазную обмотку 5, а конденсатор 6 подключен к точке соединения электронного ключа 3 с анодом диода 4 и отрицательным зажимом источника питания.
Схема работает следующим образом. При замыкании ключа 3 конденсатор 6 заряжается от источника питания 1 через токоограничительный дроссель 2 и ключ 3. Напряжение заряженного конденсатора прикладывается к фазной обмотке 5 через диод 4,что приводит к нарастанию тока в обмотке 5. Осциллограммы тока I(t) в обмотке 5 и напряжения U(t) на конденсаторе 6 показаны на фиг.2. В момент, когда конденсатор зарядится до заданного напряжения, ключ 3 размыкается и в контуре, образованном конденсатором 6, диодом 4, и обмоткой двигателя 5 возникает колебательный процесс, в течение которого в обмотке 5 формируется однополярный импульс тока, а конденсатор 6 перезаряжается, изменяя полярность напряжения на обкладках. (см. фиг.2,а) В этом состоянии схема будет находиться до момента повторного замыкания ключа 3, так как диод 4 препятствует обратному перезаряду конденсатора 6. Максимальная частота вращения двигателя определяется частотой собственных колебаний контура, состоящего из конденсатора 6 и обмотки двигателя 5. При уменьшении частоты вращения от максимального значения до нуля амплитуда тока в обмотке поддерживается путем замыкания ключа 3 для подзаряда конденсатора 4. Процесс формирования тока в обмотке 5 путем подзаряда конденсатора при снижении частоты вращения показан на фиг.2,б.
Таким образом, схема питания фазной обмотки РИД позволяет регулировать частоту вращения двигателя от нуля до максимального значения, определяемого параметрами схемы, без ухудшения параметров двигателя.
Схема питания фазной обмотки реактивного индукторного двигателя, содержащая источник питания, фазную обмотку двигателя, электронный ключ, конденсатор и диод, отличающаяся тем, что схема дополнительно снабжена дросселем, подключенным к положительному выводу источника питания непосредственно, а к отрицательному выводу через последовательно соединенные электронный ключ, диод и фазную обмотку, а конденсатор подключен к точке соединения электронного ключа с анодом диода и отрицательному выводу источника питания.
