Вентильный электродвигатель с бесщеточной системой возбуждения
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт, свидетельства №
Кл. 21d2, 41
Заявлено 12.Ч1.1968 (№ 1248644/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
МПК Н 02р
Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министров
СССР
УДК 621.313.392 (088.8) Опубликовано 18 Ч111.1969. Бюллетень № 26
Дата опубликования спи сания 16.1.1970
Авторы изобретения
В. А, Сенаторов, Н. Н. Горин, В. Е, Новиков и Ю. С. Страмнов
Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта
Заявитель
ВЕНТИЛЪНЪ1Й ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЪ С БЕСЩЕТОЧНОЙ
СИСТЕМОЙ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Известны вентильные электродвигатели с бесщеточной оистемой возбуждения, содержащей вращающицся трансформатор и выпрямительный полупроводниковый блок на роторе, и с управлением вентилей сигналами датчика положения ротора.
Однако,в таких двигателях наличие отдельно устанавливаемых датчиков положения ротора приводит к усложнению конструкции, снижению ее надежности.
Предлагаемый электродвигатель отличается от извеспных тем, что, с целью упрощения конструкции путем совмещения датчика положения ротора с устройством бесщеточнаг о вовбуждения, прансфо рматар выполнен с;неподвиж ной многофазной первич(ной обмотиой, фазные катушки которой, соединенные па раллельно, подключены соогветстве н но началами и концами к зажимам источника перемен ного тока и размещены на отдельных стержнях магнитопровода, и со вторичной обмоткой, расположенной на кольцевом вращающемся м агнитопр оводе, образующем со стержнями неравномерный 3830lp, а в,качестве выходных звеньев датчика положения,рото ра использованы дополни пельные обмотки, т ра н сформа. торно связанные с неподвижными фазными катушками.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема расположения обмоток описываемого электродвигателя; на фиг. 2 — принципиальнаяя схем а тр аясфор м атор а воз бужден и я.
Электродвигатель состоит из синхронного двигателя 1, трансформатора возбуждения 2
5 и полуправоднипсового выпрямителя 8 (на чертеже прео бразователь частоты и числа фаз силовой цепи IHe показан). Си нхронньш,двигатель,имеет обмотку 4 .и обмотку возбуждения 5 на роторе. Обмотка возбуждения пи10 тается от трансформатора через расположенный на роторе полупроводниковьш выпрямитель 8.
Трансформатор возбуждения состопт пз неподвижной части со стержне выхги магипгопро15 водами б — 8, на которых расположены катушки первичной обмотии 9 — 11, включ ííûå параллельно, и подвижной части мапнитопровода 12 с обмоткой 18.
Подвижная часть магнптопровода 12 транс20 форматора, как и полупроводниковый выпрямитель, закреплена на роторе синхронного двигателя и в ращаепся вместе с ним. Трансформатор,в целом может быть смонтирован внутри остова двигателя, что предпочтитель25 нее, или,на внешней его ча сти. Неподвижная часть мапнитоп ровода трансформатора состоит из трех стержней, смещеяных по окруж.ности друг от друга на 120 . Параллельных стержней магнитопровода может быть и
30 больше — их число и расстановка опреде250286 ляювся необходимым !количеством датчиков положения и чи сло м,пар полюсов у cHIHxpoIHного двигателя (на фиг. 2 представлена схема для одной пары полюсов). Подвижной чампи м агнитопровода придаевся форма, обе с печивающая при вращении ротора переменный воздушный зазор поочередно под каждым из стерженей неподвижной ча сти магнитопровода, что превращает эти стержни с ра сположе нными IHa них обмотками в дроссельные дагчики положения ротора. Конструкция магнитопровода, обусловливающая:изменение воздуш ного зазора, определяется необходимой формой .получаемого сигнала. С целью каждой катушки трансформ аторно связаны выходные обмотки 14 — 1б датчика положения ротора.
Трансформатор возбуждения работает следующим образом.
При включении,в ра боту по первичной обмотке трансформатора протекает переменный ток возбуждения, создающий в магнитопро воде магнитный поток. Индуктируемый при этом во вторичной обмотке трансформатора переменный ток через выпрямитель 8 питает обмотку возбуждения 5 .синхронного двигателя.
Ротор трансформатора, занимая какое-то произвольное положение, обеспечивает неодинаковые воздушные зазоры под разными сгержнями магнитопровода, например, под стержнем с обмоткой 9 воздушный зазор .наибольший. Это приводит к тому, что магнипная проводимость этого участка,м апнитопровода и индуктивность обмотки оказываются наименьшим и, а ток, проходящий через обмотку,— наибольшим по сравнению с другими ветвями обмотки. Регистрируя расположенные вне двигателя обмотками 14 16 датчика разницу проходящего по обмотка м 9 — 11 тока, можно четко судить о положении,рото ра QTIHосительно каждого из стерженей. При вращении ротора область с наибольшим,воздуш1ным зазором перемещается поочередно под .каждый из стер кней. Характер изменения сигнала при пе ремещении:ротора, как и в обычных дроссельных датчиках с переменным воздушным зазором, определяется формой изменения воздушного зазора и может выбираться в завис и м ости от:н аз.н а ч ени я.
С целью устранения пульсации тока воз-. буждения от изменения магнитной проводимости магнитопровода траасформатора изменение воздушного зазора IllpoIHзводится строго
5 последовательно и таки м образом, что эквивалентная проводимость всего магнитопровода трансформатора при вращении ротора остается,неизменной. Это требование легко tBbtполняется, напр имер, прои неизменном эиви10 валентном воздушном зазоре между подвижной и неподвижной частями магнитопровода и идентичности ко иструкции всех стерженей. Неизменность эиви валентного воздушного зазора может быть получена, например, при угле
15 выемки в роторе, равном (расстоянию между
oIcHtHIH двух смежных параллельных участков магнитопровода, т. е. 120 .
Изменени е магнитной проводимости отдельных участков мапнитап ровода трансформато20 ра может быть обеспечено также и другими средствами, на пример путем магнитного эиранирова ния участков подвижной части магнитапровода или путем, искусственного подмагнич ивания их.
Предмет изобретения
B eH TIHJIb H bt 1l электр одвигатель с б есщеточной системой возбуждения, содержащей вращающийся трансформатор и выпрямителыный
30 полупроводниковый блок на роторе, и с управлением вентилей сигналами датчика положения ротора, отлича ои4ийся тем, что, с целью упрощения KQHcT!pукции путем со вмеще ния датчика положения ротора с устрой ст35 Boм бесщеточного возбуждения, трансфо рматор выполнен Ic,неподвижной многофаз|ной первичной обмоткой, фазные катушки которой, соединенные параллельно, подключены соответственно:началами и концами к зажимам
40 источника переменного тока .и размещены,на отдельных стерженях магнитопровода, и со вторичной обмоткой,:расположенной на кольцевом вращающемся магнитопро воде, образующем со стержнями неравномерный зазор, 45 а в качестве выходных цепей датчика положен ия ротора использованы дополнительные обмотки, трансфоpvlaTQ!pHo связанные с неподвижными фазными катушка ми.
250286
Фиг 1 71
Редактор Андреева
Заказ 3638/1 Тираж 4SO Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва Ж-35, Раушская паб., д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель В. Ратайко
Техред Т. П. Курилко
Корректоры: М. Коробова и А. Абрамова
