Самозапускающийся синхронный электродвигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

251674

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29ЛЧ.1968 (№ 1235786/24-?) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.1Х.1969. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 25.II.1970

Кл. 21т12, 16

21с, 57!34

МПК Н 02k

Н 02р

УДК 621.313.323:621.316..717 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Г. А. Пархоменко

Заявитель

САМОЗАПУСКАЮЩИИСЯ СИНХРОННЫЙ

ЭЛ EKTPOДВ И ГАТЕЛ Ъ

Известны самозапускающиеся синхронные электродвигатели, коммутация обмотки якоря в которых осуществляется в функции положения полюсов ротора относительно обмотки.

Такие двигатели обладают рядом преимуществ, свойственных коллекторным электродвигателям, и отличаются хорошими пусковыми характеристиками. Однако наличие щеточно-коллектор ного узл а дел ает конструкцию сложной и имеющей низкую надежность, что затрудняет ее практическое использование.

Цель предлагаемого изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности синхронного самозапускающегося электродвигателя.

Это достигается тем, что последовательно с каждой фазой обмотки включены вентили, например тиристоры, управляемые датчиком положения ротора, а вершины треугольника, образованного фазными обмотками, подключены непосредственно к трехфазной сети.

На фиг. 1 и 2 показаны два варианта выполнения электродвигателя.

На фиг. 1 в качестве примера приведена принципиальная схема трехфазного самозапускающегося синхронного двигателя с возбуждением от постоянного магнита, расположенного на роторе 1. Последовательно с каждой из фаз А, В и С обмотки статора, соединенных в треугольник, включены тирпсторы 2, 3 и 4, управляемые сигналами с чувствительных элементов 5, б и 7 датчика положения ротора. Ротор 8 датчика положения, выпол5 пенный в виде постоянного магнита, закреплен на общему валу с ротором 1 двигателя.

В качестве чувствительных элементов, неподвижных относительно статора, использованы датчики Холла, которые равномерно распо10 ложены по окружности и возбуждаются дополнительными источниками 9, 10 и 11.

Величина и полярность сигнала на выходе каждого датчика Холла зависит от положения полюсов ротора 1. К обмотке двигателя

15 подведено переменное напряжение от трехфазной сети.

В момент включения ротор двигателя, создающий магнитный поток Фс, находится в положении, показанном на фиг. 1. При этом с

20 чувствительного элемента 5 поступает сигнал на открывание тиристора 2. Тиристоры 8 и 4 остаются в закрытом состоянии вследствие отсутствия отпирающего сигнала па управляющих электродах. Таким образом, по фазе А

25 начинает протекать выпрямленный ток, создающий НС статора. По фазам В и С ток не протекает. Под воздействием возникшего вращающего момента ротор 1 поворачивается и вместе с ним на такой же угол поворачивает30 ся ротор 8. Это приводит к тому, что в какойто момент времени пропадает отпирающий сигнал на управляющем электроде тиристора

2, и этот тиристор закрывается при изменении полярности напряжения в фазе А. Сигналом с чувствительного элемента б открывается тиристор 8 и по фазе В начинает протекать выпрямленный ток, создающий НС статора.

Возросший момент вызывает дальнейший поворот ротора и т. д. Таким образом, пуск и разгон двигателя происходит подобно обычному вентильному двигателю.

Скорость вращения ротора увеличивается до тех пор, пока частота управляющих сигналов с датчика положения не станет равной частоте тока в сети. При этом частота тока в обмотке будет также равна частоте тока сети.

Дальнейшее повышение частоты тока в обмотке происходить не будет, так как открытое состояние тиристора будет сохраняться в течение всего полупериода тока в обмотке независимо от длительности сигналов с датчика положения.

Таким образом частота тока в обмотке стабилизируется, и двигатель переходит в синхронный режим работы.

При работе в синхронном режиме двигателя (см. фиг. 1) по фазам протекают импульсы тока в виде полуволн синусоиды.

Для улучшения рабочих характеристик двигателя необходимо обеспечить в синхронном режиме протекание в обмотке синусоидального тока. С этой целью соединение и коммутация обмотки должна быть выполнена, как показана на фиг. 2.

Схема на фиг. 1 от схемы на фиг, 2 отличается тем, что последовательно с каждой фазой обмотки, соединенной в треугольник, включены два тиристора, которые соединены между собой параллельно-встречно.

Управление двумя тиристорами, например

2 и 2, осуществляется сигналами, сдвинутыми во времени на 180 эл. град, и снимаемыми с чувствительных элементов 2 и б датчика положения. Положительный полупериод тока протекает через тиристор 2, а отрицательный — через 2>. Включение синхронного электродвигателя по такой схеме позволит полу5 чить от него оптимальные электромеханические и энергетические характеристики.

Таким оор азом, соединение обмотки трехфазного синхронного электродвигателя в треугольник и включение последовательно с

10 каждой фазой обмотки тиристоров, управляемых в функции положения ротора специальным датчиком положения, позволяет осуществить самозапуск и обеспечить устойчивую работу двигателя в синхронизме.

15 По сравнению с обычными синхронными двигателями предлагаемый двигатель имеет улучшенные пусковые характеристики, подобные пусковым характеристикам вентильного двигателя. По сравнению с известными вен20 тильными двигателями скорость вр ащения предлагаемого двигателя синхронная и определяется его полюсностью с частотой тока в сети.

В предлагаемом двигателе могут быть при25 менены различные типы датчиков положения: м агнитоди оды, тр ансформ аторные, индуктивные, лучевые и т. и.

Двигатель может быть построен с возбуждением от постоянных магнитов, с электро30 магнитным возбуждением, с реактивным ротором и т. п.

Предмет изобретения

С амоз апускающийся синхронный электро35 двигатель с трехфазной обмоткой на статоре, включенной по схеме треугольника и коммутируемой в функции угла поворота ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, последовательно с каждой фазой

40 обмотки включены вентили, например тиристоры, управляемые датчиком положения ротора, а вершины треугольника, образованного фазными обмотками, непосредственно подключены к трехфазной сети.

251674

6 vA2

Составитель В. Ротайко

Редактор В. В. Фельдман Техред Т. П. Курилко

Корректор А П Васильева

Заказ 29/18 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр, Сапунова, 2