Бесколлекторный электродвигатель постоянного
Т . О П И С А-=Н И-В, ИЗОБРЕТЕНИЯ еМеяо Союз Советских Социалистических Республик Зависимое от авт. свидетельства № Заявлено 13Х1.1968 (№ 1247760!24-7) с присоединением заявки № Приоритет Опубликовано 27.VII.1973. Бюллетень № 32 Дата опубликования описания 18.XII.1973 М. Кл. Н 02k 29/ОО Государственный комитет Совета Министров СССР со делам изооретений и открытий УДК 621,313.292(088.8) Автор изобретения В. Г. Еременко Московский ордена Ленина энергетический институт Заявитель БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТО КА Известны бесколлекторные электродвигатели постоянного тока, содержащие многофазную обмотку на статоре, ротор, полупроводниковый коммутатор и блок управления с кольцевым переключателем. В известных электродвигателях переключение коммутаropa происходит по сигналам датчика положения ротора. Наличие датчика усложняет конструкцию машины, увеличивает количество проводов, подходящих к двигателю. В предлагаемом двигателе отсутствует специальный датчик положения ротора, а для управления коммутатором используется эффект изменения индуктивного сопротивления фазы на высокой частоте в функции угла поворота ротора, для чего кольцевой переключатель блока управления коммутатором выполнен на магнитных усилителях, обмотка управления каждого из которых включена в цепь коммутатора а обмотка переменного тока через источник высокочастотного напряжения и разделительный фильтр одним концом подключена к соответствующей фазе статорной обмотки, а другим концом — к опорному элементу, параллельно которому включен полупроводниковый ключ кольцевого переключателя, а на вход последнего включена запирающаяся цепь задержки в виде цепочки RC. На фиг. 1 приведена электрическая схема двигателя; на фиг. 2 — кривые изменения высокочастотного сигнала в фазах двигателя в функции угла поворота ротора. Двигатель имеет фазные обмотки 1 — 8 (фиг. 1). Высокочастотные дроссели 4 — 6 и конденсаторы 7 — 9 образуют развязывающие фильтры. Силовой коммутатор выполнен па отсекающих диодах 10 — 12 и тиристо1О рах 18 — 15 с коммутирующими конденсаторами 16 — 18. Высокочастотное напряжение подается через трансформатор с выходными обмотками 19 — 21, включенными через высокочастотный переключатель на магнитных усилителях 22 — 24 к опорным элементам, выполненным на диодах 25 — 27 с параллельно соединенными транзисторами 28 — 80. Значение тока диодов 25 — 27 задается сопротивлениями 81 — 88. На входы транзисторов 28 — 80 вклю2О чена запирающая цепь задержки в виде последовательно соединенного конденсатора (84 — 86) н сопротивления (87 — 89). Бесколлекторный электродвигатель с данным олоком управления работает следующим 25 образом. При включении двигателя поступает запускающий импульс иа любой тиристор силового коммутатора от пускового устройства (на схеме не показано). Включается одна фаза двигателя, например 1. При этом насыщается магнитный усилитель 22, обмотка уп392590 равления которого включена в цепь тиристора 18. Ротор двигателя стремится занять положение, когда оси намагничивающей силы статора и ротора совпадают. Однако при подходе к этому положению в точке 2 (фиг. 2) высокочастотный ток измерительного контура 1, фазы 1 (фиг. 1) превышает значение тока 1о (фиг. 2), протекающего через диод 25 (фиг, 1), и начинает протекать через переход эмиттер — базу транзистора 28, открывая его и давая управляющий импульс на тиристор 14 соседней фазы. Он открывается, его ток насыщает магнитный усилитель 28, тиристор 18 гаснет благодаря коммутирующему конденсатору 1б. Момент двигателя создается того же знака, что и прежде, и вращение происходит в ту же сторону. В первый момент, после включения тиристора И, зарядный ток цепочки RC (87, 84) увеличивает ток диода 2б, что препятствует ложному открыванию транзистора 29. Транзистор 29 откроется при подходе ротора к точке Я (фиг. 2), и ток перейдет в фазу 8; откроется тиристор 15, а тиристор 14 выключится. Происходит кольцевое переключение силовых и управляющих цепей. Максимум момента двигателя соответствует минимуму тока высокой частоты — точки а, б, с (фиг. 2). Для увеличения глубины модуляции высокочастотного тока в измерительной цепи высокую частоту выбирают равной резонансной частоте последовательной цепочки из разделительной емкости 7 и индуктивности фазы 1 двигателя для положения ротора, соответствующего максимуму тока высокой частоты. Моменты переключения силового и высокочастотного коммутаторов фиксируются током диодов 25 — 27. Опорный элемент здесь одновременно выполняет функции усилителя мощности, Скорость двигателя регулируется изменением постоянного напряжения или изменением тока опорного элемента за счет изменения сопротивлений 81 — 88. Высокочастотный переключатель в схеме двигателя необходим, так как при одновременной подаче напряжения высокой частоты на все фазы двигателя происходит в двух фазах смещение положения максимумов тока из-за несовпадения оси результирующей нам агничивающей силы машины и оси фазы. В случае экономич5 15 го г5 зо 50 ного регулирования скорости двигателя управляющий блок может быть снабжен дополнительным опорным элементом, имеющим противоположное включение с основным опорным элемен гом, а силовой коммутатор снабжен дополнительным отключающим двигатель от сети ключом, соединенным с управляющим блоком, в этом случае моменты включения фаз 1, 2, 8 двигателя чередуются с моментами, когда двигатель полностью отключается от сети О (фиг. 2). Для повышения экономичности регулирования середина промежутка времени, когда фаза отключена, должна приходиться на точки а, b, с, когда ось фазы и ось полюса взаимно перпендикулярны. В этом случае включение фаз двигателя производится в моменты 1, 3, 5 (фиг. 2) дополнительным опорным элементом, а отключение двигателя от сети и переключение высокочастотного коммутатора основным опорным элементом в моменты 2, 4, б. При таком регулировании двигателя силовой коммутатор;и высокочастотный переключа .ель выполняются раздельно, так как измерительные цепи блока управления не должны полностью отключаться от двигателя. Предмет изобретения 1. Бесколлекторный электродвигатель постоянного тока, содержащий многофазную обмотку на статоре, ротор, полупроводниковый коммутатор для коммутации тока в статоре в зависимости от положения ротора .и блок управления с кольцевым переключателем, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, кольцевой переключатель выполнен на магнитных усилителях, обмотка управления каждого из которых включена в цепь коммутатора, а обмотка переменного тока через источник высокочастотного напряжения и разделительный фильтр одним концом подключена к соответствующей фазе статорной обмотки, а другим — к опорному элементу, параллельно которому включен полупровод. пиковый ключ кольцевого переключателя. 2. Электродвигатель постоянного тока п< п, 1, отличающийся тем, что на вход полупроводникового ключа кольцевого переключателя включена запирающая цепь задержки в виде цепочки RС. 392590 0в + Ф— Фиг f -и 7с в Фиг 2 Составитель М. Кузнецова Техред Л. Богданова Редактор Л. Бердник Корректоры; Л. Корогод и А. Николаева Заказ 3275!3 Из,д. № 1974 Тираж 755 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5 Типография, пр. Сапунова, 2
