Универсальный бесконтактный электродвигатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистии вских

Республик (1Ц 468337 (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 10. 02. 72 (21) 1746678/24-7 с присоединением заявки— (32) Приоритет— (Щ N. Кд. Н 021 29/02

Государственный комитет

Совета Миннотроа СССР оо делам изобретений и открытий (53) У,П,К 621. 313. 298(088. 8) Опубликовано 25.04-75, Бюллетень № 15

Дата опубликования описания

А. И. Москвитин, Ш. И. Лутидзе, В. И. Чурсин, Д. K Кохреидзе

И. В Якимец, Э. Ш. Кутателадзе и Г. К. Кохреидзе (72) Авторы изобретения (71) Заявитель 1осударственный научно-исследовательский энергетический инсти им. I . М. Кржижановского (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1 ! Изобретение относится к электрическим машинам.

Известны бест онтактные электродвигатели с полупроводниковым коммутатором, содержа. щие датчик положения ротора и бесщеточную систему возбуждения с вращающимися выпря мителями на роторе.

Цель . изобретения — получение универсальных механических и энергетических характеристик бесконтактного двигателя с частотным регулированием числа оборотов при использовании его в многоцелевом приводе.

Для этого на роторе установлены две фазные обмотки, соединенные между собой через вращающийся коммутирующий переключатель, обеспечивающий переход с синхронного режима на асинхронный.

В режиме работы синхронного двигателя с частотным регулированием и в режиме работы двигателя постоянного тока с синхронным вращением ротора трехфазная обмотка возбуждения имеет две замкнутые фазы и подклю

2 чена к диодам возбудителя, а в режиме,работы двигателя постоянного тока с асинхронным вращением ротора обмотка возбуждения

5 замкнута накоротко и отсоединена от возбудителя.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого двигателя.

Предлагаемый универсаЛьный бесконтактный электродвигатель содержит статор 1 с трех фазной замкнутой обмоткой, ротор 2 неявнополюсный с двумя трехфазными обмотками

3, 4, 5 и 6, 7, 8, причем обмотки 3, 4, 5 являются обмотками возбуждения, а фазные обмотки 6, 7, 8 подключенные к диодам 9 — 14 выполняют роль возбудителя. Обмотка статора двигателя присоединена к коммутатору с тиристорами 15-20, собранному по трех фазной мостовой схеме. Коммутация тиристоров осуществляется с помощью коммутирующих конденсаторов 21 — 26. Конденсаторы

21 — 26 участвуют в работе схемы в комму

25 тационном интервале, поэтому величина емко- !

468337 сти коммутирующих конденсаторов 21 — 26 не большая. Диоды 27 — 32 предотвращают разряд коммутирующих конденсаторов 21 — 26 на обмотку статора во внекоммутационном интервале и этим же самым сохраняют заряд на обкладках коммутирующих конденсаторов.

Электродвигатель работает следующим образом.

1. Режим синхронного двигателя .с частотным регулированием числа оборотов. В этом случае коммутатор на тиристорах 15-20 управляется от системы управления, частота управляющих импульсов которой не связана жестко с положением ротора 2. Частота синхронизирована

Э. д. с. коммутации (переключения) наводимая в фазах 6, 7 и 8 возбудительной обмотки во время переключения фаз обмотки статора выпрямляется с помощью трехфазной мостовой схемы на диодах 9 14 и подается на обмотку возбуждения двигателя 3, 4 и 5. В обмотке возбудителя кроме э. д. с. коммутации наводится э. д. с., обусловленная наличием высших гармоник и обратного поля. Возбуждение регулируется за счет фазового сдвига питающих напряжений при помощи системы управления. Из за того, что активное сопротивление обмотки ротора 2 невелико, для создания необходимого тока возбуждения требуется небольшая по величине э. д. с. Из этих соображений число витков фаз 6, 7 и Я обмотки возбудителя выбирается небольшим. Коммутатор на тиристорах

15-20 управляется от системы управления, ча стоту следования отпирающих импульсов которой можно регулировать. Для управления коммутатором двигателя используется датчик положения ротора, по сигналам которого комму татор переключает секции обмотки статора.

Коммутирующий переключатель 33, расположен ный на роторе 2 и вращающийся вместе с ним, позволяет переключать обмотки ротора при переходе с одного режима работы на другой. В зависимости от способа управления коммутатором на тиристорах 15 — 20, а также в зависимости от вида схемы соединения обмотки ротора 2, обеспечиваемой вращающимся коммутирующим переключателем 33, в предлагаемом двигателе можно осуществить следующие режимы работы: со скоростью вращения ротора 2. Обмотка возбуждения имеет две замкнутые фазы 4 и 5 и подключена к диодам 9 — 14 возбудителя. Характе ристика двигателя в этом режиме близка к характеристике синхронной машины с частотным регулированием.

2. Режим двигателя постоянного тока с асинхронным вращением ротора. В этом случае фазные обмотки возбуждения 3, 4 и 5 замкнуты накоротко и отсоединены от фазных обмоток возбудителя 6, 7 и 8. Число оборотов двигателя в данном режиме регулируется путем изменения частоты следования управляющих импульсов коммутатора. Частота импульсов системы управления не связана со скоростью вращения ротора 2. Характеристики двигателя ближе к характеристикам асинхронного двигателя с частотным регулированием.

3. Режим двигателя постоянного тока с синхронным вращением ротора. В этом случае коммутатор на тиристорах 15-20 управляется по сигналам датчика положения ротора 2. На ротор подается возбуждение. В зависимости от относительного расположения обмотки статора 1 и оси полюсов ротора 2 происходит переключение обмоток статора.

Число оборотов и момент в этом режиме регулируется путем изменения напряжения питания двигателя, изменением тока возбуждения, а также путем изменения угла опережения от крывания коммутатора на тиристорах 15-20.

Последний определяется датчиком положения ротора. Характеристики двигателя в этом режиме соответствуют характеристикам коллекторного двигателя постоянного тока с неза. . висимым возбуждением. В режиме синхронного двигателя и в режиме двигателя постоянного тока с синхронным вращением ротора две фазы обмотки ротора 4 и 5 образуют короткозамкнутый контур, который выполняет роль демпферной обмотки. Конструктивно двигатель может быть выполнен на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, Предмет изобретения

Универсальный бесконтаткный электродвигатель с полупроводниковым коммутатором, содержащий датчик положения ротора и бесще468337 точную систему возбуждения с вращающимися выпрямителями на роторе, отличающийс я тем, что, с целью получения универсальных механических и энергетических характеристик двигателя при использовании его в многоце-. левом электроприводе, на роторе установлены две фазные обмотки, соединенные между собой через вращающийся переключатель, обеспечивающий переход с синхронного режима на

5 асинхронный.

468337

Сoc13iiH ень В.!1озевко

pi дактор т! и .. 1.н,р д Н.Ханеева Корректор l,Äî6ðîâîëücêàë

Ф

Заказ /Pgg Изл.."й g4/ Я нраж 782

Подписное

ll1lllilllll l осударсгнснно(о ко>антсга C оно а Мшшстров СССР

fi0 дн>>н1м н н>51)(. !яний н oThpi>iTHB

Москва, 113035, Раушская наб., 4 !

1рнлнрнятис «11аг:нп», Москна, 1 59> бережковская наб., 24