Вентильный электродвигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских, Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6i) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270677 (21) 2500012/24-07 (51)hA. Kh.

2 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н 02 К 29/02

Государственный комнтет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 250186 Бюллетень ¹» (53) УДК, 621,313. .0 14.. 2: 621 ° . 382 (088. 8) Дата опубликования описания 250580 (72) Авторы изобретения

В.К. Лозенко и A Ì. Санталов (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (5 4) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике.

Из вестен вентильный зле ктродви гатель, у которого каждая секци я якорной обмотки подключена к источнику питания с помощью двухтактного магнитно-транзисторного ключа, содержащего два транзистора и один трансформатор (11 °

Управление таким ключом осуществляется за счет периодического насыщения потоком вращающегося постоянного магнита дросселя, обмотка которого включена параллельно одной из обмоток трансформатора. Недостатком такого электродвигателя является его сложность и высокая стоимость, что вызвано необходимостью иметь двойное количество транзисторов, а низкая надежность этого электродвигателя вызвана неудовлетворительным запуском ключа.

Известен также вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, по крайней мере одна секция. якорной обмотки которого подключена к источнику питания с помощью транзисторного ключа с цепью управления и согласно последовательно соединенных первичных обмоток двух 30 трансформаторов, вторичные обмотки которых в противофазе включены между обмоткой задающего генератора переМ нного напряжения и цепью управления транзисторного ключа.

Управление тран зи сточными ключами осуществляется по сигналам чувствительных элементов датчика положения ротора с изменяемой величиной элекТрического параметра чувствительного элемента (21 .

Такой электродвигатель является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. В электродвигателе обеспечивается пропорциональное току нагруз ки управление транзисторами коммутатора во всем диапазоне изменения нагрузки. На управление транзи сторами от датчиков положе ни я ротора требуется дополнительная мощность, что снижает энергетические показатели электродвигателя и кроме того, этот электродвигатель достаточно сложен. Для нитания чувствительныхх элементов датчика, например дросселей насыщения, требуется дополнительный источник переменного напряжения и выпрямительные устройства.

736285

Цель изобретения — упрощение вентильного электродвигателя и повышение его энергетических показателей, Это достигается тем, что в вентильном электродвигателе, сойеР® зщем синхронную машину, по крайней мере одна секция якорной обмотки которой подключена к источнику питания с помощью магнитотранзисторного ключа, содержащего триод и два трансформатора тока, первичные обмотки которых соединены согласно последовательно, а вторичные обмотки в противофазе включены между вторичной обмоткой согласующего трансформатора тока задающего генератора переменного напряжения и цепью управления магнитотранэи стор ного ключа, чувст вительный элемент датчика положения ротора включен параллельно последовательно соеди неннЫм вторичной обмотке согласующего трансформатора задающего генератора и вторичным обмоткам трансформаторов тока.

Триод магнитотранзисторного ключа может быть выполнен составным по крайней мере из двух транзисторов с раздельными коллекторными цепями, при— чем коллекторная цепь дополнительного транзистора подключена к источнику питания через отдельную якорнуюсекцию.

На фи г. 1 схемат иче ски и эо бр ажен однасекционный вентильный электрсдвигатель с магнитотранзисторным ключом, выпо,-,.ненным по схеме управления со средней точкой; на фиг. 2 — то же, но с магнитотранэисторным ключом„ выполи ен ным по мостовой схеме упр авления; на фиг, 3 — то же, но с магнитотранэисторныи ключом, выполненным по схеме составного триода.

Вентильный электродви гатель соде1 жит синхронную машину 1 с вращающимися индуктором, например постоянным магнитом 2, секция 3 якорной обмот ки которого подключена к и сточнику 4 питания с помощью транзисторного ключа 5 с цепью управления б и согласно последовательно соединенных первичных обмоток 7 и 8 двух трансфор маторов 9 и 10, вторичные обмотки 11 и 12 которых в противофазе включены между обмоткой 1 3 задающего генератора 14 переменного напряжения и цепью б управления транзисторного ключа 5. Вентильный электродвигатель содержиТ также датчик положения ротора с чувствительным элементом с изменяемой величиной электрическо го параметра, например дросселем 15 насыщения, обмотка 16 которого включена параллельно последовательно соединенным обмотке 13 задающего генератора 14 и вторичным обмоткам 11 и

12 трансформаторов 9 и 10. Изменение величины индуктивного сопротивления дросселя 15 осуществляется полем постоянного магнита 17, установленного на валу синхронной машины. Цепь управления транзисторного ключа со средней точкой (см. фиг. 1 и 3 ) содержит диоды 18 и 19.

На фиг. 3 транзисторный ключ выполнен по схеме составного триода из двух транзисторов 20 и 21 с раздельными колле кторными цепями, подключенными к источнику 4 питания с помощью отдельных секций 3 и 22 якорной обмот ки, одна — напрямую, а другая — че ре з пер ви чные обмот ки

7 и 8 трансформаторов 9 и 10. Первичные обмотки 7 и 8 трансформаторов

9 и 10 могут быть установлены в цепи секции 22 якорной обмотки. Резисторы 23 и 24 необходимы для запирания транзисторов.

Периодическое в функции угла поворота ротора включение и отключение секций якорной обмотки вентильного электродвигателя осуществляется следующим образом.

В положении, когда постоянный магнит 17 датчика положения ротора не насыщает дроссель 15, секция 3 (а на фиг. 3 и секция 22) подключена к источнику 4 питани я. Большое индуктивное сопротивление обмотки 16 дрос- селя 15 практически не оказывает влияния на работу магнитного транзис торного ключа. В цепи базы транзи— сторного ключа 5 протекает ток, пропорциональный току в секции 3 якорной обмотки синхронной машины l. По обмотке 16 дросселя 15 протекает ток холостого хода, так как его обмоточные данные выбирают ся из условия ненасыщения приложенным к обмотке 16 напряжением.

Если IIG тоянный магнит 17 датчика положения ротора насыщает дроссель 15, то индуктивное сопротивление обмотки 16 становится практически равным нулю, Активное сопротивление обмотки 16 несоизмеримо меньше эквивалентного входного сопротивления в цепи управления транзисторного ключа 5. Цепь управления транзисторного ключа 5 оказывается шунтированной обмоткой 16 дросселя 15. Транзисторный ключ 5 начинает запираться.

Уменьшается ток в цепи его коллектора и первичных обмоток 7 и 8 трансформаторов 9 и 10. Так как между обмотками 7 и 8 и 11 и 12 трансформаторов 9 и 10 существует положительная обратная связь, то пропорциональI .о уменьшается ток в цепи обмоток

11 и 12. Этот процесс носит лавинообразный характер. В конце процесса транзисторный ключ 5 полностью запирается резистором 23 (а на фиг. 3 и резисторов 24} . В цепи обмоток 11, 12, 16 и 13 течет ток холостого хода обмоток 11 и 12 трансформаторов 9 и 10, который может быт ь выбр ан сколь угодно малым. Секция 3 (на фиг. 3 и секция 22 ) обмотки якоря вентиль736285

Формула изобретения е1

Д fo Х г2

ЦНИИПИ Заказ 2440/44 Тираж 783 Подписное. Филиал ПНП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного дви гателя оказывается отключенной от источника 4 питания.

Таким образом, по обмотке 16 дросселя 15 в процессе работы электродвигателя течет ток холостого хода или самого дросселя 15 (секция 3 подключена к источнику питания) или трансформаторов 9 и 10 (секция 3 отключена от источника питания). Это предопределяет минимальные потери в обмотке 16 дросселя 15.

Изобретение позвоЛчет контролировать пропорциональность тока управления току нагрузки благодаря включению первичных обмоток 7 и 8 трансформаторов 9 и 10 лишь в одну иэ двух раздельных коллекторных цепей транзисторного ключа 5. Это достигается выбором определенного соотношения между омическими сопротивлениями R> и R>> секций 3 и 22 обмотки якоря, равного минимальному статическому коэффициенту усиления транзистора 21 /5, мин.

Изобретение позволяет упростить веитильный электродвигатель и повысить его энергетические показатели.

1. Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, по крайней мере одна секция якорной обмотки которой подключена к источнику питания с помощью магнитотранзисториого ключа, содержащего триод и два трансформатора тока, перве- чные обмотки которых соединены согласно пос.ледовательно, а вторичные обмотки в противофазе включены между вторичной обмот кой согласующе го трансформатора тока задающего генератора переменного напряжения и цепью управления магнитотранэисторного ключа, н по крайней мере один чувствительный элемент датчика положения ротора„ отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения энергетических показателей, чувствительный элемент датчика голожения ротора включен параллельно последо15 вательно соединенным вторичной обмотке согласующего трансформатора и вторичным обмоткам трансформаторов тока.

2. Электродвигатель по r..1, о тл и ч а ю шийся тем, что триод

20 магнитотранэисторного ключа выполнен составным по крайней мере из двух транзисторов с раздельнымн коллекторными цепями, причем коллекторная цепь дополнительного транзистора

75 подключена к источнику питания через отдельную якорную секцию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельст во СССР

Р 479201, кл. Н 02 К 29/02, 1975.

2. Балагуров B.A. и др. Бесконтактные двигатели постоянного тока с постояннымн магнитами М., Энергия, 19 75, с. 39-40 .