Двухскоростной вентильный электродвигатель
Сокзз Советских
Социалистических
Республик (и>748699
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬС1ВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240478 (21) 2609228/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹
Н 02 К 29/02
Государственный комитет
СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 150780. Бюллетень ¹ (53) УДК 621. 313..014.2:621.382 (088.8) 26
Дата опубликования описания 15 0780 (72) Авторы изобретения
P .К.Евсеев, A.À.Ño÷èâêî и A Т.Нестеров (7. 1 ) Заявитель. (54) ДВУХСКОРОСТНОЙ ВЕН ГИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании бесконтактных двигателей с питанием от сети пос-. тоянного тока.
Известны двухскоростные вентильные электродвигатели (ВД), выполненные с возможностью переключения обмоток с параллельного соединения на последовательное (1), с воэМожностью использования витков разных обмоток (2) и питания через среднюю точку силовой обмотки (3) .
Общим их недостатком является сложность и значительная установленная мощность силовых дополнительных коммутирующих элементов. ,Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче к предлаеаемому изобретению является ВД (4), в котором дополнительные обмотки включены в,базовые цепи ключей коммутатора.
Последний вариант получения двухскоростных (а в общем случае многоскоростных) режимов в ВД выгодно отличается от остальных меньшим числом и меньшей установленной мощностью элементов.
Этот двигатель содержит тв сек ций основной и m секций дополнительной обмоток, подключенных к одному зажиму источника питания через промежуточные и основные силовые полупроводниковые ключи, управляемые датчиком положения ротора (ДПР), причем дополнительная обмотка включена в базовые цепи основных силовых ключей, а основная обмотка подключена к другому зажиму источника питания через дополнительный ключ, входные цепи которого подключены к выходу тахометрического устройства, вход которого подключен к дополнительной обмотке.
Однако ВД (4) не может обеспечить экономичный разгон с повышенными маховыми массами на валу. Кроме этого, в нем не может быть осуществлен экономический режим рекуперативного торможения.
Цель изобретения состоит в уменьшении энергопотребления при разгоне
ВД с повышенными моментами инерции на валу, а также в воэможности исполь - " зования режима рекуперации энергии при торможении.
748699 4
Для достижения этой цели в известное устройство вводятся: логические элементы HE и И, полупровод " никовые диоды и ключ рекуперации, включенные так, что выход тахомет рического устройства соеФ "ен через 5 элемент Не с входной цепью дополнительйого ключа, силовая цепь которого через диод в проводящем направлении соединена с общей точкой основной обмотки, противоположные концы которой соединены через дио " дИ- в непроводящем направлении, шун"тйруйщие эмиттер-коллекторные пере xодМ основного ключа — с одним из зажимов .источника питания,, другой зажим. которого соединен с общей точкой основной обмотки через ключ рекуперации, входная цепь которого соединена с логическим элементом И, однй вход которого соединен с выходом тахометрического устройства, 20 а другой — является входом,для сигнала рекуперативного торможения.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1.изображен предлагаемый 5 двухскоростной ВД; на фиг.2 — механические характеристики. На чертежах обозначены: 1 — секция основной обмотки, 2 — силовой ключ, 3 — дополнительный ключ, 4 — секция дополнительной обмотки, 5 — промежуточный ключ, 6 — датчик положения ротора, 7 — тахометрическое устройство, 8 — высокоскоростная механическая характеристика, 9. -низкоскоростная механическая характеристика, 10 — логический элемент НЕ, 11,12— диоды, 13 — ключ рекуперативного торможения, 14 — логический элемент И, М вЂ” движущий момент, P — скорость вращения. 40
Запуск начинается с прихода сигнала с ДПР 6 на промежуточный ключ 5.
Кроме того, отсутствие сигнала с обмотками 4, эквивалентного нали " тйя входного сигнала, на дополни- 4g тельном ключе 3, который подключает все рабочие секции 1 к источнику . питания и двигатель запускается по характеристике 9 (фиг.2), которая образуется суммарным действием основной 1 и дополнительной 4 обмоток.
По мере разгона двигателя воз. растает противо-ЭДС, наводимая на вспомогательной обмотке 4 н йаступает момент; когда величина противоЭДС будет равна или больше порога срабатывания тахометрического устройства 7. Ключ 3 срабатывает и отключает силовые низкоомные обмотки .
Двигатель переходит на высокоскоростную характеристику 8 (фиг.2) . Ре- 60 гулируемый уровень срабатывания тахометрического устройства 7 определяет момент перехода ВД с низкоскоростной характеристики 9 на высокоскоростную характеристику 8, тем самым вЛияя на общее время раз-! гона маховичного привода, причем если момент переключения будет выбран ниже точки А(тОчка пересечения механических характеристик высокоскоростного и низкоскоростного режима), то момент на валу упадет при переключении, если момент переключения выбран выше точки А, то момент на валу возрастет. Оптимальной настройкой тахометрического устройства 7 будет переключение в точке А, когда не будет изменения моментов на валу разгоняемого двигателя, а следовательно не будет резких изменений тока питания, разгон будет плавным и энергетически выгодным. Формирование таких механических характеристик позволяет при той же установленной мощности силовых элементов коммутатора сократить энергоемкость источника питания двигателя, а также мощность самого ВД, что особенно важно в системах с автономным питанием.
В режиме рекуперативного торможения подается сигнал управления на вход а элемента И (14)., на другой вход которого подается сигнал с тахометрического устройства 7. Двигатель переходит в режим рекупера-, тивного торможения и тормозится до точки М,A,P (в зависимости от режима настройки тахометрического устройства 7.. При этом для более полного использования режима рекуперативного тОрможения выгоднее использовать в качестве переключения точку P. Для исключения воэможности замыкания тока, т.е. исключения режима динамического торможения при переходе с низкоскоростной обмотки 1 на высокоскоростную обмотку 4 ставится диод 11, а чтобы замкнуть ток рекуперации на источниН, каждый силовой ключ 2 шунтируется диодом 12.
При таком включении двухскоростного ВД уменьшается общее время разгона двигателя, появляется возможность более экономично осуществлять разгон ВД при большой маховой массе йа валу двигателя, а также испольэовать режим рекуперативного торможения, что является особенно энергетически выгодно в системах с автономным питанием.
Формула изобретения
Двухскоростной вентильный электродвигатель, содержащий m секций основной и m секций дополнительной обмоток, подключенных к оЪному зажиму источника питания через промежуточные и основные сияовые полупроводниковые ключи, управляемые датчиком положения ротора, причем дополнительная обмотка включена в
748699
Составитель A.Ñàíòàëîâ Редактор Т. Кузнецова Техред М. Петко Корректор В.Бутяга ТИАР Ф 3". М « »М - р - » . .,В Заказ 4255/45 Тираж 783 . Подпйсное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 базовые цепи основных силовых ключей, а основная обмотка поключена к другому зажиму источника питания через дополнительный ключ; входные . цепи которого подключены к выходу тахометрического устройства, вход 5 которого подключен к дополнительной обмотке, отличающийся тем, что, с целью улучшения энерге- тических показателей двигателя, ой снабжен логическими элементами И, НЕ, полупроводниковыми диодами и ключом рекуперации, причем выход тахометрического устройства соединен через элементы НЕ с входной цепью дополнительного ключа, силовая цепь которого через диод в проводящем направлении соединена с общей точкой основной обмотки, противоположные концы которой соединены через диоды в непроводящем направлении, щунтирующие эмиттер — коллек- 20 торные переходы каждого основного полупроводникового ключа — с одним..з зажимов источника питания, другой зажим которого соединен с общей точкой основной обмотки через ключ рекуперации, входная цепь которого соединена с выходом логического элемента И, один вход которого соединен с выходом тахометрического; устройства, а другой — является входом для сигнала рекуперативного торможения. Источнйки информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Бертинов A.Н., Дубенский A.A. Бесконтактные двигатели со стабилизированной скоростью и повышенной равномерностью вращения. Л., Наука, 1972, с.144. 2, Авторское свидетельство СССР 9445968, кл. Н 02 К 29/02, 1974. 3. Патент CIA 93643148, кл.318-138, 1970. 4. Авторское свидетельство СССР 9479203, кл. Н 02 К 29/02, 1973.
