Вентильный электродвигатель

 

Союз Советскик

Соцнапнстнчвскик

Республик

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>970579 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.04.81 (21) 3271261р407 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

Н 02 К 29/02

3Ъаудврстеекмй кемктет

СССР ао аеам кэобретенкк н открытий

Ж) УДК 621;313. .13.014.2:621. ,382 (088.8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30.10.82

В. В. Омельченко, В. M. Пожидаев, В. В. Путников и Х. Н. Лебедев (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ВЕНТ11ЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике.

Известны вентильные электродвигатели (ВД), содержащие синхронную машину, секции обмотки якоря которой подключены к источнику питания при помощи составных транзисторных ключей (1).

В данных ВД для насьпцения составных транзисторных ключей в коллекторную цепь каждого силового транзистора вводится низкоомный резистор. Хотя при этом обеспечивается требуемый коэффициент насыщения составного транзисторного ключа, в то же время, рассеиваемая в нем мощность (с учетом мощности рассеиваемой в дополнительном резисторе) не снижается, что ухудшает энергетические показатели ВД.

Известны ВД, в которых для насьпцения составных транзисторных ключей используются низковольтйые источники постоянного напряжения, включенные в цепи. коллекторов тран- эО зисторов (2) . Недостатком указанных ВД является сложность получения большого числа гальванически развязанных низковольтных источников постоянного напояжения.

Наиболее близок к предлагаемому ВД,секции обмотки якоря которого подсоединены параллельно к источнику питания через последовательно включенные обмотки вольтодобавочного дросселя и транзисторные ключи коммутатора. В обмотках вольтодобавочного дросселя ВД генерируются ЭДС практически треугольной формы (3) . При использовании в ВД составных транзисторных ключей и известных устройств для их насыщения известным двигателям присущи недостатки вентильных двигателей (1) и (2).

Цель изобретения — улучшение энергетическихх показателей вентильного двигателя.

Указанная цель достигается тем, что введены дополнительные обмотки вольтодобавочного дросселя по числу секций и каждая секция якорной обмотки выполнена с отводом от части витков, коллекторы входных транзисторов составных транзисторных ключей соединены с отводами от части витков коммутируемых ими секций, а коллекторы выходных транзисторов соединены с выходными конца970579 ми коммутируемых ими секций якорной обмотки через дополнительные обмотки дросселя.

На фиг. 1 изображена электрическая схема

ВД; на фиг. 2 — временные диаграммы ЭДС, действующих на элементах схемы., Электродвигатель содержит секции 1 — 4 якорной обмотки, транзисторы 5 — 12 составных транзисторных ключей коммутатора, вольтодобавочный дроссель 13 с обмотками 1.4 и

15 и дополнительными обмотками 16 — 19, .

От обмоток дросселя выполнены отводы 20—

23. Питание ВД осуществляется от источника

24 постоянного напряжения. Обмотки дросселя расположены на магнитопроводе 25.

На фиг. 2 обозначено: 9q и f;, — ЭДС, наводимые в частях витков секций 1 и 2 между отводами 20 и 21 и концами обмоток 16 и

17 вольтодобавочного дросселя (полярность

ЭДС ь, и 1 представлена соответственно для моментов времени, когда открыты транзисторы

5 и 6 или 7 ц 8); fop — ЭДС, индуктируемые в обмотках 16 и 17 вольтодобавочного дроссе ля 13; f — суммарная ЭДС на последовательно соединенных обмотке 16.и части секции 1 до отвода 20, а также на обмотке 17 и части секции 2 до отвода 21.

Пары секций 1, 2 и 3, 4, сдвинутые между .собой в расточке статора на 90 эл, град, через транзисторы 5 — 12 и основные 14 и 15, а также дополнительные 16 — 19 обмотки вольтодо— бавочного дросселя 13 подключены к зажимам источника 24 питания.

При подключении ВД к источнику 24 питания транзисторы 5 — 12 по сигналам ДПР (на схеме показан) начинают коммутировать токи .в секциях 1 — 4 якорной обмотки двигателя. 35

При этом транзисторы 5, 6 и 7, 8, а также 9, -1 0 и 11, 12 переключаются в противофазе, находясь каждый во включенном состоянии на протяжении полупериода (180 эл. град) выходного сигнала ДПР. 4О

Таким образом, в каждый момент времени ток протекает по двум секциям, одна из которых находится в одной, а другая — в другой парах секций, сдвинутых между собой на

90 эл.град. В результате взаимодействия тока 45 секций с магнитным полем индуктора ротор двигателя приходит во вращение. В секциях 1—

4 и в обмотках вольтодобавочного дросселя появляется ЭДС сосответственно синусоидальной и треугольной формы. ЭДС, действующие в час- g0 ти витков секций и в дополнительных обмотках вольтодобавочного дросселя 13, включенных между коллекторами входных и выходных транзисторов 5 — 12, нри этом суммируются.

Сумма ЭДС . (например, fi и 1вт, фиг.2 а и б), 5 действующих между коллекторами открытых

4 транзисторов, положительным потенциалом при. ложена к коллектору выходного транзистора (например, 6), а отрицательным — к коллектору входного транзистора (например, 5) составного ключа. Диаграмма суммарной ЭДС представлена на фиг. 2 а. При этом составной ключ полностью насьпцается. Так как ЭДС, действующие в частях витков секций и в дополнительных обмотках дросселя, участвуют в создании электромагнитного момента двигателя, а потери в насьпценном составном транзисторном ключе предельно уменьшаются, то предлагаемый ВД имеет более высокий КПД по сравнению с известными ВД.

Таким образом, предлагаемое устройство

1 позволяет улучшить энергетические показатели

ВД благодаря обеспечению насыщенного состояния составных транзисторных ключей путем использования суммарной ЭДС, источники которой, являясь элементами самого электродвигателя, имеют очень низкое внутреннее сопротивление., Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, 2 п секций обмотки якоря которой, сдвинутых между собой на

90 эл. град, подсоединены параллельно к источнику питания через последовательно с ними включенные обмотки вольтодобавочного дросселя и составные, например, двухтранзисториые ключи коммутатора, управляющие цепи которых соединены с выходными зажимами датчика положения ротора, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, введены дополнительные обмотки вольтодобавочного дросселя по числу секций, каждая секция якорной обмотки выполнены с отводом от части витков, коллекторы входных транзисторных составных транзисторных ключей соединены с отводами от части витков коммутируемых ими секций, а коллекторы выходных транзисторов соединены с выводными концами коммутируемых ими секций якорной обмотки через дополнительные обмотки дросселя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Овчинников И. E., Лебедев Н. И. Бесконтактные двигатели постоянного тока автоматических устройств. М.— Л., "Наука", 1966, с. 99 — 100.

2. Электронная техника в автоматике.

Под ред. Ю, И. Конев, вып. 8, 1978, с. 13 — 15.

3. Авторское свидетельство СССР Хо 550734, кл. Н 02 К 29/02, 1975.

970579

Фие.2

Составитель А. Санталов

Техред С.Мигунова

Корректор Л. Бокшан

Редактор Л. Пчелинская

Заказ 8415/70

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 е

Ер

Тираж 721

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5