СХЕМА ПУСКА ОДНОФАЗНОГО ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК H02P1/46 H02P6/00 H02K19/06 H02P8/00 

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к системам питания с нереверсивными однофазными индукторными электродвигателями для бытовой техники.

Известна схема управления однофазным индукторным двигателем, содержащая полупроводниковый коммутатор для питания обмотки двигателя, конденсатор фильтра. Пуск и работа двигателя осуществляются коммутатором с управлением от микропроцессора по сигналам датчика положения ротора при пуске, на статоре двигателя размещены постоянные магниты (патент США 4616165, кл. H 02 P 1/42, 1986).

Недостатком данного схемного решения является ненадежность пуска двигателя, обусловленная низким значением синхронизирующего момента от постоянных магнитов, устанавливающих ротор в стартовое положение.

Известен однофазный индукторный электродвигатель с управляющими полюсами на статоре и электронным управлением. На статоре двигателя помимо основных полюсов расположены дополнительные полюса с обмотками, посредством которых формируется управляющий ток для включения через полупроводниковый преобразователь основной обмотки. Предусмотрен управляемый ключ для отключения дополнительной обмотки после разгона двигателя (патент ФРГ N 4012561, кл. H 02 P 7/622, H 02 K 19/04, 1990).

Недостатком данной схемы управления однофазным индукторным электродвигателем с дополнительными полюсами является ненадежный пуск двигателя вследствие трансформаторного включения катушек дополнительных полюсов, так как синхронизирующий момент дополнительных полюсов при пуске получается небольшим.

Целью изобретения является обеспечение надежного пуска однофазного индукторного электродвигателя.

С этой целью в схему пуска однофазного индукторного электродвигателя, содержащую источник питания, стартовую обмотку электродвигателя, управляемый ключ и полупроводниковый коммутатор, к входным зажимам которого подключен конденсатор, а к выходным зажимам основная обмотка электродвигателя, введен токоограничительный резистор, соединенный последовательно со стартовой обмоткой двигателя, причем один входной зажим полупроводникового коммутатора напрямую, а другой через токоограничительный резистор и стартовую обмотку двигателя подключены к соответствующим клеммам источника питания, управляемый ключ подключен параллельно цепи, образованной токоограничительным резистором и стартовой обмоткой.

На фиг. 1 приведена схема пуска однофазного индукторного электродвигателя; на фиг. 2 поперечное сечение индукторного электродвигателя.

Схема пуска однофазного индукторного электродвигателя содержит полупроводниковый преобразователь 1, имеющий входные зажимы 2, 3, к которым подключен фильтровый конденсатор 4, и выходные зажимы 5, 6, соединенные с основной обмоткой 7 электродвигателя. Стартовая обмотка 8 электродвигателя соединена последовательно с токоограничительным резистором 9, который включен между входным зажимом 2 преобразователя и клеммой 10 источника питания 11. Второй зажим преобразователя соединен с клеммой 12. Управляемый ключ 13 подключен параллельно резистору 9 и стартовой обмотке 8
Электродвигатель содержит сердечник статора 14 (фиг. 2) с основными 15 и стартовыми полюсами 16, на которых расположена основная 7 и стартовая 8 обмотки. Ротор 17 выполнен безобмоточным с явновыраженными зубцами.

В исходном состоянии обмотки 7, 8 электродвигателя обесточены, конденсатор 4 разряжен. При подаче питания от источника питания 11 с полярностью, показанной на фиг. 1, происходит заряд конденсатора 4 через стартовую обмотку 8 электродвигателя и резистор 9. Ток заряда, протекая через стартовую обмотку, создает магнитное поле. Под действием возникающего синхронизирующего момента ротор 17 электродвигателя устанавливается в стартовое положение, показанное на фиг. 2, в котором ось зубцов ротора совпадает с осью возбужденных стартовых полюсов 16. После полного заряда конденсатора включается управляемый ключ 13, шунтирующий стартовую обмотку и резистор, и формируется импульс тока полупроводниковым преобразователем 1 в основной обмотке 7 электродвигателя. В этом случае возбуждаются основные полюса 15, вследствие чего ротор начинает вращаться по часовой стрелке. Как только ротор достигает положения, в котором оси зубцов ротора и основных полюсов статора совпадают, основная обмотка обесточивается, так как в противном случае при дальнейшем вращении на ротор со стороны полюсов 15 начнет действовать тормозной момент. За счет запасенной кинетической энергии ротор продолжает вращение. Как только ротор достигает углового положения, в котором оси пазов ротора совпадают с осями полюсов 15, вновь подается импульс тока в основную обмотку 7, создающий вращающий момент на валу при дальнейшем вращении ротора. Таким образом, последовательная подача импульсов тока в основную обмотку обеспечивает однонаправленное вращение ротора. Своевременная подача импульсов тока в обмотку обеспечивается преобразователем 1 по сигналам от датчика положения ротора (на чертеже не показан).

Таким образом обеспечивается пуск и вращение ротора в заданном направлении. При этом стартовая обмотка электродвигателя включается только один раз за цикл работы электродвигателя. Повторный пуск электродвигателя может быть осуществлен после отключения схемы от источника питания и полного разряда фильтрового конденсатора.

Положительный эффект данной схемы пуска достигается за счет использования стартовых полюсов для установки ротора в исходное положение. При этом стартовые полюса обеспечивают значительный синхронизирующий момент, что позволяет использовать его для привода различных устройств со сложными условиями пуска.

Использование: в системах питания с нереверсивными однофазными индукторными электродвигателями. Сущность: схема пуска однофазного индукторного электродвигателя состоит из полупроводникового преобразователя 1, имеющего входные зажимы 2, 3, к которым подключен фильтровый конденсатор 4, и выходные зажимы 5, 6, соединенные с основной обмоткой двигателя 7. Стартовая обмотка двигателя 8 соединена последовательно с токоограничительным резистором 9, который включен между входным зажимом 2 преобразователя и клеммой 10 источника питания 11. Второй зажим преобразователя 3 соединен с клеммой 12. Управляемый ключ 13 подключен параллельно резистору 9 и стартовой обмотке 8. В результате указанного выполнения обеспечивается надежность пуска. 2 ил.

Схема пуска однофазного индукторного электродвигателя, содержащая источник питания, стартовую обмотку электродвигателя, управляемый ключ и полупроводниковый коммутатор, к входным зажимам которого подключен конденсатор, а к выходным зажимам основная обмотка электродвигателя, отличающаяся тем, что в схему введен токоограничительный резистор, соединенный последовательно со стартовой обмоткой электродвигателя, причем один входной зажим полупроводникового коммутатора напрямую, а другой через токоограничительный резистор и стартовую обмотку электродвигателя подключены к соответствующим клеммам источника питания, управляемый ключ подключен параллельно цепи, образованной токоограничительным резистором и стартовой обмоткой.