Вентильный электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K29/02 

(5А) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электро технике. Известны вентильные электродвигатели, в которых 2п секций якорной обмотки образуют п пар, подсоединяемых через ключи коммутатора к источнику питания последовательно или параллельно в.зависимости от требуемого уровня скорости вращения l и Г2. Известен также вентильный электро двигатель, содержащий пары расположенных под углом 180 эл.град. секций якорной обмотки, подключаемых пос- . ледовательно либо параллельно относительно одна другой и подсоединенны к источнику питания через ключи коммутатора, часть из которых управляется датчиком положения ротора двигателя з . Недостатком известных электродвиг телей является ограниченный диапазон регулирования скорости, обусловленный тем, что при переключении секций обмотки якоря с параллельного на последовательное возможно изменение скорости примерно только в 2 раза (при одном и том же значении нагрузки -на валу ). Известен также вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, первые выводы сдвинутых на 180 эл. град, секций которой соединены через транзисторы с одним из зажимов цепи питания, вторые выводы секций объединены и подключены к переключателю, к одному из неподвижных контактов которого подключены первые электроды двух дополнительных транзисторов, вторые электроды которых соединены с секциями обмотки якоря, управляющие ц.епи всех транзисторов связаны с выходом датчика положения ротора. Электродвигатель имеет диапазон изменения скорости также равный двум . Недостатком данного электродвигателя является малый диапазон регулирования скорости. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости вращения. Поставленная цель достигается тем что вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, первые выводы сдвинутых на 180 эл. град, секций которой соединены через транзисторы с одним из зажимов цепи питания, вторые выводы секций объединены и подключены к переключателю, к одному из неподвижных контактов которого подключены первые электроды двух дополнительных транзисторов, вторые электрсэды которых соединены с секциями обмотки яко ря, управляющие цепи всех транзисторов связаны с выходом датчика положения ротора, снабжен логическим ключом и фазоинвертором, переключатель выполнен двухпозиционным, подвижный контакт переключателя соединен с вторым зажимом цепи питания, точка секций соединена с вторы неподвижным контактом переключателя, вторые электроды дополнительных тран зисторов соединены с дополнительными отводами от секций, а их управляющие цепи связаны с логическим ключом, к одному из входов которого подключен выход датчика положения ротора непос редственно, а к другому входу - через фазоинвертор. На чертеже изображен предлагаемый электродвигатель. Электродвигатель с.одержит секции 1 и 2 обмотки якоря, основные транзисторы 3 и l,дополнительные транзисторы 5 и 6, диоды 7-12, датчик 13 положения ротора (ДПР), фазоинвертор 14, логический ключ 15, источ ник 16 литания ,управляющий вход 17лог ческйго ключа и ключ 18 управления. Секции 1 и 2 якорной обмотки, сдвинутые относительно одна другой на 180 эл.град., образуют пару, подсоединенную к источнику 16 питания через основные транзисторы 3 и 4 комму татора и двухпозиционный ключ 18 управления. Дополнительные транзисторы 5 и 6, включенные эмиттер-коллекторными переходами между собой встречно-последовательно, подсоединенные к симметричным относительно одна другой точкам, например средним точкам, сек ций 1 и 2. Общая точка транзисторов 5 и б соединена с одним из неподвижных контактов ключа 18 управления. Управляющие входы основных транзисторов 3 и t коммутатора соединены с выходом датчика 13 положения непосpeдctвeннo, а дополнительных транзис- . торов 5 и 6 - через фазоинвертор Т и логический ключ. Электродвигатель работает следующим образом. Пусть будут замкнуты нормально замкнутые контакты ключа 18. При подключении ДПР 13 к источнику питания (не показано)на его выходе появляется управляющий сигнал, обеспечивающий поочередную коммутацию транзисторов 3 и . Напряжение источника 1б питания поочередно прикладывается к соответствующей секции (1 или 2} якор ной обмотки, и ротор двигателя приходит во вращение. Скорость двигателя в установившемся режиме достигает определенного значения. Дополнительные транзисторы 5 и 6 при этом отключены, так как их цепи управления разомкнуты нормально разомкнутой парой контактов ключа 18. При замыкании нормально разомкнутой пары кон тактов ключа 13 цепь управления дополнительных транзисторов 5 и 6 через диоды 9 и 10 подключается к выходу ДПР 13. Сигналы с ДПР, подаваемые через логический ключ 15 на управляющие входы дополнительных транзисторов 5 и 6, осуществляют коммутацию как транзисторов 3 и 4, так и транзисторов 5 и 6. Транзисторы в каждой паре (3,,5,6) работают в противофазе, т.е. если один транзистор в паре открыт, то второй закрыт и наоборот. При этом дополнительный транзистор 5 открывается и закрывается синхронно с основным транзистором k, а дополнительный транзистор 6 - си нхронно с транзистором 3. В результате к источнику питания поочередно подключается либо вся секция 2 и часть секции 1, либо вся секция 1 и часть секции 2. Установившаяся скорость ротора снизится (примерно в 1,5 раза при подсоединении транзисторов 5 и 6 к середине секций). При подаче внешнего сигг нала на вход 17 логического ключа 15 управляющий сигнал с выхода ДПР 13 на входы транзисторов 5 и 6 поступает через фазоинвертор 14. Фаза управляющего сигнала на входе транзисторов 5 и 6 изменяется на , вследствие чего синхронно открываются и закрываются транзисторы 3 и 5, а также i и 6. К источнику питания поочередно подключаются только части секций 1 и 2, что приведет к возрастанию yctaнoвившeгocя значения скорости примерно в 2 раза, если транзисторы 5 и 6 подсоединены к се редине секций 1 и 2} по сравнению с начальной скоростью, когда к источнику подключаются поочередно секции 1 и 2. В итоге диапазон регулирования скорости (при подсоединении транзисторов 5 и 6 к середине секций.} равен трем, что в 1,5 раза больше, чем у известных двигателей.. Таким образом, предлагаемый электродвигатель в отличие от известных обладает большим диапазоном регулирования скорости вращения. Это свойство обусловлено применением дополнительных транзисторов, подсоединенных к симметричным точкам пар секций якорной обмотки и управляемых от ДПР через фазоинвертор и логический ключ. Следует заметить, что при широтно-импульсном характере управляющего сигнала 1 на входе логического ключа 15 возможно получение любого уров ня скорости, лежащего в диапазоне между максимальной и минимальной ско ростями двигателя. Предлагаемый электродвигатель мо.жет найти применение в регулируемых электроприводах различных летательных аппаратов. Формула изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, первые выводы сдвинутых на 180 эл.град. секций которой соединены через транзисторы с одним из зажимов цепи питания, вторые выводы секций объединены и подключены к переключателю, к одному из неподвижных контактов которого подключены первые электроды двух дополнительных транзисторов, вторые электроды которых соединены с секциями обмотки якоря управляющие цепи всех транзисторов связаны с выходом датчика положения ротора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости вращения, он снабжен логическим ключом и фазоинвертором, переключатель выполнен дбухпозиционным, подвижный контакт переключателя соединен с вторым за|жимом цепи питания, .общая точка секций соединена с вторым неподвижным контактом переключателя, вторые электроды дополнительных транзисторов соединены с дополнительными отводами от секций, а их управляющие цепи связаны с логическим ключом, к однюму из входов которого подключен выход датчика положения ротора непосредственно, а к другому входу - через фазоинвертор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 535676, кл. Н 02 К 29/02, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 611276, кл. Н 02 К 29/02, 1976. 3.Сборник статей под ред. И.Е. Овчинникова. Двигатели постоянного тока с полупроводниковыми коммутаторами. П., Наука, 1972, с. Uf. А. Патент США № 36931+3, кл. 31В-254. 1Я72.