Вентильный электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K29/02 

Изобретение относится к электротехнике.

По основному авт. св. № 550734 известен вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секции обмотки якоря которой, сдвинутые между собой на 90 эл. градусов, соединены параллельно и подключены к цепи питания через ключи коммутатора, управляющие цепи которых соединены с выходными зажимами датчика положения ротора и вольтодобавочный дроссель с секционированной обмоткой, соединенной своими концами с общими точками сдвинутых на 180 эл. градусов секций, а общей точкой последовательно соединенных секций дросселя - с цепью питания 1.

Недостатками этого вентильного электродвигателя являются повышенные потери энергии и пониженная надежность при использовании устройств защиты транзисторов коммутатора от коммутационных перенапряжений. Объясняется это тем, что энергия, накопленная в индуктивности работающих секций, при их отключении практичеки полностью рассеивается на активном сопротивлении секции и в элементах защиты, а напряжение на запираемых транзисторах превышает сумму напряжения источника питания и амплитудного значения ЭДС в секции при максимальной скорости вращения двигателя.

Цель изобретения - улучщение энергетических показателей и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что вентильный электродвигатель снабжен диодами и транзисторным ключом, концы и общая точка обмотки дросселя соединены между собой через диоды и транзисторный ключ, управляющий вход которого подсоединен к измерителю ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки двигателя.

Измеритель ЭДС самоиндукции выпол}1ен в виде токового трансформатора, первичная обмотка которого включена в цепь между одним из зажимов источника питания и общей точкой секций обмотки дросселя, а его вторичная обмотка подсоединена к входу транзисторного ключа.

На фиг. 1 изображена электрическая схема электродвигателя; на фиг. 2 - электрическая схема электродвигателя с измерителем ЭДС самоиндукции.

Электродвигатель содержит секции 1-4 якорной обмотки, транзисторы 5-8 полупроводникового коммутатора, секции 9 и 10 вольтодобавочного дросселя II, датчик 12 положения ротора, диоды 13 и 14 и транзисторный ключ 15 устройства защиты, измеритель 16 ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки вентильного электродвигателя. Питание его осуществляется от источника 17 постоянного напряжения.

Пары секций 1 и 2, 3 и 4, сдвинутые между собой в расточке статора на 90 эл. градусов, через транзисторы 5 и 6, 7 и 8 и секции 9 и 10 вольтодобавочного дросселя 11 подключены к зажимам источника 17 питания.

Секции 1 и 2 уложены в одних и тех же пазах якоря вентильного электродвигателя, чем обеспечивается максимальная величина коэффициента взаимоиндукции, между ними. К транзисторам 5 и 6 секции 1 и 2 подключены противоположными выводными концами, поэтому ЭДС в них при работе двигателя сдвинуты между собой на 180 эл. градусов. Аналогично выполнены и секции 3 и 4.

Управление транзисторами 5-8 осуществляется по сигналам датчика положения ротора. Диоды 13 и 14 совместно с транзистором 15 и измерителем 16 ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки ВД образуют устройство защиты 0 транзисторов полупроводникового коммутатора от коммутационных перенапряжений. На фиг. 2 измеритель 16 ЭДС самоиндукции выполнен в виде токового трансформатора, первичная обмотка 18 которого включена между общей точкой секций воль5 тодобавочного дросселя 11 и зажимом источника 17 питания, а вторичная обмотка 19 подключена к входу транзистора 15.

, При подключении вентильного электродвигателя к источнику 17 питания транзисд торы 5-8 по сигналам датчика 12 положения ротора начинают коммутировать токи в секциях 1-4 якорной обмотки двигателя. При этом транзисторы 5 и 6, 7 и 8 переключаются в противофазе, находясь каждый во включенном состоянии на протяжении 5 полупериода выходного сигнала датчика положения ротора.

Таким образом в каждый момент времени

ток протекает по двум секциям, одна из

которых находится в одной, а другая -

в другой паре секций, сдвинутых между

0 собой на 90 эл. градусов.

В результате взаимодействия тока секций с полем индуктора ротор двигателя начинает вращаться. В момент переключения транзисторов одной из пар секций, например транзистор 5 закрывается, а транзистор 6 открывается, в секции 1 якорной обмотки возникает ЭДС самоиндукции с полярностью, показанной на фиг. 1 и 2. Так как секция 2 уложена в тех же пазах, что и секция 1, то в ней будет индуктироваться 0 ЭДС взаимоиндукции практически такой же величины, как и в секции 1, но с обратной полярностью (см. фиг. 1, 2).

Измеритель ЭДС самоиндукции 16 обеспечивает отпирание в этот момент транзистора 15 устройства защиты и шунтирование 5 обмотки дросселя 11. Поэтому под действием ЭДС взаимоиндукции секции 2 ток течет по цепи: транзистор 6, работающий в инверсном режиме (при необходимости можно

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ по авт. св. № 550734, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и повышения надежности, он снабжен диодами и транзисторным ключом, концы и общая точка обмотки дросселя соединены между собой через диоды и транзисторный ключ, управляющий вход которого подсоединен к измерителю ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки. 2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что измеритель ЭДС самоиндукции выполнен в виде токового трансформатора, первичная обмОтка которого включена в цепь между одним из зажимов источника питания и общей точкой секций обмотки дросселя, а его вторичная обмотка подсоединена к входу транзисторного ключа. ® (Л to со со 4