Вентильный электродвигатель Советский патент 1984 года по МПК H02K29/02 

ИэЬбретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу с шаговым двигателем, работающим в режиме самокоммутации и к вентильным электродвигателям (БД). Известен ВД, секции якорной об1уГотки синхронной машины которого под ключены через транзисторный однополупериодиый коммутатор к источнику питания, а параллельно каждой секции якорной обмотки и встречно источнику питания включены динисторы С 1 3. Недостатком указанного электродви гателя является низкий ЩЦ вследстви того, что процесс отключения тока в силовых транзисторах коммутатора до момента,включения динисторов происходит при значительном напряжении и приводит к потерям энергии и нагреву транзисторов, а также невысокая надежность из-за разброса параметров динисторов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, один конец калодой из секций которой соединен с одним из полюсов цепи питания через силовой транзистор однополупериодного полупроводникового коммутатора, управлякицие цепи ключей которого связаны с выходом датчика положения ротора, схему преобразования запасенной в секциях энергии, включающую блок выявления совпадения сигналов смежных каналов датчика, дополнительные диоды, один из электродов каждого из которых подключен к общей точке силового транзистора и секции, конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей точкой цепочки из последовательно-согласно соединенных диодов, подключенной встречно-параллельно цепи питания, по крайней мере один отсекающий диод и транзистор С2 2. Недостатком такого электродвигателя является низкая надежность, обусловленная сложностью схемы преоб разования запасенной в секциях энергии. Цель изобретения - повышение надежности ВД. Указанная цель достигается тем, что вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, один конец каждой из секций которой соединен с одним из полюсов цепи питания через силовой транзистор однополупериодного полупроводникового коммутатора, управляющие цепи ключей которого связаны с выходом датчика положения ротора, схему преобразования запасенной в секциях энергии, включающую блок выявления совпадения сигналов смежных каналов датчика, дополнительные диоды, один из электродов каждого из которых подключен к общей точке силового транзистора и секции, конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей точкой цепочки из последовательно-согласно соединенных диодов, подключенной встречно-параллельно цепи питания, по крайней мере один отсекающий диод и транзистор, снабжен схемой ШШ, ко второму полюсу цепи питания через отсекающий диод подключены объединенные вторые зажимы секций, через транзистор общая точка дополнительных диодов и второй обкладки конденсатора, управляюпщй вход транзистора связан через схему ИЛИ с выходом схемы выявления совпадения сигналов смежных каналов датчика положения. На фиг.1 приведена схема электродвигателя; на фиг. 2 - диаграмма работы транзисторных ключей(наличие импульса условно обозначает открытое состояние соответствующего ключа). ВД содержит синхронную машину, например, реактивного типа, секции якорной обмотки 1-3 которой соеди- да нены в звезду и подключены к одному из выводов для подключения источника питания через транзисторные ключи 4-6 однополупериодного коммутатора, управляющие цепи которых подсоединены к датчику положения ротора 7 с углом активной зоны сигнального сектора большим 120 эл. град. Устройство защиты и форсировКи состоит из диодов : 8-10, транзисторного ключа t1 и конденсатора 12, причем общая точка секций 1-3 обмотки якоря подсоединена к другому вывод/ для подключения источника питания через диод 13, а секции 1-3 якорной обмотки шунтированы диодами 8-10 и транзисторным ключем t1, база которого подключена к узлу логического попарного совпадения сигналов смежных фаз датчика положения ротора 14 Силовая цепь ключа 11 шунтирована последовательно соединенными конденсатором 12 и диодом 15, общая точка которых подключена к выводу для подключения источника питания через диод 16. Узел логического попарного совпадения сигналов смежных.фаз датчика положения ротора 14 состоит из логических двухвходовых схем совпадения И 17-19, входы которых подключены к выходам смежных фаз датчика положения ротора 7, а выходы соединены с отдельными входами логической схемы ИЛИ 20, выход которой подключен к управляющей цепи транзисторного ключа 11. . Работа ВД происходит следующим образом. При запирании, например, транзисторного ключа 4 одновременно запирается ключ 11. Ток секции 1 якорной обмотки под действием ЭДС самоиндукцин начинает протекать через диод 8, конденсатор 12 и диод 15, заражая пр этом конденсатор 12. Происходит форсированное спадание тока в секции 1. При этом энергия магнитного поля, накопленная в индуктивности секции 1, накапливается в электроститическом поле конденсатора 12, заряжая ег до напряжения большего напряжения источника яитания, которое при вдеальных элементах схемы сохранится до последующего изменения структуры , схемы. Одновременно ограничивается перенапряжение на транзисторных ключах коммутатора. При повороте ротора на определенный угол сигнал датчика положения ротора 7 и сигнал выхода узла логического попарного совпадени ; сигналов смежных фаз датчика положения ротора 14 .одновременно открывают транзисторный ключ 6 коммутатора и ключ 11. Секции 2 и 3 обмотки якоря подключены к напряжению источника питания через диод 13 и транзисторные ключи 5 и 6 соответственно и к напряжению конденсатора 12 через ключ 11, ключи 5 и 6 соответственно и диод 16. Поскольку напряжение конденсатора 12 выше напряжения источника питания, дио4 13 заперт и токи в секциях 2 и 3 протекают только за счет энергии, накопленной в электростатическом поле конденсатора. При этом .конденсатор 12 разряжается и при достижении напряжения на нем величины напряжения источника питания открывается диод 13 и секции в дальнейшем потребляют энергии от источника питания. При дальнейшем .повороте ротора запираются транзисторы 3 и 11 и цикл повторяется. С выходов датчика положения ротора 7 сигналы поступают на входы схем логического совпадения И 17-19 и при совпадении сигналов любых смежных фаз датчика положения на выходе одной из схем 17-19 появляется сигнал, который через схему ИЛИ подается на транзистор 11. Практически вся энергия магиитйого поля, запасенная в магнитном поле отключаемой секции, при отключении последней запасается в электростатическом поле конденсатора, а при включении последующей секции передается во включенные секции, выполняя таким образом полезную работу с одновременной защитой коммутатора от перенапряжений . Изобретение целесообразно исполь7 зовать в маломощных ВД с реактивным ротором и в относительно мопдаых ВД с возбулщеиием от постоянных магнитов.

0)6

cut

11

6J6

7311т

ft/7.2