Вентильный электродвигатель Советский патент 1984 года по МПК H02K29/00 

Изобретение относится к электротехнике.

По основному авт. св. № 550734 известен вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секции обмотки якоря которого, сдвинутые на 180 эл. град., соединены параллельно и подключены к цепи питания через ключи коммутатора, управляющие цепи которых соединены с датчиком положения ротора, дроссели с секционированной обмоткой, соединенной с общими точками сдвинутых на 180 эл. град, секций обмотки якоря, а общая точка последовательно соединенных секций дросселя подключена к цепи питания 1.

Недостатками данного двигателя является увеличение индуктивности секций яко ря двигателя за счет последовательно включенных обмоток дросселя и увеличения активного сопротивления коммутируемых секций якоря двигателя.

Увеличение активного сопротивления секций вентильного двигателя (БД) снижает КПД двигателя, а увеличение индуктивности секций приводит к повышению коммутационных перенапряжений на транзисторах, что требует дополнительных мер для их защиты. В двигателе пусковой ток определяется активным сопротивлением последовательно включенных секций обмотки дросселя и секции обмотки якоря. Ограничение пускового тока посредством импульсного регулирования невозможно из-за коммутационных перенапряжений на ключах коммутатора. Все это снижает функциональные возможности известного вентильного электродвигателя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей вентильного электродвигателя.

Цель достигается тем, что в вентильный двигатель дополнительно введены пороговое устройство и секционированная обмотка, расположенная на дросселе и имеющая направление намотки, согласное с секциями обмотки дросселя, а общая точка последовательно соединенных секций введенной обмотки дросселя подключена к цепи питания через реле, управляющий вход которого подключен к выходу порогового устройства, а входы порогового устройства подключены к концам секций обмотки якоря двигателя.

На фиг. I показана схема вентильного электродвигателя; на фиг. 2 - механическая характеристика вентильного двигателя.

Вентильный электродвигатель содержит транзисторные ключи 1-4 коммутатора секций 5-8 якорной обмотки, дроссель 9 с секционированными обмотками 10-13, реле 14 и пороговое устройство 15. Управляющий вход реле 14 подключен к выходу порогового устройства 15, входы которого подключены к концам секций 5-8 обмотки якоря двигателя. Общая точка обмоток 12 и 13 дросселя 9 подключена к зажимам источника через реле 14. Число витков обмоток 12 и 13 в общем случае не равно числу витков обмоток 10 и И и определяется величиной вольтодобавки в заданном диапазоне частот вращения.

При подаче на схему напряжения питания от источника в соответствии с сигналами датчика положения ротора транзисторные ключи 1-4 начинают коммутировать токи в секциях 5-8 якорной обмотки, что создает электромагнитный момент, приводящий ротор двигателя во вращение. Реле 14 нормально разомкнуто. Ток в двигателе протекает по секциям 5-8 якорной обмотки и последовательно включенным обмоткам 10 и 11 дросселя 9. Сопротивление обмоток 10 и 11 рассчитывается так, чтобы суммарное сопротивление якорной цепи БД определяло максимально возможный пусковой ток двигателя из условия нормальной работы транзисторных ключей 1-4.

Механическая характеристика БД в этом случае изображена на фиг. 2 в виде прямой АВ.

При достижении заданной частоты вращения ротора двигателя, например, точка С на фиг. 2, срабатывает пороговое устройство 15 и нормально разомкнутые контакты реле 14 замыкаются, в результате чего подключаются обмотки 12 и 13 дросселя 9.

Активное сопротивление секционированных обмоток 12 и 13 минимально возможное, а число витков определяется частотой вращения вала двигателя выше точки С. Так как обмотки 10 и 11 включены параллельно обмоткам 12 и 13, то общее активное сопротивление обмоток дросселя можио сделать значительно меньше активного сопротивления секций 5-8 якорной обмотки БД. Механическая характеристика в этом случае изображается в виде кривой ЕДВ. При изменении момента на валу двигателя работа схемы происходит в обратном порядке.

При коммутации реле 14 перенапряжение на ключевых элементах не происходит, так как благодаря иидуктивной связи обмоток 10-13 реактивная энергия из коммутируемых секций 12 и 13 переходит в секции 10 и 11 и через какой-лИбо включенный элемент (1-4) замыкается через источник.

В качестве реле 14 может быть использован любой управляющий полупроводниковый элемент (транзистор, тиристор и т. п.) а в качестве порогового устройства - операционный усилитель в режиме компаратора, триггер Шмидта, стабилитрон и т. п.

Вентильный электродвигатель целесообразно использовать в приводах с длительным режимом работы при фиксированной нагрузке и автономными источниками питания, например насосах, вентиляторах и т. п.

В т

Фиг.2

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ по авт. св. f 550734, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены пороговое устройство и секционированная обмотка, расположенная на дросселе н имеющая направление намотки, согласное с направлением намотки секций обмотки дросселя, а общая точка последовательно соединенных секций введенной обмотки дросселя подключена к цепи питания через реле, управляющий вход которого подключен к выходу порогового устройства, а входы порогового устройства подключены к концам секций обмотки якоря электродвигателя. tank € (Л СО