Вентильная электрическая машина Советский патент 1985 года по МПК H02K29/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам со статическим преобразователем напряжения и частоты.

Известны высокочастотные вентильrtbie электрические машины, содержащие электромеханический преобразователь, многообмоточный якорь которого питается от преобразователя частоты с непосредственной связью Cl.

Недостатками таких машин являются сложность преобразователя, необходимость многофазной или высокочастотной сети питания, так как выходная частота всегда меньше частоты питания. Наиболее близкой к изобретению является вентильная электрическая машина, содержащая электромеханический преобразователь, каждая фаза обмотки якоря которого, состоящая из двух полуобмоток с отводами, питается от своей группы дв/хпроводящих ключей, соединенных с источником питания 2j. Недостатком известной машины явля ется сложность коммутатора и обмоток что в конечном счете увеличивает мас су машины. Цель изобретения - снижение массы Указанная цель достигается тем, в вентильной электрической машине, содержащей электромеханический преобразователь, обмотки фаз которого, выполненные со средней точкой и соединенные последовательно и соглас но, связаны с выходом преобразователя частоты, анодные и катодные группы ключей которого соединены с цепью питания,и блок управления ключами преобразователя частоты,средние точки об;моток соединены с ключами одной группы, общие точки разных фаз соединены с ключами другой группы, а блок управления ключами выполнен с возможностью обеспечения частоты коммутаций группы ключей, соединенных со средними точками обмоток, в два раза большей частоты коммутации ключей другой группы. Такое выполнение соединения фазных обмоток с ключами и алгоритм их работы позволяют исключить сквозные токи через ключи при переключениях, в связи с чем нет необходимости в разнесении во времени моментов переключения ключей, а следовательно, уменьшается количество ключей, упрощаются обмотки машины и в конечном счете снижается масса.

Кроме того, выходная частота преобразователя может быть вьшхе частоты питания.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема Предлагаемой машины; на фиг 2 - напряжение на обмотках фаз и алгоритм работы ключей.

Электрическая машина содержит ключи 1 - 6, полуобмотки 7 и 8 фазы А, 10 фазы В, 11 и 12 фазы С. Сопротивление обмоток 13 - 15 ротора приведено к первичной цепи. Устройство работает следующим образом.. Пусть в исходный момент времени открыты ключи 1 и 2, к полуобмотке 8 фазы А приложено напряжение Е, тогда к последовательно соединенным обмоткам 9-12 фаз В и С будет приложено напряжение 2Е5 т.е. на каждой полуобмотке 9-12 будет напряжение . Ток в исходном состоянии протекает по двум цепям: источник питания, ключ 1, полуобмотка 8, ключ 2; источник питания, полуобмотки 7, 8, 10 и 9, ключ 2i. т.е. в этом состоянии обмотка фазы А работает как автотрансформатор , через который обеспечивается питание обмоток 13 - 15. При замыкании ключа 3 напряжение на полуобмотках 11 и 12 равно нулю, так как напряжение на полуобмотках 7,8 и 9, 10 становится по величине равным 2Е, реактивный ток фазы С за- мьщается через обмотку 15, Ток от источника питания протекает по цепям: ключ 1, полуобмотка 8, ключ 2 и ключ 3j полуобмотка 9, ключ 2, обеспечивая питание обмоток 13 и 14 фаз В и С. При размыкании ключа 1 останутся замкнутыми ключи 2 и 3. Напряжение на полуобмотке 9 фазы В остается равным -2Е, а на полуобмотках 7,8, 11 и 12 будет равным Е/2. Ток источника питания протекает по цепи: ключ 3, полуобмотка 9, ключ 2, Питание обмоток ротора происходит через полуобмотку 10, обмотка фазы В (9, 10) работает как автотрансформатор. Так как напряжение на обмотке фазы С меняет знак, то производная реактивного тока также меняет знак и реактивный ток фазы С начинает уменьшаться. Напряжение на обмотке фазы А уменьшается в два раза и реактивный ток фа

ВЕНТИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая электромеханиче кий преобразователь, обмотки фаз к торого, выполненные со средней точ кой и соединенные последовательно fPuz.l и согласно, связаны с выходом преобразователя частоты, анодные и катодные группы ключей которого соединены с цепью питания, и блок управления ключами преобразователя частоты, отличающаяся тем, что, с целью снижения массы, средние точ- ки обмоток соединены с ключами одной группы, общие точки разных фаз соединены с ключами другой группы, а блок управления ключами вьшолнен с возможностью обеспечения частоты коммутации группы ключей, соединенных со средними точками обмоток, в два раза большей частоты коммутации ключей другой группы.