Вентильный электродвигатель Советский патент 1985 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией и может быть использовано при созда нии электроприводов повышенной мощности и надежности. Известен электродвигатель, содер жащий якорную обмотку, секции которой подключены к источнику питания через тиристорный коммутатор, переключающийся с использованием дополни тельного источника питания l . Однако данньй электродвигатель характеризуется сложностью электрической схемы вследствие наличия узла искусственной коммутации. Наиболее близким к предлагаемому является электродвигатель, содержащий индуктор, якорную обмотку, секции которой через тиристорньй коммутатор и вторичную обмотку коммутирующего трансформатора соединены с источником питания, вспомогательный источник питания, включенньш через управляемые вентили на первичную обмотку коммутирующего трансформатора 2J . Однако использование коммутирующего трансформатора для принудитель ного запирания рабочих тиристоров снижает надежность вентильного двига теля, а также увеличивает его габар 1ты и массу. Цель изобретения - снижение массы и габаритов вентильного электродвига ,теля и повьшение его надежности. Поставленная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содержащем индуктор, якорь с обмоткой, каждый вывод которой сое динен с общей точкой тиристоров в од ной из ветвей инвертора, управляющие цепи тиристоров которого связаны с выходом датчика положения ротора, силовые цепи тиристоров в анодной и катодной группе инвертора соединены с цепью питания через пары коммутирующих шин, между шинами каждой пары подключен источник коммутирующего напряжения, управляющие цепи источника связаны с выходом датчика положения ротора, каждый источник коммутирующего напряжения выполнен в виде трехфазного выпрямительного моста, одноименные зажимы переменного тока мостов объединены и подключе ны к одному из зажимов трехфазной цепи питания. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого вентильного электродвигателя; на фиг. 2 - входное и выходное напряжения выпрямительных мостов. Вентильный электродвигатель имеет синхронную электрическую машину 1 с ротором 2 и якорной обмоткой, секции которой 3-8 подключены рабочими тиристорами 9 - 10 к источнику питания, состоящему из двух одинаковых управляемых трехфазных выпрямителей, собранных по мостовой схеме, причем к выходным зажимам управляемого выпрямительного моста 21 подключены тиристоры коммутатора (инвертора 9, 12, 13, 16, 17 и 20), а к выходным зажимам управляемого выпрямительного моста 22 - тиристоры коммутатора 10, 11, 14, 15, 18 и 19. Вал датчика положения ротора 23 механически связан с валом ротора 2. Выходные зажимы датчика положения подключены к блоку 24 управления тиристорами источника питания и тиристорами коммутатора якорной обмотки. Кроме того, к блоку 24 управления подключен источник управляющего напряжения, величиной которого задается угол открытия тиристоров управляемых выпрямительных мостов 21 и 22. Выпрямительные мосты 21 и 22 являются источниками коммутирующего напряжения. В исходном положении управляющее напряжение равно нулю, ток в якорной обмотке двигателя равен нулю и ротор 2 находится в неподвижном состоянии . При подаче на вход блока управления напряжения угол управления тиристоров 25 - 36 выпрямительных мостов 21 и 22 уменьшается и, в зависимости от положения ротора, на одном из них появляется вькодное напряжение, под действием которого через два открытых тиристора коммутатора по секциям якорной обмотки протекает ток и ротор 2 начинает вращаться. .. Пусть в данный момент времени открыты тиристоры 12 и 17 коммутатора и тиристоры 25 и 28 управляемого выпрямительного моста 21. Под действием напряжения 1/2 (фиг. 2) по двум параллельно соединенным ветвям, одна из которых содержит секции 5-7, а вторая - секции 4, 3 и 8 якорной обмотки, протекает ток. Вращаясь, ротор 2 в момент времени t (фиг.2) занимает положение, при котором датчик 23 положения выдает сигнал на очередное переключение тиристоров . коммутатора. По этому сигналу блок управления подает импульсы на открытие тиристоров 14 и 19 коммутатора 5 и тиристоров 31 и 34 управляемого выпрямительного моста 22 и одновременно прекращается подача управляющих импульсов на тиристоры 12 и 17 коммутатора и управляемый выпрями- О тель 21. При открытии тиристоров 14 и 19 потенциалы точек а, Ь, С; и d (фиг. 1) равны и в секциях 5 и 8 корной обмотки ток уменьшается. В момент времени 5 (фиг. 2) закры- 15 вается тиристор 34, открывается тиристор 36- и потенциалы точек-Ь и J определяются напряжением сети Уде, а точек а ио - напряжением Uaj, (фиг. 2), разность потенциалов ll 20 и Ugj способствует изменению тока якорной обмотки на обратное. В момент времени 1 (фиг. 2) напряжение равно нулю. Запирающее напряжение приложено только к коммутируемым сек-25

циям якорной обмотки, что существенно улучшает работу тиристорного коммутатора. Тиристоры 12 и 17 закрываются и ток нагрузки проходит через открытые тиристоры 14 и 19. В следующий момент времени fc по сигналу датчика 23 положения блок управления вырабатьшает команды на снятие управляющих импульсов с тиристоров 14 и 19 коммутатора и тиристоров управляемого выпрямительного моста 22, открьп-ие тиристоров 16 и 9 коммутатора и тиристоров управляемого выпрямителя 21. Процесс коммутации секций якорной обмотки повторится.

В результате процесса коммутации секций якорной обмотки создается вращающееся магнитное поле, максимальная скорость которого для двухслойной обмотки определяется максимально возможной выходной частотой преобразователя, которая, как и в других преобразователях с непосредственной связью, меньше частоты сети.

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий индуктор, якорь с обмоткой, каждый вывод которой соединен с общей точкой тиристоров одной из ветвей инвертора, управляющие цепи тиристоров которого связаны с выходом датчика положения ротора, силовые цепи тиристоров в анодной и катодной группе инвертора соединены с цепью питания через пары коммутирующих щин, между шинами каждой пары подключен источник коютутирующего напряжения, управляющие цепи источника связаны с выходом датчика положения ротора, отличающийс я тем, что, с целью снижения массы и габаритов, каждый из источников коммутирующего напряжения выполнен в виде трехфазного тиристорного выпрямительного моста, одноименные зажимы переменного тока мостов объединены и подключены к одному из зажимов трехфазной цепи питалия.

21 22

ABC Фи.1

и

VM VAC VBC BA VCA ca

t

t