Вентильный электродвигатель Советский патент 1985 года по МПК H02K29/06 

1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с бесконтактной конструкцией исполнительного двигателя, широко применяемым в устройствах автоматик Известны вентильные электродвигатели, содержащие якорь с обмоткой секции которой соединены с выходом коммутатора, выполненного в виде ти ристорного инвертора с отсекающими диодами и нагрузкой в катодных цепях тиристоров, управляющий трансфо матор и датчик положения ротора, роль которого выполняет сам якорь Cl Недостатком данных конструкций является наличие трансформатора, дополнительной обмотки возбуждения источника переменного тока, усложня ющих конструкцию электродвигателя и повышаю1дих его массу и габариты. Наиболее близким к изобретению по,технической сущности является вентильный электродвигатель, содержащий индуктор, якорь с обмоткой, секции которой .соединены с выходом тиристорного коммутатора, управляемого с помощью делителей, герконов , дополнительных резисторов и конденсаторов и выполненного таким образо что катод каждого тиристора соединен с началом коммутируемой им фазы через диод, а с концом - через д литель, состоящий из последовательн соединенных резисторов и зашунтированного другим резистором конденсатора, управляющий электрод каждого тиристора через диод соединен замыкающим контактом геркона со средней точкой делителя, включенного в соседнюю против хода часовой стрелки фазу, а размыкающим контактом - с началом коммутируемой им фазы С23. Однако наличие четырех герконов и большого числа конденсаторов приводит к усложнению, конструкции элек тродвигателя, понижению надежности коммутатора, повышению его массы и габаритов. Цель изобретения - упрощение кон струкции вентильного электродвигателя, снижение его массы и габаритов при сохранении функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что вентильный электродвигател содержащий многофазную обмотку якоря, индуктор и коммутатор с герконами и тиристорами, в котором ка722тод каждого тиристора соединен с на чалом коммутируемой им обмотки якоря через диод, катоды тиристоров, включенных в противоположные фазы, соединены через конденсаторы, резисторы и диоды, снабжен конденсаторами и ключом, катоды тиристоров соединены через резисторы с концами, а их управляющие электроды встречно включенными диодами - с началами коммутируемых этими тиристорами фаз, причем управляющие электроды тиристоров, связанных с нечетными фазами якорной, обмотки, подключены через резисторы к неподвижным контактам первого геркона, управляющие электроды тиристоров, связанных с четными фазами - через резисторы к неподвижным контактам второго геркона, катушка управления первого геркона шунтирована конденсатором и подключена через резистор к замыкающему контакту второго геркона, а катушка управления второго геркона с шунтирующим ее конденсатором через резистор - к размыкающему контакту первого геркона, а подвижные контакгы герконов соединены с. зажимом цепи питания через ключ. На чертеже изображена электрическая схема вентильного электродвигателя. Вентильный электродвигатель состоит из синхронной машины с многофазной обмоткой якоря (фазы 1-4), индуктора 5 и коммутатора на тиристорах 6-9. Катоды тиристоров с началами фаз якорной обмотки соединены диодами 10-13, а с концами фаз - через резисторе 14-17. Коммутирующие конденсаторы 18 и 19 соединяют катоды тиристоров 6,8 и 7,9 между собой. Управляющие электроды тиристоров 6-9 через встречно включенные диоды 20-23 соединены с началами коммутируемых этими тиристорами фаз. Кроме того, управляющие электроды тиристоров 6 и 8, коммутирующих нечетные фазы якорной обмотки, подключены через, резисторы 24 и 25 к неподвижным контактам геркона 26, а управляющие электроды тиристоров 7 и 9, коммутирующих четные фазы, через резисторы 27 и 28 к неподвижным контактам геркона 29. Катушка 30 управления геркона 26 с параллельным к ней конденсатором 31 под- i ключена через резистор 32 к замыкаю31U4

щему контакту геркона 29, катушка 33 управления геркона 29 с параллельным к ней конденсатором 34 - через резистор 35 к размыкающему контакту геркона 26. Подвижные контак- 5 ты герконов 26 и 29 соединены с зажимом источника питания через ключ 36.

Устройство работает следующим образом.10

При замыканий ключа 36 происходит отпирание тиристора 6 по цепи : + источника питания, ключ 36, размыкающий контакт геркона 26, резистор 24, управляющий электрод ти- 15

ристора 6, резистор 14, - источника питания. Аналогично по цепи: + источника питания, ключ 36, размыкающий контакт геркона 29., резистор 28, управляющий электрод тиристора 9, 20 резистор 17, - источника питания происходит отпирание тиристора 9. В фазах 1 и 4 появляются токи, взаимодействие которых с магнитным потоком индуктора 5 создает статический 25 момент. Одновременно с замыканием ключа 36 напряжение источника питания через размыкающий контакт геркона 26 прикладывается к делителю, состоящему из резистора 35 и ка- зо тушки 33 управления герконом 29 с параллельным к ней конденсатором

34. Конденсатор 34 начинает заряжаться. Как только напряжение на конденсаторе 34 достигнет при его заря- . де величины, достаточной дпя создания катушкой 33 управления м.д.с. для срабатывания геркона 29, последний переключается.

Через замыкающий контакт геркона 40 29 к управляющему электроду тиристора 7 прикладывается напряжение, достаточное для обеспечения условий отпирания тиристора 7. Тиристор 7 отпирается, в.фазе 2 появляется ток, 45 тиристор 9 с помощью коммутирующего конденсатора 19 запирается. Взаимодействие токов в фазах 1 и 2 с магнитным потоком индуктора создает

вращающий момент, под действием ко- 50 торого ротор начинает вращение против хода часовой стрелки. Кроме того, к источнику питания оказывается подключенным делитель, состоящий из резистора 32 и катушки 30 управления 55 герконом 26 с. параллельным к ней конденсатором 31. Заряд конденсатора 31 до уровня напряжения срабаты-,

1724

вания геркона 26 обеспечивает его срабатывание, что приводит к отклют чению цепей управляющего электрода тиристора 6 и питания катушки 33 управления герконом 29 от источника питания и подключению к нему цепи управляющего электрода тиристора 8. Последний отпирается, тиристор 6 с помощью коммутирующего конденсатора 1 запирается.

В фазе 3 появляется ток, что приводит к дальнейшему повороту ротора против часовой стрелки. Ток разряда конденсатора 34 через катушку 33 управления поддерживает некоторое время М.Д.С., достаточную для удержания геркона 29 в сработанном состоянии.

При уменьшении тока разряда до тка отпускания геркон 29 возвращаетс в исходное состояние, подключая цеп управляющего электрода тиристораг 9 к источнику питания. Тиристор 9 отпирается, в фазе 4 появляется ток что способствует возрастанию скорости поворота ротора двигателя против часовой стрелки.

Геркон 26 удерживается некоторое время в сработанном состоянии м.д.с создаваемой током разряда конденсатора 31 через катушку 30 управления

При уменьшении тока разряда до тока отпускания геркон 26 подключает цепь управляющего элeкtpoдa тиристора 6 к источнику питания, что, в свою очередь, при появлении тока в фазе 1 обеспечивает дальнейшее увеличение скорости, и следовательно ЭДС вращения в фазах обмотки якоря. Как только ЭДС достигнет величины, достаточной для отпирания тиристоров, ключ 36 размыкают. Дальнейшая коммутация тиристоров осуществляется за счет наведенной ЭДС вращения. Так, в рассматриваемый момент вращения наведение ЭДС в фазе 2 приводит к отпиранию тиристора 7 по цепи;Ч ЭДС, диод 21, управляюпщй электрод тиристора 7, резистор 15, - ЭДС.Ток, появившийся в фазе 2, взаимодействует с магнитным потоком индуктора, создает момент, способствующий вращению ротора двигателя против часовой стрелки. ЭДС наводится в фазе 3, что приводит к отпиранию тиристора 8 и появлению тока в фазе 3 и т.д.

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий многофазную обмотку якоря, индуктор и коммутатор с герконами и тиристорами, в котором катод каждого тиристора соединен с началом коммутируемой им фазы обмотки якоря через диод, катоды тиристоров, соединенных с противоположными фазами, соединены через конденсаторы, резисторы и диоды, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, он снабжен дополнительными конденсаторами и ключом. катоды тиристоров соединены через резисторы с концами, а их управляющие электроды встречно включенными диодами - с началами коммутируемых этими тиристорами фаз, причём управляющие электроды тиристоров, связанных с нечетными фазами якорной обмотки, подключены через резисторы к неподвижным контактам первого геркона, управляющие электроды тиристоров, связанных с четными фазами - через резисторы к неподвижным контактам второго геркЬна, катушка управления первого геркона шунтирована конденсатором и подключена через резистор к замыкающему контакту второго геркона, а. кат-ущка управления (Л второго геркдйа с шунтирующим ее конденсатором через резистор - к размыкающему контакту первого геркосоединены с зажимом цепи питания через ключ. 4 4 - Ю