Реверсивный вентильный электродвигатель Советский патент 1986 года по МПК H02K29/06 

I Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим бесконтактным двигателям с вентильными коммутаторами, и может быть использовано при создании реверсивных вентильных электродвигателей (ВД). Цель изобретения - упрощение и по вьшениё надежности реверсивного вентильного электродвигателя. На фиг. 1 представлена принципиаль нал электрическая схема ВД; на фиг.2 и 3 - диаграммы напряжений для прямо го и обратного направлений вращения функции угла поворота ротора. Устройство содержит датчик 1 положения ротора (ДПР), состоящий из диэлектрической обоймы 2, в радиальных пазах которой размещены дроссели насьвцения, и диска 3 из постоянного магнита с секторообразными прорезями устройство связи 4 с однотипными ка налами, резисторы 5-7, транзисторы 8-1 п-р -и -7 проводимости, резисторы 11 13, коммутатор с бесконтак ными ключами 14 - 16, электрическую бесконтактную машину 17с якорными обмотками, содержащую секции А, В и .С на статоре, вращающийся ротор из постоянного магнита 18, преобразователь 19 постоянного напряжения в переменное повышенной частоты с выходной обмоткой 20, соединенной с замыкающими контактами 21 и 22 ключа 23 реверса, подвижные контакты 24,25 первого,и второго переключателя соответственно соеДинены с общей точкой дросселей насьпцения и резисторов 5 - 7, замыкающие контакты 26 и 27 первого и второго переключателя соответственно соединены с корпусом и конденсатором. Электродвигатель работает следующим образом. При положении переключателя, как показано на фиг. 10 питание дросселей насьаценйя производится от выходной обмотки 20 преобразователя 19. Выходная обмотка 20 подключена параллельно к обмоткам всех дросселей насыщения ДПР через развязывающие резисторы 5-7. Конструктивная m-канальная симметричность построения ВД обусловливает т-фазную повторяемость электромагнитных процессов в устройстве. Поэтому работу устройства рассмотрим на примере одной фазы А. Допустим, исходным является положение, при котором дроссель насы69щения, связанный с входом транзистора 8, находится против прорези секторообразного магнита ДПР и егб сердечник не пронизьшается магнитным полем магнита ДПР. При подаче в устройство питающего напряжения преобразователь ,19 напряжения начинает формировать на выходе переменное напряжение прямоугольной формы и повышенной частоты. Переменное напряжение поступает на обмотку дросселя насьщения и на вход транзистора 8 через резистор 5. Индуктивное сопротивление ненасыщенного дросселя больше сопротивления насыщенного дросселя .Поэтому при пололсительной полуволне большая часть тона, протекающего через резистор 6,ответвляется в базовую цепь транзистора 8. Транзистор открывается и находится в открытом состоянии полпериода. Отрицательной полуволновой напряжения транзистор закрывается. Для принятого исходного положения другие дроссели находятся в. зоне действия магнитного поля магнита ДПР и их сердечники насьпцения. Низкоомным сопротивлением насьш1енных дросселей шунтируются входные цепи транзисторов и последние надежно закрыты при любой полярности переменного напряжения. Дальнейшее преобразование сигнала, поступающего с транзистора 8, происходит в канале связи таким образом, что единичными сигналами, поступающими с выхода канала связи 4, открывается бесконтактный ключ коммутатора 14 и подключается фаза А якорной обмотки к источнику постоянного напряжения. По фазе А начинает протекать ток. От взаимодействия тока с полем постоянного магнита 18 возникает вращающий момент. Ротор электрической машины начинает вращаться. Пусть вращение происходит в направлении часовой стрелки, при этом подключение следующей фазы к источнику постоянного напряжения происходит в момент нахождения прорези против дросселя насьш;ения. При замьжании переключателем контактов 21,22 питание дросселей насыщения производится от выходной обмотки 20 преобразователя 19. Выходная обмотка 20 через конденсатор подключена последовательно с обмотками всех дросселей насьш5ения ДПР, а развязывающие резисторы оказываются подключенными параллельно переходам база эмиттер транзисторов 8-10. Конструктивная fn -канальная симметричность построения БД обусловливает tr -фазную повторяемость электромагнитных процессов в устройстве. Поэтому работу устройства рассмотрим на примере одной фазы С. За исходное положение ротора ВД принимаем положение, при котором дроссель насьпцения, связанный с входом транзистора 10, находится против магнита ДПР и его сердечник пронизывается магнитным полем магнита ДПР. При подаче в устройство питающего напряжения преобразователь 19 напряжения начинает формировать на выходе переменное напряжение прямоугольной формы и повьппенной .частоты. Перемещенное напряжение поступает на обмотку дросселя насьпцения и на транзистор 10. Индуктивное сопротивление ненасыщенного дросселя больше сопротивления насьпценного дросселя. Поэтому при насыщенном дросселе транзистора 10 постоянным магнитом резко . уменьщается индуктивное сопротивление дросселя и практически все напряжение выходной обмотки 20 прикладывается к переходу база - эмиттер транзистора 10 и на сопротивление 13. Транзистор 10 открывается и находится в открытом состоянии полпер1(рда. Отрицательной полуволной напряжения . транзистор закрывается. Для принятого исходного положения другие дроссели находятся в зоне прорези секторообразногс магнита ДПР и их сердечники

пронизьюаются магнитным полем, сопротивление дросселей велико и к входам транзисторов 8 и 9 с резисторами 11 и 12 прикладывается небольшое напряжение, которое в схеме коммутатора может быть полностью скомпенсировано. Таким образом, транзисторы 8 и 9 при любой полярности переменного напряжения находятся в закрытом состоянии, а на коллекторе транзистора 10 единичньш потенциал чередуется с нулевым потенциалом с частотой преобразователя напряжения. Дальнейщее преобразование сигнала, поступающего с транзистора 10, происходит в канале связи таким образом, что единичными сигналами, поступающими с выхода канала 4 связи, открывается бесконтактный ключ коммутатора 16 и подключается фаза С якорной обмотки к источнику постоянного напряжения. По фазе С начинает протекать ток. От взаимодействия тока с полем

постоянного магнита 18 возникает вращающий момент. Ротор электрической машины начинает вращаться. Однако вращение ротора происходит в противоположном направлении, так как прорези секторообразного магнита и полюса магнита расположены с угловым сдвигом равным 180 эл.град. Поскольку сигнальные зоны сдвинуты друг относительно друга, то моменты коммутации бесконтактных ключей коммутагора при переключении схемы управления также сдвинуты на 180 эл.град. т.е. двигатель меняет направление вращения. При этом подключение следующей фазы к источнику постоянного напряжения происходит в момент нахождения полюса магнита против дросселя насыщения.

Таким образом, за счет изменения подключения выходной обмотки преобразователя постоянного напряжения в переменное высокой частоты получено реверсивное вращение вентильного электродвигателя как электромагнитным, так и магнитоэлектрическим возбуждением при использовании одного комплекта чувствительных элементов.

Формула изобретения

Реверсивный вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с -.Щ-фазной якорной обмоткой, подключенной к выходу коммутатора с бесконтактными ключами, служащими для подключения фаз обмотки к источнику постоянного напряжения, датчик положени ротора с fn чувствительными элементами типа дроссель насыщения и сигнальным элементом с угловым размером активной части, равным 180 эл.град., гп-канальное логическое устройство, подключенное между выходами датчика и входами коммутатора, с которыми связаны дроссели насыщения и резисторы, причем обмотки дросселей насыщения и резисторы имеют общие точки, преобразователь постоянного напряжения в переменное высокой частоты, один из зажимов выходной обмотки которого связан с обмотками дросселей насыщения, а другой зажим соединен с общей шиной коммутатора, и устройство реверсирования, содержащее ключ реверса, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, он снабжен конденсятором, ключ реверса выполнен в виде синхронизированных между собой первого и второго двухполюсных переключателей, общие точки дросселей насьщения и резисторов соединены с подвижными контактами ключа реверса, причем размыкающий контакт первого переключателя соединен с ьыходной обмоткой через конденсатор, размыкающий контакт второго переключателя подключен к выходной обмотке непосредственно, 5 замыкающий контакт первого и размыкающий контакт второго переключателей подключены к общей шине.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к машинам свентиль(Ными коммутаторами.Целью изобретения является упрощение и повьшение надежности. Электродвигатель содержит датчик положения ротора 1, состоящий из диэлектрической обоймы 2, в радиальных пазах к-рой размещены дроссели насыщения, и диска из пост.магнита с секторообразными прорезями 3. Устройство связи имеет каналы 4, резисторы 5,6,7j транзисторы 8,9,10, / Un 19 резисторы 11,12,13. Коммутатор имеет ключи 14, 15, 16, соединенные с секциями якорной обмотки синхронной машины. Преобразователь 19 постоянного напряжения в переменное повышенной частоты имеет выходную обмотку 20, соединенную с замыкающими контактами (к) 21,22 ключа реверса 23. Подвижные К 24, 25 первого и второго переключателя ключа реверса соединены соответственно с общей точкой дросселей насьщения и резисторов 5,6,7.Замыкающие К 26,27 первого и второго переключателей соответственно соединены с корпусом и конденсатором. При i .работе электродвигателя осуществляется изменение подключения выходной (Л С обмотки преобразователя постоянного напряжения в переменное высокой частоты. Это позволяет реверсировать электродвигатель с использованием одного комплекта чувствительных элемен V тов. 3 ил. fin.l

UA

UB

i/c

i/л

We

t/c

0(

Q«

K

a.

a.

oi

Фиг.Ъ