Вентильная электрическая машина Советский патент 1987 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией секций якорной обмотки, в частности к вентильным тахогенера- торам с повышенной стабильностью (малой пульсацией) вйходного напряжения, и может быть использовано, например, в следящих системах.

Цель изобретения - уменьшение пульсаций выходного напряжения для генераторного режима работы электрической машины на нагрузку со средней точкой.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг, 2-4 - схемы замещения .электрической машины дйя генераторного режима и различных положений ротора относительно статора.

Электрическая машина (фиг, 1) содержит ключевые элементы 1-8, например транзисторы, образующие преобразователь частоты, являющийся выпрямителем 9, якорь с магнитопроводом и несимметричной четырехсекционной лучевой обмоткой, индуктор 10, датчик положения ротора (ДПР) с ротором 11 и статором 12 и функциональный преобразователь (ФП) 13. Ключевые элементы могут обладать двухсторонней проводимостью. Магнитопровод может иметь или не иметь пазы. Обмотка - диаметральная. Начала секций обозначены A,B,C,D. Секции B,C,D смещены относительно секции А соответственно на 90, 135 и 225 зл. град. У индуктора угловой размер полюсной дуги - 135 эл. град, или несколько больше.

Между общим выводом первой и четвертой и общим выводом второй и третьей секций обмотки включен токопро- водя щий элемент (например, резистор) 14, между выводом обмотки А и вьшря- мителем - токопроводящий элемент 15, между выводом D и выпрямителем - токопроводящий элемент 16. Нагрузка 17 имеет среднюю точку 18. Она соединена с общим выводом второй и третьей секций обмотки. В каче стве нагрузки со средней точкой может быть использован двухвходовой операционный уси- литель (сумматор-вычитатель). В этом случае средней точкой является клемма Земля операционного усилителя, ДПР соединен с входами ФП. Выходы ФП соединены с управляющими входами ключевых элементов 1-8,

Устройство работает в генераторном режиме следующим образом.

При вращении ротора относительно статора приводным двигателем в секциях обмотки возникают ЭДС вращения, с ДПР на ФП поступают логические CHI-

налы сг

Oj,, ФП вырабатывает

сигналы управления Ъ, Ь,...,Ьд выпрямителем, Вьтрямитель 9 коммутирует секции якорной обмотки так, что одновременно работают секции А и С, АиВ, ВиВ, Вир. Этим случаям эквивалентны схемы замещения, изображенные роответственно на фиг. 3, 2, 3,4,

Для схем по фиг. 2-4 напряжение между Е и F можно описать следующими формулами

0

5

ч

0

5

.и,

где Z

.

Z.

н. ,

Zp+Z +zV+Zj

(

,

)E.Z

H S

с

и Z, соответственно сопротивление одной секции обмотки одного плеча нагрузки, элемента 15 (или элемента 16) и элемента 14: максимальная ЭДС вращения каждой секции. Нетрудно убедиться в том, что при

Е ,(I

2 1)

Z, U,U,U3

Таким образом, выходное напряжение теоретически не изменяется при вращении ротора, следовательно, не содержит пульсаций.

При другой форме ЭДС величина пульсаций имеет конечную величину, меньшую, чем в известном .устройстве.

Формула изобретения

Вентильная электрическая машина, содержащая ротор, статор с четырехсекционной обмоткой якоря, вторая, третья и четвертая секции которой смещены соответственно на углы 90, 135, 225 эл. град, относительно первой секции, выводы секций соединены с общей точкой ключей одноименных . ветвей мостового преобразователя частоты, образованных соответственно первым и пятым, вторым и шестым, третьим и седьмым, четвертым и восьмым ключами, и устройство управления преобразователем частоты, выполненное с возможностью формирования открывающих сигналов для группы ключей состоящей из первого, второго, пятого и шестого ключей, в виде последовательности импульсов длительностью 90 эл, град,, а для группы, состоящей из восьмого, третьего, четвер- того и седьмого ключа, - в виде аналогичной последовательности импульсов, сдвинутой на 45 эл. град относительно первой последовательности, концы первой и четвертой, а также второй и третьей секций электрически соединены, отличающаяся

тем, что, с целью снижения пульсаций выходного напряжения в генераторном

режиме работы, оно снабже но дополнительно тремя токопроводящими элементами, цель нагрузки выполнена со средней точкой, первый токопроводящий элемент подключен .первым выводом к общей точке первой и четвертой секций, вторым выводом - к,общей точке второй и третьей секций, второй токопроводящий элемент подключен последовательно в цепь первой секции, третий - последовательно в цепь четвертой секции обмотки, а общая точка второй и третьей секций соединена с общей точкой нагрузки.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией секций якорной обмотки, в частности к вентильным тахогенераторам с малой пульсацией выходного напряжения. Цель изобретения - обеспечение стабильности выходного напряжения для генераторного режима работы на нагрузку, имеющую среднюю точку, применительно к вентильному электродвигателю, у которого вторая, тре-, тья и четвертая секции якорной обмотки смещены.относительно первой соответственно на 90, 135 и 225 эл. град. В электродвигатель введены три токопроводящих элемента, например резисторы 14, 15, 16. Первый резистор 14 включен между общим выводом первой А и четвертой D и общим выводом второй В и третьей С секций обмотки второй резистор 15 включен между первой А секцией и первой ветвью-вьтрямителя 9, третий резистор 16 - между четвертой D секцией и четвертой ветвью вьшряьштеля 9, общий вывод второй В и третьей С секций соединен также со средней точкой нагрузки 17. 4 ил. с (Л со ел СО 00 о: 0 фи9.1

cpuff.2

2с

2с

21

2и

фиг.З

в

(ftUS