Вентильный электродвигатель Советский патент 1988 года по МПК H02K29/06 H02P6/00 

(Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вентиляторах, гидронасосах и устройствах с большим ресурсом работы. Целью изобретения является повышение надежности работы за счет дублирования функций датчика положения ротора. Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель дополнительной обмотки дросселя с секциями 49 и 50, триггеров Шмитта 37-40, управляемого стабилизатора 36 напряжения, стабилитронов 45-48 и ограничивающих резисторов 41-44. В результате при достижении определенной частоты враш,е- ния вала электродвигателя на базы основных транзисторных ключей 1-4 одновременно с командой от датчика положения с секций 49, 50 дросселя подается постоянное напряжение. В случае обрыва сигнального провода датчика положения или выхода его из строя все ключи 1-4 будут продолжать коммутировать основные секции 5-8 якорной обмотки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. SS

со 00

to

О5

14)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродвигателям с вентильной коммутацией, может использоваться в вентиляторах, гидронасосах и устройствах с большим ресурсом и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1228192.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет дублирования функций датчика положения ротора.

На фиг. 1 изображена схема вентильного электродвигателя; на фиг. 2 - схема вентильного электродвигателя с использованием датчика положения ротора в режиме «холодного резервирования.

Вентильный электродвигатель содержит основные транзисторные ключи 1-4, основные секции 5-8 якорной обмотки, дроссель 9 с секциями, вспомогательные секции 12- 15 якорной обмотки, вспомогательные транзисторные ключи 16-19, резисторы 20-27, предохранители 28-35. Кроме того, вентильный электродвигатель дополнительно содержит управляемый стабилизатор 36 напряжения, четыре триггера 37-40 Шмит- та, четыре ограничивающих резистора 41 - 44 и четыре стабилитрона 45-48, а дроссель снабжен дополнительной обмоткой с секциями 49 и 50, средний вывод которой подключен к общей щине источника питания, а крайние - к входу управляемого стабилизатора 36 напряжения, выход которого подключен к входу питания каждого триггера () Шмитта. Выход каждого триггера Шмитта подключен к базе основного транзисторного ключа (1-4), управляемого от датчика положения ротора. Выход каждого из этих триггеров подключен через ограничивающий резистор (41-44) к точке соединения коллектора соответствующего вспомогательного транзисторного ключа и вспомогательной секции якорной обмотки.

Каждый стабилитрон 45-48 подключен анодом к общей шине источника питания, а катодом - к входу соответствующего триггера 37-40 Шмитта.

Вентильный электродвигатель содержит также датчик 51 тока, пороговое устройство 52 и реле 53, причем выход датчика 51 тока соединен с входом порогового устройства 52, выход которого подключен к управляющему входу реле 53, вход которого связан с датчиком 54 положения ротора, а выход подключен к базам основных транзисторных ключей 1-4.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

При подаче на коммутатор постоянного напряжения питания от источника в соответствии с сигналами датчика 54 положения ротора начинают коммутироваться токи

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

в основных секциях 5-8 якорной обмотки, что создает электромагнитный момент, приводящий ротор двигателя во вращение. В секциях 12-15 якорной обмотки наводится ЭДС вращения и транзисторные ключи 16-19 начинают коммутировать ток в секциях 12-15. Одновременно при вращении ротора в секциях 49 и 50 появляется переменное напряжение с амплитудой, пропорциональной частоте вращения, которая подается на управляемый стабилизатор 36 напряжения. В стабилизаторе 36 переменное напряжение выпрямляется, фильтруется и поступает на устройство сравнения, являющееся принадлежностью стабилизатора 36. При достижении заданной частоты вращения вала электродвигателя напряжение на выходе стабилизатора 36 достигает величины, достаточной для питания триггеров Шмитта. На входах триггеров Шмитта 37-40 напряжение ЭДС ограничивается с помощью резисторов 41-44 и стабилитронов 45-48. С выходов триггеров Шмитта 37-40 напряжение прямоугольной формы с зоной коммутации, близкой к 180 эл. град, поступает соответственно на входы силовых транзисторных ключей 1-4 одновременно с сигналами датчика положения ротора. В случае обрыва сигнального провода указанного датчика или выхода его из строя все силовые транзисторные ключи 1-4 продолжают коммутировать основные секции 5-8 якорной обмотки. Работоспособность электродвигателя сохраняется.

Для уменьшения мощности потребления датчиком 54 положения ротора и для повышения надежности путем отключения датчика 54 и перевода его в режим «холодного резервирования используется схема электродвигателя, изображенного на фиг. 2.

В этом случае электродвигатель работает следующим образом.

Напряжением управления порогового устройства 52 устанавливается заданный уровень срабатывания датчика 51 тока. Реле 53 нормально замкнуто. При включении электродвигателя возникает пусковой ток, так как датчик 54 через размыкающие контакты реле 53 подключен к базам основных транзисторных ключей. По мере разгона ВД ток приближается к номинальному. При достижении электродвигателем номинальной частоты вращения срабатывает пороговое устройство 52 и размыкает контакты реле 53. Датчик 54 положения ротора оказывается в режиме «холостого резервирования. В случае увеличения тока (вы- ще номинального) пороговое устройство 52 подключает датчик 54 положения ротора.

Таким образом, дублирование работы датчика положения ротора за счет управления ключами коммутатора по сигналам ЭДС позволяет сохранить работоспособность электродвигателя при обрыве сигнального провода или отказа датчика положения ротора.

Кроме того, при выходе на номинальный режим работы датчик положения может быть переведен в режим «холодного резервирования, что в целом повышает надежность вентильного электродвигателя.

Формула изобретения

секции якорной обмотки, причем каждый стабилитрон подключен анодом к общей шине источника питания, а катодом - к входу соответствующего триггера Шмитта. 2. Электродвигатель по п. 1, отличаю- ш,ийся тем, что в него введены датчик тока, включенный в цепь основной обмотки дросселя, пороговый блок и реле, причем выход датчика тока соединен с входом порогового блока, выход которого подключен к управляющему входу реле, вход которого связан

с датчиком положения ротора, а выход подключен к базам основных транзисторных ключей.