Бесконтактный двигатель постоянного тока с катящимся ротором Советский патент 1988 года по МПК H02K41/06 H02K29/00 

8

4 ts5

(;О го 4;ii СА:

f

; Изобретение относится к электри- I ческим машинам и. может быть исполь- ; зовано в качестве исполнительного .электродвигателя автоматических систем регулирования.

Цель изобретения - повышение момента и надежности самовозбуждения. ; На чертеже показана функциональ- I яая схема двигателя.

I Статорная обмотка двигателя разде лена на четыре равные зоны 1 - 4. Ко мутатор двигателя состоит из транс- ; форматора 5, имеющего,две первичные I обмотки и вторичную со средней точ- : кой, и транзисторов 6 и 7, к коллек- торам которых подключены последс ва- тельно одна первичная обмотка тра.нс- форматора 5 и секция из двух последовательно соединенных смежных зон 1 и 2 или 3 и.4. Зона 2 шунтирована коденсатором 8, зона 4 - конденсатором 9. Средняя точка вторичной обмотки трансформатора 5 через диод 10 соеди йена с эмиттерами транзисторных клю- чей б и 7.

Двигатель с катящимся ротором ра ботает следующим образом.

При подключении двигателя к источнику питания оба транзистора 6 и 7 оказываются под напряжением и по их коллекторным цепям начинают протекать неуправляемые токи коллекторных переходов. Так как входные сопротивления транзисторов и их коэффициен- .ты усиления не могут быть абсолютно одинаковыми, то их коллекторые токи оказьшаются различными и, следовательно, магнитодвижущие силы коллекторных ( первичных ) обмоток трансформатора 5 также различны.

В результате неравенства встречно действующих магнитодвижущих сил создается магнитный поток в сердечнике трансформатора, которьш индукти рует в его обмотках ЭДС, направлен™ ную так, что к базе транзистора, через который первоначально протекает б(Й1Ьщий ток (например, транзистора. 6), прикладьшается отрицательное напряжение, а к базе транзистора,, через который при включении протекает меньший ток (например,транзистора 7) - положительное напряжение. Это приво-- дит к еще большему увеличению тока коллектора транзистора 6 и к запиранию .транзистора 7. В результате транзистор 6 полностью открьгоается и его коллекторный ток увеличивается, что

10

20 25

0

5

вызьшает нарастание магнитного потока в сердечнике трансформатора 5. В начале первого полупериода колебаний ток протекает по зоне 1. Зона 2 первоначально шунтирована конденсатором 8. К концу первого полупериода конденсатор 8 полностью заряжается и в зоне 2 ток возрастает до максимума..

Транзистор 6 открыт до тех пор, пока магнитный поток в сердечнике трансформатора не достигнет величины насыщения. Так как в этот момент скорость изменения магнитного пото- 15 ка становится равной нулю ((или очень малой), то ЭДС во всех обмотках трансформатора также стает равной нулю. . Р езкое уменьшение токов в обмотках после запирания транзистора 6 вызывает появление в обмотках ЭДС противоположной полярности.

Теперь вторичная обмотка трансфор- матора 5 создает на базе транзистора 7 отрицательное напряжение по отношению к эмиттеру,- что приводит к отпиранию этого транзистора. Процесс протекает лавинообразно и очень быстро -приводит транзистор 7 в режим насыщения. Таким образом, во втором полупериоде транзистор 6 заперт, а транзистор 7 открыт. Первоначально возбуждается зона 3, а зона 4 шунтируется конденсатором 9. Конденсатор 8 в это время разряжается на обмотку зоны 2, поддерживая в ней ток. К концу второго полупериода конденсатор 9 полностью заряжается и возбуждается зона 4.

Коммутирующие конденсаторы 8 и 9 позволяют использовать двухтактный преобразователь постоянного тока как четьфехтактную схему. За период колебаний последовательно возбуждаются зоны 1-4. Реверс достигается переключением конденсаторов 8 и 9 в параллель другой паре зон двигателя.

5

0

Повьш1ение надежности самовозбуждения достигается за счет включения двух равных первичных обмоток насыщающего трансформатора порознь в коллекторные цепи транзисторов последовательно с H5t нагрузкой, что обеспечивает положительную обратную связь по току. Повьппение величины момента достигается за счет выполнения насыщающегося трансформатора в виде трансформатора тока, что позволяет исключить электричрск до связь между

рабочими и нерабочими зонами двигателя.

Кроме того, уменьшаются габариты трансформатора, повышается КПД за счет снижения потерь в трансформаторе и устранения токоограничивающего резистора.

Формула изобретения

Бесконтактный двигатель постоянного тока с катящимся ротором, содержащий статорную обмотку, разделенную на четыре равные зоны, и коммутатор, .. включающий васьш ающийся трансформатор

.

с двумя первичными и вторичйой обмотками и два транзисторных ключа, базовые цепи которых подключены к выводам вторичной обмотки насыщающегося трансформатора, а смежные зоны статорной обмотки соединены в секции по две последовательно, причем одна из зон в каждой секции шунтирована конденсатором, отличающий- с я тем, что, с целью повышения мента и надежности самовозбуждения, каждая первичная обмотка насыщающего- ся трансформатора включена последовательно между выходом транзисторного ключа и секцией статорной обмотки.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве исполнительного тихоходного электродвигателя автоматических систем с питанием от акку94муляторных батарей. Цель изобретения - повьппение надежности самовозбуждения и величины момента. Бесконтактный двигатель постоянного тока с катящимся ротором содержит статор с обмоткой, разделенной на одинаковые зоны 1 - 4, коммутатор, включающий насьпцающийся трансформатор 5 и транзисторные ключи 6 и 7, нагрузкой каждого из которых являются две соединенные последовательно смежные зоны, параллельно одной из которых включен коммутирующий конденсатор 9 или 8, Насыщающийся трансформатор 5 выполнен в виде трансформатора тока, две одинаковые первичные обмотки которо- то порознь включены в коллекторные цепи ключей последовательно с их нагрузкой. 1 ил. О сл с