Бесконтактный асинхронизированный вентильный электродвигатель Советский патент 1990 года по МПК H02K29/06 

0

О9

Изобретение относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией. Целью изобретения является уменьшение габаритов и массы бесконтактного асинхронизированного вентильного электродвигателя. Электродвигатель содержит асинхронную машину 1 с фазным ротором с числом пар полюсов Р_д, механически связанный с ним асинхронный возбудитель 2 с числом пар полюсов Р_в, обмотка ротора которого соединена с обмоткой ротора асинхронной машины 1 с обратным чередованием фаз, преобразователь 3 частоты, к выходу которого подключена обмотка статора асинхронной машины 1, второй преобразователь частоты, соединенный выходом с обмоткой статора асинхронного возбудителя 2, датчик 5 напряжения статора асинхронной машины, сигнал с которого подается на управляющий вход преобразователя 3 частоты статора якоря машины. Изобретение может быть использовано в электроприводе, где требуется глубокое регулирование скорости, высокая перегрузочная способность, обеспечение тяжелого пуска из стопорного режима и эксплуатация в загрязненных, влажных и агрессивных средах. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе, где -требуется глубокое регулирование скорости, высокая перегрузочная способность, обеспечение тяжелого пуска из стопорного режима и эксплуатации в загрязненных, влажных и агрессивных средах (электрическая тяга, гребной электропривод судов ледокольного типа и др.).

Цель изобретения - уменьшение габаритов и массы бесконтактного асин- хронизированного вентильного электродвигателя

На фиг.1 представлена структурная схема бес онтактного асинхрониэиро- ванного вгнтильного электродвигателя; на фиг.2 - конструктивная схема устройства.

Бескон гактный асинхронизированный вентильный электродвигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на преобразозатели 3 и 4 статоров двига- теля 1 и возбудителя 2 трехфазное напряжение низкой фиксированной частоты GDr подается на обмотку статора возбудитатя. Трехфазный переменный ток, протекающий по обмотке статора возбудителя 2 создает в нем вращающееся магнитное поле, которое индуктирует ЭДС в обмотке его неподвижного ротора тон же частоты СО г что и в обмотке статора Под действием ЭДС об- мотки ротора возбудителя 2 через нее и обмотку ротора двигателя 1, имеющую обратное чередование фаз, протекает трехфазный переменный ток. Последний в свою очередь создает в двигателе 1 вращающееся магнитное поле с встречным вращением относительно поля возбудителя 2. ЭДС,индуктируемая в обмотке статора двигателя 1 частотой С0г, снимается с датчика 5 напряжения и подается на вход преобразователя частоты 3, инверторное звено которог управляется по фазе ЭДС напряжения якоря. При включении тиристоров преобразователя 3 по обмотке статора дв гателя протекает трехфазный переменный ток той же частоты СО, создающий свое вращающееся магнитное поле якоря. В результате взаимодействия Mai нитных полей статора и ротора двига- теля 1 и возбудителя 2, работающего в режиме обращенного асинхронного двигателя, на общем валу создаются электромагнитные вращающие моменты

Q

5 0 , 0 5 д

одинакового знака, Когда величина суммарного электромагнитного момента бесконтактного асинхронизированного вентильного электродвигателя превысит величину момента сопротивления на валу, его ротор начнет вращаться. Вследствие встречного вращения магнитного поля и ротора возбудителя 2 в его обмотке теперь выводится ЭДС частоты u-f + Ur6, а в обмотке статора двигателя 1 - ЭДС частоты

W «ГА +«ге+СО± (1 + I) СОГД +

А + U| ,

где 03Г. и QhB - угловые частоты

(эл./рад/с) вращения ротора, соответствующие числу пар полюсов двигателя 1 - Р. и возбудителя 2 -Р . В таком электродвигателе положительный эффект проявляется наилучшим образом, поскольку асинхронный возбудитель воздает электромагнитный вращающий момент, совпадающий по знаку с вращающим моментом асинхронизировэн- ного вентильного двигателя. Для наилучшего использования активных материалов бесконтактного асинхронизиро- ванного вентильного- двигателя возбудитель 2 должен обеспечивать при всех скоростях вращения двигателя величину угловой частоты возбуждения (частоту ЭДС обмотки ротора) - C0.jr близкой к величине фиксированной частоты напряжения его статора -U/, когда

Игд+а. С целью уменьшения влияния скорости вращения ротора двигателя гд число пар полюсов РВ возбудителя 2 должно быть значительно меньше числа пар полюсов PL двигателя 1. Тогда бесконтактный асинхронизированный вентильный двигатель обладает характеристиками и свойствами двигателя постоянного тока с его традиционными способами регулирования скорости вращения либо изменением величины напряжения его якоря, либо изменением напряжения статора возбудителя.

По сравнению с бесконтактным вентильным двигателем постоянного тока бесконтактный асинхронизированный вентильный двигатель не имеет ограничений стопорного режима и позволяет

315

осуществить электрическое торможение до полной остановки двигателя.

Формула изобретения

Бесконтактный асинхронизированный вентильный электродвигатель, содержащий асинхронную машину с фазным ротором, обмотка статора которого подклю- чена к выходу первого преобразователя частоты, а обмотка ротора подключена к выходу бесконтактного токоподвода, отличающийся тем, что, с

5 ч

(f§)

3

целью уменьшения габаритов и массы, электродвигатель снабжен вторым преобразователем частоты с фиксированной выходной частотой, токоподвод выполнен в виде асинхронного возбудителя, вал которого жестко соединен с валом асинхронной машины, обмотки роторов машины и возбудителя соединены между собой с обратным порядком чередования фаз, обмотка статора асинхронного возбудителя соединена с выходом второго преобразователя частоты.

Фиг. 2