Вентильный электродвигатель Советский патент 1990 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с вентильными электродвигателями .

Целью изобретения является повышение удельных энергетических показателей.

На фиг.1 изображена блок-схема вентильного электродвигателя; на фиг.2 - эпюры напряжений управпяющих сигналов электродвигателя;на фиг.З - условное изображение пространственного расположения намагничивающих сил секций обмотки якоря электродвигателя; на фиг.4 - схема формирователя сигналов, пример выполнения.

На фиг.1 показан один из возможных вариантов электродвигателя, который

содержи электрическую машину 1 с числом пар полюсов и трехсекцион- ной () разомкнутой обмоткой 2 якоря, подключенной к выходу мостового коммутатора 3, который содержит (m-tl), т.е. четыре, зетви и мост 4 обратного тока, связанный с шинами источника 5 питания через стабилитроны 6 и 7, . формкроваг-ель 8 управляющих сигналов с 2 (т+1)8 выходными каналами 9-16, подключенными соответственно к цепям управления ключей 17-24 мостового коммутатора 3. Секции 25-27 обмотки 1 якоря расположены с угловым сдвигом, равным 2ii/3p, а йормирователь 8 управляющих сигналов выполнен с возможностью реализации в каждом выходном канале сигналов на периоде повторяесл

to

00

мости 27/р, причем длительность управляющих сигналов в двух первых 9 и 10 и двух последних 15 и 16 каналах равна 27/Зр, ta в остальных каналах 1Г/р. Передние фронты управляющих сигналов на ключах 19 и 20 второй ветви смещены относительно сигналов на ключах 17 и 18 первой ветви на угол 37/рт, на ключах 23 и 24 последней ветви относительно сигналов на ключах 21 и 22

Векторы Fzf, протеканию тока

а Е

ге гге

F27

на ключах

третьей ветви на угол 5«7рш на ключах 21 и 22 относительно сигналов на ключах 19 и 20 на угол 7/рт.

На фиг.2 показан алгоритм переклю- чения ключей мостового коммутатора для создания однонаправленного электромагнитного момента. Наличие единичного сигнала в выходном канале формирователя 8 свидетельствует о том, что ключ, цепь управления которого подключена к указанному каналу, находится в проводящем состоянии. Приведенный алгоритм управления обеспечивает вращение вектора намагничивающей силы якоря в направлении против часовой стрелки (фиг.З). На фиг.2 и 3 римскими цифрами показаны номера межкоммутационных интервалов на электрическом обороте ротора. Fjg, Рг соответствуют в прямом направлении,

в обратном, i

На фиг.4 показан один из возможных примеров реализации формирователя 8 управляющих сигналов. Формирователь 8 содержит датчик 28 положения ротора с шестью каналами 29-34 и восемь логических сумматоров 35-42.

Электродвигатель работает следующим образом.

При вращении ротора против часовой стрелки в каналах датчика 28 положения ротора.поочередно формируются единичные логические сигналы длительностью п/тр, причем на межкоммутационном интервале I (фиг.2) сигнал присутствует в канале 20, на интервале II в канале 30 и так далее по кольцевой схемео Это обеспечивает появление на выходах каналов 9, 10 и 15, 16 двухвходовых сумматоров управляющих сигналов длительностью 2t/3p на периоде повторяемости 2Ъ/р,. а на выходах 11-13 трехвходовых сумматоров - управляющих сигналов длительностью ft/p на этом же периоде повторяемости. На угловом интервале 0- oi, (фиг. 2), соответствующем межкоммутационному интер

Q

5 0 5

5

0

45

50

55

валу I, в канале 29 датчика 28 положения ротора присутствует управляющий сигнал. Этот сигнал поступает через логические сумматоры 36, 37 и 40 соответственно на выходы каналов 10, 11 и 14 формирователя 8 и обеспечивает проводящее состояние ключей-18, 19 и 22. При этом секции 25 и 26 омываются токами и создаются намагничивающие силы Fayсекции и Ггб (см.фиг.3, наличие черты наверху означает, что ток в секции 25 течет к выводу, обозначенному точкой на фиг.1). Указанные намагничивающие силы образуют регулирующую намагничивающую силу F, . При угловом положении ротора rtt в канале 29 исчезает, а в канале 30 появляется единичный сигнал. Это обусловливает исчезновение на выходе 10 и появление на выходе 15 формирователя 8 управляющего сигнала. На угловом интервале tf,- СОПРОВОДЯТ ключи 19, 22 и 23 и создается намагничивание Г2би F27 (фиг.З). Их результирующая (Fz) повернута относительно F на угол я /Зр в направлении против часовой стрелки. Аналогичным образом при соблюдении алгоритма переключения (фиг.2) обеспечивается перемещение намагничивающей силы статора, которая при взаимодействии с намагничивающей силой ротора создает однонаправленный электромагнитный момент.

Изменение схемы подключения секций обмотки якоря к мостовому коммутатору, а также алгоритма работы ключей позволяет увеличить использование обмотки якоря электродвигателя. В трех- секционном двигателе использование изобретения позволяет в каждый момент времени параллельно источнику питания подключать две секции. При этом при сохранении массогабаритных показателей электрической машины создаваемые электромагнитный момент и мощность увеличиваются в раз. Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий электрическую машину с 2р- полюсной т-секционной разомкнутой обмоткой якоря, подключенной к выходу мостового коммутатора, который содержит (т+1) ветвей и мост обратного тока, связанный с шинами источника питания через стабилитроны, формирователь управляющих сигналов с 2 (т+1) выходными каналами, подключенными к цепям управления ключей мостового

51

коммутатора, нечетные выходы формирователя подключены к управляющим входам ключей первой, а четные - второй группы, формирователь для генерирования сигналов, смещенных на угол Т/р на выходах, соединенных с ключами одной ветви, отличающийс я тем, что, с целью повышения удельных энергетических показателей, секции обмотки якоря расположены с угловым сдвигом, ранным 2lT/pm, а формировател управляющих сигналов выполнен с возможностью реализации в каждом выходно

канале сигналов на периоде повторяемости 27УР, длительность которых в двух первых и двух последних каналах равна 27/рш, а в остальных каналах - 3 к/pm, а передние фронты управляющих сигналов на ключах второй ветви смещены относительно сигналов на ключах первой на угол ЗТ/рш, на ключах последней ветви относительно сигналов на ключах предпоследней на угол 5«Урт, а на ключах каждой из остальных последующей ветви относительно сигналов на ключах предыдущей - на угол .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с вентильными электродвигателями. Цель изобретения - повышение удельных энергетических показателей. Вентильный электродвигатель содержит электрическую машину 1 с числом пар полюсов P- и M-секционной разомкнутой обмоткой якоря, мостовой коммутатор 3, состоящий из (M + 1) ветвей, мост 4 обратного тока, связанный с шинами источника 5 питания через стабилитроны 6 и 7, формирователь 8 управляющих сигналов с 2(M + 1) выходными каналами 9 - 16, подключенными к цепи управления ключей мостового коммутатора. Новым в электродвигателе является расположение секции обмотки якоря с угловым сдвигом, равным 2φ/PM, и выполнение формирователя управляющих сигналов с возможностью реализации в каждом выходном канале сигналов на периоде повторяемости 2φ/P, причем длительность управляющих сигналов в двух первых и двух последних каналах равна 2φ/PM, а в остальных каналах 3φ/PM. 4 ил.

Ж Ж W Г Ж

Заказ 1520

Тиоаж 441

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

1 /Л

фигз

Подписное