Вентильный электродвигатель Советский патент 1991 года по МПК H02K29/06 H02K29/08 

Фие.г

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

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения.

На фиг.1 представлена структурная схема вентильного электродвигателя; на фиг,2 и 3 - его естественные механические характеристики.

Вентильный электродвигатель содержит m-фазную () синхронную машину 1 (фиг.1), каждая фаза лучевой якорной обмотки которого выполнена в виде двух параллельно соединенных секций 2,3; 4,5; 6,7. Одни общие выводы секций 2-7 подключены к выходам m-фазного мостового преобразователя 8 частоты, снабженного входами для подключения к источнику постоянного тока. Управляющий вход преобразователя 8 подключен к выходу датчика 9 положения ротора, механически связанного с ротором.

Вентильный электродвигатель снабжен m () конденсаторами 10-12, каждый из которых соединен последовательно с одной из секций 3, 5 и Т1 соответствующей фазы якорной обмотки.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.

В области низких частот вращений реактивное сопротивление конденсаторов 10- 12 велико, поэтому вращающий момент, образуемый секциями 3, 5 и 7, мал. Основ- ьой вращающий момент создается секциями 2, 4 и 6. При возрастании частоты вращения вследствие значительного индуктивного сопротивления вращающий момент этих секций быстро снижается. В области высоких частот вращения основной вращающий момент создается секциями 3, 5 и 7. Если эти секции имеют меньшие числа витков, чем секции 2, 4 и 6, то диапазон регулирования расширяется в сторону высоких частот вращения.

На фиг.2 показана расчетная механическая характеристика (а) вентильного двигателя с односекционными обмотками, имеющими следующие параметры фаз: Ом; мГн; ,3125 В/рад/с; В (Рф - активное сопротивление фазы; - индуктивность фазы; Сф - постоянная машины для фазы; Уф - фазное напряжение).

Механическая характеристика b (фиг.2) рассчитана для двухсекционного вентильного двигателя, имеющего следующие параметры секций фаз (секций 2-3): Ом; U-8 мГн; С2-0,25 В/рад/с; Ом; U 4 мГн; Сз-0,125 В/рад/с; мкФ; Мф-2 мГн; В (Ra, Ra - активные сопротивления секций 2 и 3; La, Lj, C2, Сз индуктивности и постоянные машины для соответствующих секций; Сю - емкость конденсатора секции 3; Мф - взаимная индуктивность секций фазы; 1)ф - фазное

напряжение).

Двухсекционные обмотки построены из односекционных обмоток, намотанных парным проводом.

Секции 2, 4 и 6 составляют 80% витков

односекционной эквивалентной обмотки и намотаны парным проводом. Секции 3, 5 и 7 образованы остальными 20% меди эквивалентной односекционной обмотки и намотаны одинарным проводом с числом витков в

два раза меньшим, чем в секциях 2, 4, 6. Расход меди в двигателе с гл-фазными одно- секционными и двухсекционными обмотками одинаков.

На фиг.З показаны механическая характеристика а вентильного m-фазного двигателя с односекционными обмотками, имеющими указанные параметры, и механическая характеристика с вентильного т- фазного двигателя с двухсекционными

обмотками, имеющего такой же расход меди, как и при односекционных обмотках. Секции фаз вентильного двигателя с двухсекционными обмотками намотаны одинарным проводом,образованным разделением

парных проводов односекционных обмоток. Секции фаз имеют одинаковые параметры - активное сопротивление, индуктивность и постояную машины Ом, мГн, ,3125 В/рад/с. Емкость конденсаторов

10-12 мкФ, взаимная индуктивность секций фазы ,5 мГн, фазное напряжение О100 В,

Двигатель с двухсекционными обмотками и конденсаторами в цепи одной из секций соответствующей фазы имеет значительно большую мощность в области высоких частот вращения (характеристика с на фиг.З). меньший пусковой момент и соответствующий ток, что позволяет снизить

требования к устройству токоограничения коммутатора.

Благодаря включению конденсаторов в одну из секций m-фазной лучевой

расщепленной якорной обмотки механическая характеристика вентильного электродвигателя деформируется в сторону высоких частот вращения. Таким образом, расширяется область применения электро5 двигателя за счет увеличения диапазона возможного регулирования частоты вращения, При этом уменьшение реактивной мощности обеспечивает улучшение энергетических характеристик вентильного электродвигателя.

Формула изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий m-фазную синхронную машину, каждая фаза лучевой якорной обмотки которой выполнена в виде двух параллельно соединенных секций, m-фазный преобразователь частоты с силовым входом для подключения к источнику постоянного напряжения и выходами, подключенными к общим точкам соединения секций фаз якорной обмотки,

датчик положения ротора, механически связанный с ротором синхронной машины, выход которого соединен с управляющим входом m-фазного преобразователя частоты,отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, введены m конденсаторов, каждый из которых соединен последовательно с одной из секций соответствующей фазы якорной обмотки.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования частоты вращения. Вентильный электродвигатель содержит M = фазную синхронную машину 1, каждая фаза лучевой якорной обмотки которой выполнена в виде двух параллельных секций 2, 3, 4, 5, 6, 7. Последовательно с одной из секций 3, 5, 7 соединен один из конденсаторов 10, 11, 12. Выводы секций 2, 3, 4, 5, 6, 7 подключены к выходу M-фазного мостового преобразователя 8 частоты, управляемого датчиком 9 положения ротора синхронной машины. Включение конденсаторов 10, 11, 12 в цепь якорной обмотки деформирует естественную механическую характеристику вентильного электродвигателя в сторону высоких частот вращения, снижает реакторную мощность и улучшает энергетические характеристики. 3 ил.

6 3 12 Фиг. 2

Л,

р/с

300

200

100

15

Н,Нм