Вентильная электрическая машина Советский патент 1992 года по МПК H02K29/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам со статическим преобразователем.

Известны вентильные электрические машины, содержащие электромеханический преобразователь., каждая фаза которого, состоящая из двух полуобмоток с отводами, питается от одной группы двух проводящих ключей, соединенных с источником питания.

Недостаток таких машин - в сложности блока управления ключами, обмоток и коммутатора, что увеличивает массогабаритные показатели машины.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является вентильная электрическая машина, содержащая электромеханический преобразователь, обмотки фаз которого, выполненные со средней точкой, связаны с выходом преобразователя

частоты, анодные и катодные группы ключей которого соединены с цепью питания, и блок управления ключами, выполненный с возможностью обеспечения частоты коммутации одной группы ключей в два раза выше частоты Коммутации второй группы ключей.

Недостатки известной машины - в сложности блока управления ключами и увеличенных потерях в ключах преобразователя из-за необходимости в два раза большей частоты коммутации ключей одной из групп, что, в конечном счете, увеличивает массогабаритные показатели машины.

Цель изобретения - улучшение массога- баритных показателей машины.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой вентильной электрической машине, содержащей электромеханический преобразователь с многофазной якорной обмоткой, каждая фаза которой снабжена

2

Ю Ю 00 00

рредпим выводом, преобразователь частоты для подключения якорной обмотки к источнику питания, составленный из управляемых ключей, выводы каждой фазы якорной обмотки соединены с одноименными выводами двух управляемых ключей преобразователя частоты, блок управления, вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - с управляющими входами ключей преобразователя частоты, блок управления выполнен с возможностью формирования управляющего импульса длительностью, превышающей 180°, другие одноименные выводы управляемых ключей преобразователя частоты попарно соединены, общая точка управляемых ключей, соединенных с первой фазой якорной обмотки, снабжена выводом для подключения к одному из зажимов источника питания, средний вывод каждой предыдущей фазы якорной обмотки соединен с общей точкой двух управляемых ключей преобразователя частоты последующей фазы, а средний вывод последней фазы якорной обмотки предназначен для подключения к второму зажиму источника питания,

На фиг. 1 приведена схема предлагаемой машины вчетырехфазном асинхронном короткозамкнутом исполнении; на фиг. 2 - напряжение на обмотках фаз и алгоритм работы ключей.

Вентильная машина содержит ключи 1 и 5 преобразователя частоты фазы А, 2 и 6 - фазы В, 3 и 7 - фазы С, 4 и 8 - фазы D; полуобмотки 9 и 10 фазы А обмотки статора электромеханического преобразователя, 11 и 12 - фазы В, 13 и 14 - фазы С, 15 и 16 - фазы D. Средняя точка обмотки фазы А соединена со средней точкой ключей 2 и 6 фазы В. Средняя точка обмотки фазы В соединена со средней точкой ключей 3 и 7 фазы С, Средняя точка обмотки фазы С соединена со средней точкой ключей 4 и 8 фазы D. Средняя точка ключей 1, 5 и средняя точка обмогки фазы D соединены с источником питания.

Блок 17 управления ключами преобразователя частоты состоит из генератора 18, двух кольцевых сдвигающих регистров 19, 20, дешифраторов 21-28 в виде элементов 2И-НЕ и устройства задержки 29. Выходы дешифраторов 21-28 соединены с управляющими входами ключей 1-8 преобразователя частоты.

При подаче напряжения питания ды R кольцевых сдвигающих регистров 19 и 20 поступает сигнал, устанавливающий начальное состояние выходов А, В, С, D регистров в единицу, а выходов Е, F, С, Н - в нуль. При этом открыты ключи 1, 4, 6, 7 и к

последовательно соединенным полуобмоткам 9, 12, 14, 15 фаз электромеханического преобразователя приложено напряжение источника питания Е. Тогда напряжение на

фазах электромеханического преобразователя , , , . Ток протекает по цепи: источник питания, ключ 1, полуобмотка 9, ключ 6, полуобмотка 12, ключ 7, полуобмотка 14, ключ 4, полуоб0 мотка 15. Начинает работать генератор 18 и на входы С регистров 19 и 20 поступает последовательность импульсов. Причем на входе С одного из регистров она сдвинута на величину t, определяемую устройством

5 задержки 29. Сигналы с выходов регистров 19 и 20 поступают на входы дешифраторов 21-28 На выходах дешифраторов формируются импульсы управления ключами 1-8 длительностью (180+t)°, сдвинутые друг от0 носительно друга на 90° (см. фиг. 2). Через определенное время (см. фиг. 2)замыкаются ключи 2, 8 и полуобмотки 11, 12 фазы В и полуобмотки 15, 16 фазы D включаются встречно-параллельно. Следовательно, на5 пряжение на фазах В и D равно нулю (, ) Напряжение источника питания приложено к последовательно соединенным полуобмоткам 9 и 14, Поэтому напряжение на фазе А электромеханического преобра0 зователя ,фазе С-1).Ток протекает по цепи: источник питания, ключ 1, полуобмотка 9, параллельно соединенные ключи 2, 6 и полуобмотки 11, 12, ключ 7 и полуобмотка 14, параллельно соединенные

5 ключи 4, 8 и полуобмотки 15, 16. При размыкании ключей 4, 6 напряжение на последовательно соединенных обмотках 9, 11,14,16 равно Е, а напряжение на фазах электромеханического преобразователя ,

0 , , . Ток протекает по цепи: источник питания, ключ 1, полуобмотка 9, ключ 2, полуобмотка 11, ключ 7, полуобмотка 14, ключ 8, полуобмотка 16. Дальнейшее переключение происходит

5 в соответствии с алгоритмом работы ключей, приведенном на фиг. 2. Вид напряжения на фазах также показан на фиг. 2.

Соединение фазных обмоток с преобразователями частоты согласно фиг. 1 и нали0 чие блока управления, обеспечивающего открытое состояние ключей больше 180°, позволяет обеспечить работу всех ключей с одинаковой частотой. Следовательно уменьшаются потери на ключах в моменты

5 переключений и упрощается блок управления, т.е. машина имеет лучшие массогаба- ритные показатели.

Формула изобретения Вентильная электрическая машина, содержащая электромеханический преобразователь с многофазной якорной обмоткой, каждая фаза которой снабжена средним выводом, преобразователь частоты для подключения якорной обмотки к источнику питания, составленный из управляемых ключей, выводы каждой фазы якорной обмотки соединены с одноименными выводами двух управляемых ключей преобразователя частоты, блок управления, вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - с управляющими входами ключей преобразователя частоты, отличающаяся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, блок управления выполнен с возможностью формирования управляюще-

го импульса длительностью, превышающей 180°, другие одноименные выводы управляемых ключей преобразователя частоты попарно соединены, общая точка управляемых ключей, соединенных с первой фазой якорной обмотки, снабжена выводом для подключения к одному из зажимов источника питания, средний вывод каждой предыдущей фазы якорной обмотки соединен с общей точкой двух управляемых ключей преобразователя частоты последующей фазы, а средний вывод последней фазы якорной обмотки предназначен для подключения к второму зажиму источника питания.

Использование: в электроприводе со статическими преобразователями частоты. Сущность: блок 17 управления ключами 1-8 преобразователя частоты вентильной электрической машины с фазами 9-16 якорной обмотки выполнен с возможностью формирования управляющих импульсов длительностью, превышающей 180°. Средние выводы одной фазы якорных обмоток соединены со средним выводом ключей последующей фазы, а их свободные выводы - с одноименными выводами управляемых ключей данной фазы. Вторые выводы этих ключей объединены и подключены к одному из зажимов источника питания. Средний вывод последней фазы якорной обмотки подключен к другому зажиму источника питания. Это позволяет обеспечить работы всех ключей 1-8 преобразователя частоты с одинаковой частотой, что уменьшит потери н# ключах в переходных режимах. 2 ил. сл

«а360 зрад

u