ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H02K29/00 

1

В основном авт. св. № 237252 описан электропривод с вентильным двигателем с последовательным включением обмотки возбуждения в силовую цепь. Так как в этом случае (как и в любом другом случае последовательного возбужде11ия двигателей) обмотка возбуждения питается постоянным током, то применять обычные системы бесидеточного возбуждения с вращающимся трансформатором нельзя.

Цель изобретения - возможность последовательного возбуждения вентильного двигателя при бесщеточной системе возбуждения.

Это достигается тем, что выпрямитель, питающий обмотку возбуждения, подключен ко вторичной обмотке динамического трансформатора, первичная обмотка которого является выходом дополнительиого преобразователя частоты, выполненного па управляемых вентилях.

Для уменьшения количества управляемых вентилей дополнительный преобразователь частоты выполнен в виде сдвоенного параллельного инвертора тока, включенного последовательно с соответствующим плечом основного преобразователя частоты и числа фаз.

Для повышения надежности динамический трансформатор снабжен двумя первичными обмотками, каждая из которых является выходом нараллельного инвертора тока, соедиHeniioro с илечом основного преобразователя частоты и числа фаз соответх:11вующей полярности.

Ка чертеже изображены системы вентильных двигателей, питающихся от источр.ика пеpe ieHHoro тока, например силового трансформатора.

Электродвигатель содержит пентильны11 преобразователь частоты и числа фаз /, обмотку статора 2, сглаживающий реактор 3, дополнительный преобразователь частоты, состоящий из управляемых вентплей 4 и емкости 5. и трансформатор возбуждения о, питающий обмотку возбуждения 7 через выпрямитель S.

Дополиителы ый преобразователь возбуждения представляет собой параллельный П вертор тока, работаюии1Й ня оптимальной повышенной частоте (400-1000 гц). При схеме с неявным звеном постоянного тока ои питается поочередно от прямой и обратной групп основного преобразователя в зав симости от полярности полуволны напряжения силового трансформатора 9.

Тра1Нсфор,матор возбуждения б я,вляетч:я обычным (применяемым в бесщеточиых спяхронных и вентпльных двигателях) ДIП a n чecким трансформатором с воздушным зазором и расположенной на вращающемся роторе вторичной обмоткой. Но он рассчитывается на повышениую частоту питающего напряжения и большой так, я,вляя1сь по существу трансформатором тока. Трансформатор может иметь также дополнительные обмотки на неподвижной части магнитопровода, питающиеся от отдельного источника напряжения н позволяющие осуществлять смещанное возбуждение двигателя.

Трансформатор возбуждения может быть и обычной конструкпии (без воздунлного зазора), но в этом случае двигатель должен иметь контактное токосъемное устройство.

Прн работе двигателя силовой ток протекает последовательпо через сглаживающий реактар, вентили пряадой группы основного преобра 3ователя, фазо)вые обмотки статора, вентили обратной группы, другие обмотки сглаживающего реактора и затем по преобразователю возбужденная с трансформатором возбуждения. Вентилями преобразователя осуществляется инвертираваиие тока в фазах я:коря, вентилями преобразователя возбуждения- переключе1гие тока в обмотках трансформатора возбуждения 6. За один период питающего напряжения может осуществляться несколько переключений управляемых вентилей инвертора. Коммутапия вентилей 4 осуществляется емкостью 5. При переключении вентиле;г 4 параллельного инвертора обеспечивается протекание по обмоткам трансформатора возбуждения переменного тока повыщепной по сравнению с сетевым напряжением частоты. Фор:,1а тока через трансформатор близка к прямоугольной вследствие наличия в схеме двигателя сгла1живающего реактора. После выпрямления такого тока выпрямителем 8 через обмотку возбуждения протекает хорошо сглаженный постоянный ток. Величина номинального тока в обмотке возбуждения выбрана в оптимальных пределах за счет изменения коэффипиента трансформации трансформатора возбуждения.

Изменение то1ка возбуждения .в npoiuecce работы двигателя осуществляется как обыч;10 путем фазового регулирования управляемых вентилей выпрямителя 8 или путем регулировалия напряжения на дополнительной (независимой) o6iMiOTKe траисформатора возбулсдения. Для этого могут быть использОВаиы также и даполнителыные вентили в сашо преобразователе возбуждения, осуществляющие на необхадимое время щунтирование первичной обмоики трансформатора :возбуждения. Однако в послед«бм случае делесообразнее за счет иэ;мвнения ч-астоты работы преобразователя регулировать иасыщение трансформатора возбуждения, обеспечивая тем са;мым изменепие тока в ело вторичной обмотке.

Вариант схемы с неявным звеном постоянного тока (cAt. чертеж, поз. а). Для того, чтобы электрические вентили 4 параллельного инвертора тока для питания возбуждения воспринимали часть обратного напряжения, приложенного к электрическим вентилям основного преобразователя частоты и чиста сЬаз ,

каждая пара электрических вентилей параллельного инвертора соединена только со свО им плечом основного преобразователя.

Для повыщения надежности работы трансформатор возбуждения 6 (см. чертеж, ноз. в) снабжен разделенными первичными об.мотками для прямой и обратной полуволи питающего напряжения. Питание об.мотки возбуждения

.- 7 осуществляется дву.мя отде.льпыл1и параллельными инверторами тока, работающими каждый в свою полуволи}. Такое устройство приводит к некоторому увеличению установленной мощности и веса оборудования, но об- легчает его разменхение и монтаж.

Онисывае.мый вентильный двигатель, отличающийся от известных схе.м лищь iKO.паиовкой известных элементов н устройств, позволяет объединить в одной конструкции

0 преимущества двигателей с бесщеточным и последователыым возбуждением. Не имеющий контактного узла бесщеточный двитатель обладает мягкими характеристиками двигателя последовательпого возбуждения. Кроме

того, появляется возможность, варьируя коэффициенто.м трансформации трансформатора, выбирать оптимальное число и сечение витков последовательной обмотки возбуждения, уровень ее изоляции. Это, и применение работающего на новышениой частоте траисфор матора возбуждения, приводит к уменьшению веса двигателя.

Предмет изобретения

1. Вентильиьн электродвигатель по авт. св. N° 237252, отличающийся тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей, выпрямитель, питающий обмотку возбуждения, подключен ко вторичной обмотке динамического траисфор.матора, первичная обмотка которого является выходо.м дополнительного преобразователя частоты источника пнтаиия вентильного электродвигателя в повыщенную, в.клю1ченного последовательно с основным преобразователем частоты и числа фаз.

2.Электродвигатель по п. 1, отл.1чаюи11шс:1 тем, что, с целью уменьшения количества

электрических вентилей, указанный дополнительный преобразователь частоты выполнен в внде свободного параллельного инвертора тока, содержащего две встречно направленные пары электрических вентилей, каждая из которых включена последовательно с одним плечом основного преобразователя частоты и числа фаз соответствующей полярности.

3.Электродвигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения надежпости, заказанный динамический трансформатор снабжен двумя первичными обмотками, каждая из которых является выходом параллельного инвертора тока, соединенного с плечом основного преобразователя частоты н числа фаз соответствующей полярности.

Г

Г

8

С

.J

«ТгНп

«sWrT

«Vf fe-.

vHда

тМW