Универсальный бесконтактный электродвигатель Советский патент 1975 года по МПК H02K29/02 

I Изобретение относится к электрическим ма шинам. Известны беск;онтактные электродвигатели с полупроводниковым коммутатором, содержащие датчик положения ротора и бесщеточную систему возбуждения с вращающимися выпрямителями на роторе. Цель изобретения - получение универсальных механических и энергетических характеристик бесконтактного даигателя с частотным регулированием числа оборотов при использовании его в многоцелевом приводе. Для этого на роторе установлены две фазные обмотки, соединенные между собой через вращающийся коммутирующий переключатель, обеспечивающий переход с синхронного режима на асинхронный, В режиме работы сишфонного двигателя с частотным регулированием и в режиме работы двигателя постоянного тока с синхронным вращением ротора трехфазная обмотка возбуж дения имеет две замкнутые фазы и подключена к диодам возбудителя, а в режиме ipaботы двигателя постоянного тока с асинхронным вращением ротора обмотка возбуждения замкнута накоротко и отсоединена от возбудителя, На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого двигателя. Предлагаемый универсальный бесконтактный электродвигатель содержит статор 1 с трехфазной замкнутой обмоткой, ротор 2 неявцополюсный с двумя трехфазными обмотками 3, 4, 5 и 6, 7, 8, причем обмотки 3, 4, 5 являются обмотками возбуждения, а фазные обмотки 6,7,8 подключенные к диодам 9-14 выполняют роль возбудителя. Обмотка статора двигателя присоединена к коммутатору с тиристорами 15-20, собранному по трех- i фазной мостовой схеме. Коммутация тиристоров осуществляется с помощью коммутирующих конденсаторов 21-26, Конденсаторы 21-26 участвуют в работе схемы в коммутационном интервале, поэтому величина емко-I ста коммутирующих конденсаторов 21-26 не большая. Диоды 27-32 предотвращают разряд коммутирующих конденсаторов 21-26 на об-мотку статора во внекоммутационном интервале и этим же самым сохраняют заряд на обкладках коммутирующих конденсаторов. Электродвигатель работает следующим образом. Э. д. с. коммутации (переключения) наводимая в фазах 6, 7 и 8 возбудительной обмотки во время переключения фаз обмотки статора выпрямляется с помощью трехфазной мостовой схемы на диодах 9-14 и подается на обмотку возбуждения двигателя 3, 4 и 5. В обмотке воз будителя кроме э. д. с. коммутации наводится э. д. с., обусловленная наличием высщих гармоник и обратного поля. Возбуждение регулируется за счет фазового сдвига питающих напряжений при помощи системы управления. Изза того, что активное сопротивление обмотки ротора 2 невелико, для создания необходимого тока возбуждения требуется небольшая по величине э, д. с. Из этих соображений число витков фаз 6, 7 и 8 обмотки возбудителя выбирается небольшим. Коммутатор на тиристорах 15-20 управляется от сибтемы управления, частоту следования отпирающих импульсов которой можно регулировать. Для управлеш1Я коммутатором двигателя используется датчик положения ротора, по сигналам которого коммутатор переключает секции обмотки статора. Коммутирующий переключатель 33, расположенный на роторе 2 и вращающийся вместе с ним позволяет переключать обмотки ротора при переходе с одного режима работы на другой. В зависимости от способа управлеш1Я коммутато ром на тиристорах 15-20, а также в зависимости от вида схемь соединения обмотки ротора 2, обеспечиваемой вращающимся коммутирующим переключателем 33, в предлагаемом двигателе можно осуществить следующие работы: 1, Режим синхронного двигателя с частотным регулированием числа оборотов. В этом случае коммутатор на тиристорах 15-20 управляется от системы управления, частота управляющих импульсов которой не связана жестко с положением ротора 2. Частота синхронизирована СО скоростью вращения ротора 2. Обмотка возбуждения имеет две замкнутые фазы 4 и 5 и подключена к диодам 9-14 возбудителя. Характеристика двигателя в этом режиме близка к характеристике синхронной мащины с частотным регулированием. „.. 2.Режим двигателя постоянного тока с асинхронным вращением ротора. В этом случае фазные обмотки возбуждения 3, 4 и 5 замкнуты накоротко и отсоединены от фазных обмоток возбудителя 6, 7 и 8. Число оборотов двигателя в данном режиме регулируется путем изменения частоты следования управляющих импульсов коммутатора. Частота импульсов системы управления не связана со скоростью вращения ротора 2. Характеристики двигателя ближе к характеристикам асинхронного двигателя с частотным регулированием. 3.Режим двигателя постоянного тока с синхронным вращением ротора. В этом случае коммутатор на тиристорах 15-20 управляется по сигналам датчика положения ротора 2. На ротор подается возбуждение. В зависимости от относительного расположения обмотки статора 1 и оси полюсов ротора 2 происходит переключение обмоток статора. Число оборотов и момент в этом режиме регулируется путем изменения напряжения питания двигателя, изменением тока возбуждения, а также путем изменения угла опережения открывания коммутатора на тиристорах 15-20. Последний определяется датчиком положения ротора. Характеристики двигателя в этом ре-, жиме соответствуют характеристикам коллекторного двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. В режиме синхронного двигателя и в режиме двигателя постоянного тока с синхронным вращением ротора j две фазы обмотки ротора 4 и 5 образуют короткозамкнутый контур, который выполняет: роль демпферной обмотки, Конструктивно двигатель может быть выполнен на базе асинхронного двигателя с фазным ротором. Предмет изобретения Универсальный бесконтаткный электродвигатель с полупроводниковым коммутатором, соержащий датчик положения ротора и бесще5

точную систему возбуждения с вращающим левом электроприводе, на роторе установлены ся выпрямителями на роторе, отличающий.две Фазше обмотки, соединенные между сося тем, что, с целью получения универсальныхбой через вращающийся переключатель, обесмеханических и энергетических характеристикпечивающий переход с синхронного режима на двигателя при использовании его в многоце-.5 асинхронный.

468337