Вентильный электродвигатель Советский патент 1976 года по МПК H02K29/00 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроприводу.

Известен вентильный электродвигатель по авт. св. № 445104, на магнитопроводах статора которого размещены обмотки возбуждения, подключенные к однофазной сети переменного тока первич вые обмотки динамического трансформатора и первичные обмотки управляющего трансформатора, а на роторе - совмещенные с вторичными обмотками динамического трансформатора секщш якорной обмотки электродвигателя, замкнутые полупроводниковыми ключами, например тиристорами, к управляющим цепям которых подключены вторичные обмотки управляющего трансформатора.

Магнитопровод ротора выполнен с торцовой рабочей поверхностью и состоит из отдельных ферромагнитных элементов, разделенных по всей длине аксиальными воздушными зазорами, в которых размещены активные проводники секций якорной обмотки, а Магнитопровод статора системы возбуждения состоит из ленточных кольцевых сердечников, замкнутых П-образными ферромагнитными элементами, каждый из которых снабжен обмоткой возбуждения.

Однако в известном электродвигателе имеется специальный Магнитопровод для размещения обмоток управляющего трансформатора.

Целью изобретения являетсяупрощение конструкции электродвигателя.

Для этого первичные обмотки управляющего трансформатора соединены последовательно и согласно и размещены на магнитопроводах обмоток возбуждения, а его вторичные обмотки - равномерно в пазах ротора.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведена конструкция двигателя; на фиг. 2-разрез А-А, на фиг. 1; на фиг. 3-схема секции обмоток якоря; на фиг. 4 - схема вторичной обмотки управляющего трансформатора.

Вентильный электродвигатель содержит ротор 1 с торцовой рабочей поверхностью, закрепленный на валу 2. Ротор 1 имеет по окружности вырезы, в которых размещаются ферромагнитные элементы магнитопровода 3, разделенные по всей длине аксиальными воздушными зазорами. На роторе 1 размещены вторичные обмотки динамического трансформатора, которые одновременно являются обмоткой якоря 4 и вторичные обмотки управляющего трансформатора. На роторе 1 размещены также переключающие элементы (например тиристоры) 5.

Статор состоит из двух фланцев 6, 7 выполненных из немагнитного материала, в пазах которых помещены ленточные сердечники тороидального типа 8, 9. Фланцы и тороидальные сердечники 8, 9 имеют вырезы, в которых помещаются магнитопроводы 10, 11 (см. фиг. 2) динамического трансформатора с первичными одлофазными обмотками переменного тока 12, 13, соединенными последовательно и встречно.

Магнитонровод системы возбуждения содержит ленточные сердечники 8, 9 и запирающие их ГТ-образные элементы 14, 15с обмотками возбуждения 16, 17, соединенными последовательно и встрено. Здесь же расположены первичные обмотки 18, 19 управляющего трансформатора, соединенные последовательно и согласно (см. фиг. 1).

Обмотка якоря вьшолнена с диаметральным шагом (см. фиг. 3). Концы каждой секции замкнуты парой встречно включенных тиристоров 20, 21. Контур секции обмотки якоря сцепляется с двумя переменными магнитными потоками и двумя магнитными потоками возбуждения (возможенмногополюсный вариант двигателя). Зоны действия 22, 23переменных магнитных потоков динамического трансформатора условно ограничены пунктиром.

Число вторичных управляющих обмоток равно числу тиристоров. Вторичные обмотки управляющего трансформатора располагаются равномерно в пазах ротора (см. фиг. 4).

Электродвигатель работает с,5едующим образом Первичные обмотки 12, 13 динамического трансформатора создают два переменных магнитных потока, изменяющихся в противофазе. Сцепляясь с контуром секции обмотки якоря, они создают в ней суммарную переменную з.д.с. При включении одного из тиристоров 20, 21 по обмотке протекает выпрямленный пульсирующий ток. Активные проводники обмотки якоря наход.ттся s зоне действия двух магнитных потоков возбуждение разных направлений, содаваемых постоянными токами, протекающими в обмотках 16, 17, что приводит к возникновению вращающего электромагнитного момента.

Для управлени.ч тиристорами используется управляющий трансформатор, на первичные обмотки 18, 19 которого подаются формируемые управляющим блоком короткие одногюлярные импульсы, частота следования которых равна частоте питающего переменного напряжения. Совпадение во времени импульса на управляющем электроде и положительной полуволны э.д.с. наводимой в секции обмотки якоря, обеспечивается лишь для одного из двух тиристоров, соответствующих данной

секции, что и приводит к протеканию в обмотке якоря выпрямленного тока.

При прохождении данной секции через линию геометрической нейтрали машины изменяется на 180 эл. град, фаза э.д.с, наводимой в секции перемещ1ыми магнитными потоками динамического трансформатора. Следовательно, совпадение во времени импульса на управляющем злектроде и положительной полуволны э.д.с.обеспечивается уже для другого тиристора, что и приводит к коммутации тока в секции обмотки якоря.

Управление скоростью двигателя и реверс осуществляются сдвигом по фазе последовательности импульсов, управляющих тиристорами по отношению к э.д.с, индуктируемой в секции обмотки якоря.

Указанные соединения первичных обмоток управляющего трансформатора, первичных обмоток динамического трансформатора и обмоток возбуждения позволяют исключить Э.Д.С. наводимые в отдельных витках вторичной обмотки управляющего трансформатора переменными потоками динамического трансформатора, потоками реакции якоря, а также э.д.с. вращения.

Равным образом взаимно компенсируются э.д.с. наводимые в обмотках возбуждения, в секциях о5мотки якоря и в первичных обмотках динамического трансформатора потоком управляющего трансформатора.

Равномерное распределение вторичных обмоток управляющего трансформатора по пазам ротора позволяет при достаточно большом суммарном числе витков cjiecj-vi к кттиимуму число витков, находя::. ;:г 1времснно в зоне действия переменных i TOKOB динамического трансформатора, что обеспечивает ничтожно малый уровень наводимой в обмотках переменной э.д.с. при возможной несимметрии в работе динамического трансформатора.

Гя нормальной работы двигателя необходимо, чтобы импульсное управляющее напряжение, снимаемое с вторичных ибмоток управляющего трансформатора, не изменяло своей полярности в процессе вращения. В данной конструкции выполнение этого ycjiOBMH р-течивается тем, что поток управляющего транспрматора является аксиально замкнутым.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель по авт. св. NM45104, отличающийся тем, что, с целью упрогцения конструкции, первичные обмотки управляющего трансформатора соединены последовательно к со, ласно и размеидены на ;,;:: нйтог - лах обмоток возбуждекяя, а .;гг п-г-.рт-гпые тки - равномерно .Б -,-.---.

/( -А

.Z