Бесконтактный электродвигатель постоянного тока Советский патент 1978 года по МПК H02K29/00 

1

Изобретение относится к электроприводам.

Известны бесконтактные электродвигатели постоянного тока (БДПТ), при импульсной стабилизации которых регулятор воздействует на цепь вспомогательной обмотки автогенератора, осуществляющей периодические выключения и включения секций якорной обмотки двигателя по мере изменения мгновенного значения скорости.

По основному авт. св. № 479201 известен бесконтактный электродвигатель постоянного тока, содержащий электрическую машину с датчиком положения ротора и коммутатор, выполненный в виде магнитотранзисторных ключей (МТК), соединенных с секциями якорной обмотки электрической машины.

Недостатком этих двигателей являются большие пульсации скорости вращения.

Это связано с тем, что МТК отключают секции якорной обмотки не в момент подачи тока в сигнальную цепь чувствительных элементов, а с некоторым запаздыванием, обусловленным индуктивностью этой цепи. За время запаздывания мгновенное значение скорости успевает превысить значение, заданное стабилизатором.

Целью изобретения является снижение амплитуды пульсаций скорости вращения ротора двигателя и, следовательно, повышение плавности его вращения. Поставленная цель

достигается за счет того, что выходы (или входные обмотки) чувствительных элементов МТК образуют последовательную цепь с исполнительным реле, которая одним концом подключена к одному из зажимов источника питания, а другим - через диоды к тем концам секций обмотки машины, которые соединены с МТКНа фиг. 1, 2 даны схемы двух вариантов предложенного двигателя, где 1, 2, 3 - секции якорной обмотки БДПТ; 4, 5, 6 - трансформаторы МТК (чзвствительные элементы МТК); 7, 8, 9 - дополнительные обмотки трансформаторов МТК; Ю-15 - транзисторы МТК; 16, 17 - резисторы; 18 - задатчик скорости; 19 - устройство сравнения; 20 - измеритель скорости; 21 - исполнительное реле стабилизатора скорости; 22-24 - вентили; 25, 26, 27 - дроссели насыщения.

Предложенное устройство выполнено следующим образом.

МТК, каждый из которых собран на двух транзисторах (например 10 и И) и трансформаторе (например 4) служат для коммутации тока в секциях якорной обмотки двигателя. Трансформаторы 4-6 выполняют функции чувствительных элементов датчика положения ротора (ДПР) электродвигателя. Дополнительные обмотки 7-9 трансформаторов 4-6 МТК между собой включены последовательно и через исполнительное реле 21 стабилизатора скорости и вентили 22-24 подсоединены параллельно секциям 1-3 якорной обмотки двигателя. Задатчик скорости 18, измеритель скорости 20, устройство сравнения 19 и реле 21 являются элементами стабилизатора скорости и могут быть выполнены по различным схемам.

Сигнальным элементом ДПР является постоянный магнит, укрепленный на валу электродвигателя и поочередно насыщающий сердечники трансформаторов 4-6.

Работает двигатель следующим образом.

При подключении БДИ1 к источнику питания его ротор приходит во вращение, при этом магнито-транзисторные ключи под действием сигнального элемента ДПР поочередно включают под напряжение секции якорной оОмотки.

Как только мгновенное значение скорости превыщает уровень, определяемый задатчиком скорости la, устройство сравнения 1У выдает сигнал на включение реле 21. По обмоткам У, Ь, У трансформаторов всех Ml К, течет электрический ток за счет действия ЭДС вращения в секциях i, 2, с якорной оОмотки двигателя. Утот ток, протекая по секциям i, /, 6, ооусловливает создание тормозного момента и вызывает насыщение сердечников трансформаторов 4, 5, Ь, что приводит к выключению всех MlK, т. е. к отключению всех секций ьдш от источника питания. Мгновенное значение скорости двигателя начинает уменьшаться и при определенном ее значении реле 21 выключается, цепь оомоток /, а, У обесточивается, тормозной момент исчезает и МГК под действием вращающегося сигнального элемента ДПР вновь поочередно подключаются к источнику секции якорной обмотки. Двигатель, развивая вращающий момент, разгоняется. При замыкании реле 21 вновь происходит отключение секции от источника и т. д. Таким образом, мгновенное значение скорости будет пульсировать с определенной амплитудой относительно заданного среднего значения ее.

Хотя при замыкании реле 21 выключение всех МТК происходит с запаздыванием, обусловленным индуктивностью цепи обмоток 7,

8, 9, мгновенное значение скорости вращения вследствие действия отмеченного выще тормозного момента не только не будет увеличиваться, но даже может уменьщаться, последнее зависит от соотношения вращающего и тормозного моментов, развиваемых токами всех секций обмотки двигателя в период от момента замыкания реле 21 до момента выключения всех МТК.

Следовательно, амплитуда пульсаций скорости будет значительно меньше, чем в том случае, когда указанное торможение двигателя отсутствует.

Таким образом, подключение через вентили 22-24 сигнальных выходов (обмоток 7, 8, 9) трансформаторов МТК к секциям якорной обмотки ЬДПГ обеспечивает уменьшение амплитуды пульсаций мгновенной скорости и, следовательно, увеличение плавности вращения ротора.

Схема, представленная на фиг. 2, работает аналогично описанной выще. Отличие состоит лишь в том, что дополнительные обмотки 7, 8, У расположены на чувствительных элементах 25, 26, 27 ДПР, которые выполнены в виде дросселей.

ПеоОходимо отметить, что в том случае, когда чувствительными элементами ДПР являются дроссели, подключенные ко всей или только части первичной или вторичной обмотки трансформаторов МТК, дополнительные обмотки 7, 8, 9 технологичнее располагать на трансформаторах МТК, размещенных в коммутаторе БДПТ.

Формула изобретения

Бесконтактный электродвигатель постоянного тока по авт. св. № 479201, отличающийся тем, что, с целью уменьшения амплитуды пульсаций скорости, выходы или входные обмотки чувствительных элементов магнитотранзисторных ключей образуют последовательную цепь с исполнительным реле, которая одним концом подключена к одному из зажимов источника питания, а другим - через диоды к тем концам секций обмотки машины, которые соединены с магнитотранзисторными ключами.

Л.-л.

25

п

А„.й

II12

26

1 3

JZIJL