Вентильный электродвигатель Советский патент 1978 года по МПК H02K29/00 

I

Изобретение относится к микроэпектродвигателям, широко применяемым в устройствах автоматики.

Известны вентильные электроприводы, состоящие из коммутатора и синхронного дви-5 гателя, например, с необмотанным зубчатым ротором, сгагор которого имеет пазы, где уложены обмотки.

Известен также, например, бесконтактный привод с двигателем постоянного тока ю l, который конструктивно выполнен в виде синхронного двигателя, датчика положения ротора и транзисторного коммутатора.

Недостатком данной конструкции являете наличие-датчика положения ротора, усложняю- 15 щего конструкцию, увеличивающего вес и энергоемкость устройства. Кроме того, транзисторный коммутатор приведенного типа достаточно сложен.

Извесген также бесщеточный электродвигатель с демпферной обмоткой конструкций -ш то5юго содержиг статический коммутатор на га {й сторах, схему управления вентилями и датчик углового положения ротора, 25

содержащий две обмотки ротора, сдвинутые н 90 эл. град. .

Пречисденные выше конструкции обладают существенными недостатками, а именно:

-наличие дополнительных элементов (измерительных преобразователей, датчиков положения ротора), что усложняет конструкцию увеличивает вес, габариты устройства, уменьшает его надежность;

-сложность цепей связи между датчиком положения ротора и управляющими входами ключей.

Кроме того, известен вентильный элект ропривод,в котором многофазная обмотка якоря подключена к источнику питания через коммутатор, выполненный на ключах с анодным управлением. Индуктор же состоит из двух фаз, одна из которых подключена к источнику постоянного тока, а вторая - к импульсному источнику питания.

Это устройство по технической сущности является наиболее близким к изобретению.

Однако его нельзя щироко использовать из-за низкой скважности импульсов в обмотке якоря н достаточной сложности импульсного источника. Целью изобретения является упрощение консгрукции импульсного исгочника и повыш кие отдаваемой двигателем мощности за счет увеличения скважности импульсоа Это достигается тем, что в предложенном электродвигателе вторая обмотка индуктора выполнена в виде двух секций, одна из кото рых вместе с группой обмоток якоря БКЛН чена в одно плечо мультивибратора, а втора вместе с другой группой обмоток якоря вкш чена во второе плечо мультивибрагора, выпо ненного, например, в виде тирксторного пере ключателя; управление которым осуществля« ется от источника переменного тока На чертеже предсташтен вариант общей электрической схемы описываемого вентильного электродвигателя. Электродвигатель состоит из синхронной машины 1, коммутатора 2 и мультивибратон ра 3, выполненного в виде тиристорного переключателя, управляющие цели ключей кЬто рого соединены с источником переменного напряжения, и источника постоянного тока Двигатель 1 имеет чегырехфазную обмот ку якоря (фазы 4, 5, 6, 7) и двухфазную обмотку индуктора, одна из фаз 8 которого подключена к источнику постоянного тока, а I вторая фаза выполнена в виде двух обмоток 9и 1О. Обмотка 9 вместе с группой фаз 4 и 6 якоря включена посредством динисто ров 11 и 12 в одно плечо мультивибратора . 3, выполненного на тиристоре 13, Обмотка 10вместе с фазами 5 и 7 якоря прдкпючена через динисторы 14 и 15 в другое ппечо мультивибратора, выполненное на тиристоре 16. . . На вь1доде тиристорного переключателя включен конденсатор 17, обеспечивающий выключение одного тиристора при включении другого. ; Для управления тиристорами с помощью напряжения переменного тока предусмотрены диоды 18, 18 и резисторы 20, 21. Резисторы 22 и 23 служат для ограничения тока в обмотках 9 и 1О индуктора. Схема работает следующим образом. При подаче положительного напряжения от сети переменного тока на управляющий электрод, например, тиристора 13 последний открывает ся, напряжение сети постоянного тока подает ся на обмотку 9 второй фазы индуктора. Импульс ЭДС из (ЭТОЙ обмотки трансформируется в фазы 4 и 6 обмотки якоря. К динистору 12 одной из фаз оказывается приложенной сумма напряжений (напряжение сети постоянного и ЭДС, трансформированная из обмогки 9 второй фазы индуктора) Динистор 12 включается, пояышется тек в фазе 4 обмотки якоря, который, взаимодействуя с магнитным потокЬм, создаваемым фазой 8 индуктора, подключенной к источнику постоянного напряжения, образует врашающий момент, стремящийся повернуть ротор двигателя по часовой стрелке. Конденсатор 17 заряжается до нанряжеВИЯ источника питания по цепи: + источника , тиристор 13, конденсатор 17, резистор 23, обмотка 10 второй фазы индуктора, источни й Положительный потеищаая оказывается на правой его обкладке. С изменением знака напряжения переменного тока открывается тиристор 16, пошляется напряжение на обмотке 1О второй фазы индуктора, наводится ЭДС в 5 и 7 обмотки якоря. Складываясь с напряжением сети постоянного тока, ЭДС в фазе 5 якоря вкл5очает динистор 15, В фазе 5 обмоткй якоря появляется ток, взаимодействие которого с потоком возбуждения фазы 8 индуктора сбуславпивает доиопнй2«льный поъорот ротора по Расовой ctpen&e шш, по крайней мере, вращающий момент. Конденсатор 17 во время переключения тиристоров обеспечивает надежное, запирание тиристора 13 и быстро разряжается через резистор 22 и обмотку 9 второй фазы индуктора, поддерживая некоторое дннисгор 12 в открытом состоянии. Постоянная времени цепи конденсатора 17 выбирается такой, чтсбы с изменением полярности напряжения динистор 12 успевая выключиться, а диниотор 15 - включиться. При описанном изменении полярности переменного напряжения динисторы 11 и 14, не включается, так как ЭДС, наводимая в обмотках (фазы 6 и 7) якоря, противоположно направлена напряжению источника постоянного напряжения. С последующим изменением полярности входного напряжения включаются соответственно динисторы 11 и 14, появляется ток в обмотках (фазы 6 и 7) якоря. Двигатель будет продолжать развивать момент по часовой стрелке. Реверсирование двигателя может быть осуществлено изменением направления тока в фазе 8 (или в обмотках 9 и 10 второй фазы индуктора). Таким образом, в предложенном вентильном электроприводе значительно упрощается конструкция источника импульсов и коммутатора, обеспечивается надежная работа привода, увеличивается скважность импульсов, следовательно, увеличивается отдаваемая мощность двигателя.