Вентильный электродвигатель Советский патент 1979 года по МПК H02K29/02 

дом чувствительного элемента, а выход - с крайними точками пар диодов.

На фиг, 1 показан пример принципиальной схемы предложенного двигателя: фиг. 2 - схема двигателя с датчиком положения ротора фотоэлектрического типа и дополнительными ключами; фиг. 3 - диаграммы напряжений элементов схемы в функции угла поворота ротора; фиг. 4 и 5- варианты выполнения коммутатора соответственно с предусилителями, выполненными на транзисторах разного типа проводимости и на силовых оптоэлектронных элементах.

Вентильный электродвигатель содержит /и-фазный инвертор, силовые ключи инвертора 1-6; пары диодов 7-12; сигнальные цепи ДПР 13-15; стойки инвертора 16-18; дополнительные транзисторы 19-21; резисторы 22-24, ограничивающие ток управления силовыми ключами; базовые резисторы 25-27; дополнительных транзисторов; фоточувствительные элементы ДПР 28-30; сигнальный элемент 31 ДПР, угловой размер активной части которого равен 180 эл. град.

На фиг. 3 представлены диаграммы, поясняющие работу двигателя, где iis, iu, tls - идеализированные токи сигнальных цепей ДПР соответственно 13, 14, 15; м, 12, з, А, ts, te - идеализированные токи силовых цепей ключей 1, 2, 3, 4, 5, 6 мостового инвертора. Ключи 1, 2 и 3 образуют катодную группу, а ключи 4, 5 и 6 - анодную группу силовых ключей инвертора. Ключи 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6, соединенные последовательно, образуют три стойки соответственно (16, 17 и 18). Крайние точки пары диодов 7-8 соединены с выходом сигнальной цепи 13 одного из чувствительных элементов ДПР и, в направлении, обратном полярности источника питания, с входами ключа 1, принадлежащего катодной группе и стойке 16, и ключа 6, принадлежащего анодной группе и стойке 18. Средняя точка пары 7-8 соединена с выходом стойки 17. Аналогично между входами ключей 2 и 4 включена пара диодов 9-10, крайние точки которой соединены с выходами сигнальной цепи 14, а средняя - с выходом стойки 18 и между входами ключей 3 и 5 включена пара днодов И-12, крайние точки которой соединены с выходами сигнальной цепи 15, а средпяя-с выходом стойки 16.

На фиг. 1 сигнальные цепи чувствительных элементов ДПР 13-15 показаны условно в виде идеальных контактов. Реально в данной схеме могут быть использованы любые параметрические датчики, внутреннее сопротивление которых изменяется в зависимости от положения ротора, например: магнитодиоды, фотодиоды и т. д.

Схема двигателя, приведенная на фиг. 2, содержит дополнительные транзисторы 19- 21, ток коллектора которых ограничивается с помощью резисторов 25-27 в цепях баз

транзисторов. К базам транзисторов 19-21 подключены выходы чувствительных элементов ДПР 28-30, возбуждаемых с помощью сигнального сектора 31. Применение дополнительных транзисторов позволяет уменьщить число проводников, соединяющих ДПР с инвертором и использовать любые чувствительные элементы с электрическим выходом. Если в некоторый момент времени /i замкнута одна сигнальная цепь ДПР (например 13), то по ней протекает ток из, отпирающий ключи 1 и 6. При этом коллекторная цепь ключа 1 через открытый диод 11 шунтирует управляющую цепь ключа 3, а коллекторная цепь ключа 6 через открытый диод 10 щунтирует управляющую цепь ключа 4. При приходе следующего импульса с ДПР, т. е. при замыкании сигнальной цепи 14 (интервал времени , ток IH проходит через коллектор ключа 6, открытый диод 10 и базу ключа 2, отпирая последний. Как только ключ 2 открывается, его коллекторный переход через открытый диод 7 шунтирует цепь управления ключа 1. При этом ключ 1 запирается. Таким образом, на интервале tz работают ключи 2 и 6. В интервале з размыкается сигнальная цепь 13, что приводит к исчезновению базового тока ключа 6. Ключ 6 запирается и ток сигнальной цепи 14 начинает протекать через базу ключа 4, отпирая его. Таким образом, на интервале /з включены ключи 2 и 4. При этом коллектор ключа 4 через открытый диод 12 щунтирует управляющую цепь ключа 5.

Аналогично происходит работа на остальных временных интервалах в пределах оборота ротора.

jФормула изобретения

1. Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную мащину с ротором и расположенной на статоре обмоткой якоря, секции которой соединены с выходом мостового т-фазного инвертора, состоящего из анодной и катодной групп ключей, управляющие и силовые цепи которых объединены общими шинами, а последовательно соединенные ключи разных групп образуют т стоек, и датчик положения ротора с сигнальными элементами, размер активной части которых равен 180 эл. град., и т чувствительными элементами, соединенными с управляющими цепями ключей через функциональный преобразователь, выполненный с возможностью преобразования т последовательностей сигналов длительностью 180 эл. град, в 2 /п последовательностей сигналов длительностью 360/т эл. град., отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения энергетических показателей двигателя, функциональный преобразователь выполнен в виде т пар последовательно соединенных диодов, общая точка каждой из которых соединена с общей точкой ключей одной стойки, крайние точки соединены с выходом чувствительного элемента и, в направлении, обратном полярности источника питания,- с управляющими входами ключей соседних стоек, принадлежащих разным группам, по кольцевой схеме. 2. Вентильный электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с цельюуменьщения числа соединительных проводников между датчиком положения ротора и инвертором, он снабжен дополнительно ключами. например, транзисторами, в количестве, равном числу стоек инвертора, управляющая цепь каждого из которых соединена с выходом чувствительного элемента, а выход- с крайними точками пар диодов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3531702, кл. 318-138, 1970. 2.Патент США № 3783359, кл. 318-254, 3.Патент Японии № 46-31692, кл. 55А42,

Гг

I

fef