Вентильный электродвигатель Советский патент 1979 года по МПК H02K29/02 

-1 Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией. Известны вентильные электродвигатели (БД), управляющие цепи ключей преобразователя частоты которых соединены с выходом датчика положени ротора (ДПР) с углом активной зоны сигнального элемента, равным 120 эле трических градусов 1, В этих вэнтильннх электродвигателях при использовании обычных датчикЬв положения ротора/ невозможно реализовать преобразователь частоты на магнитно-транзисторных ключах (МТК), имеющих наиболее простую элек трическую схему. Наиболее близким к изобретению является вентильный электродвигатель содержаний синхронную машину, секции якорной обмотки которой подключены к источнику с помощью магнитно-транзисторных к.точей коммутатора, каждый из которых выполнен на двух транзисторах и одном токовом трансформаторе и датчик положения ротора с дросселя ми насыщения на статоре и постояйййм магнитом на роторе 2, Недостатками этого электродвигателя являются его Низкие энёргетичесг кие показатели при использовании обычных ДПР. Угловые размеры магнита ДПР здесь относительно велики (около 200 электрических градусов - для БД с четным числом секций и около 240 электрических градусов - для ВД с 3-х секционной якорной обмоткой), Изготовление ДПР с магнитам т таких размеров, при соблюдении требования минимальности уровня полей рассеивания за пределами сигнгшьного сектора, со энaчитeльныJ ш конструктивными трудностями что ведет к усложнению ВД, увеличению его габаритов, усложнению технологии и .снижению надежности., Целью настоя111его изобретения является повышение энергетических показате.пёй венти.пьного электродвигателя при одновременном улучшении технологичности изготовления его ДПР. Поставленная цель достигается тём что обмотка, даосселя насыщения вк.пючена между концами первичных обмоток токового трансформатора соответствующего МТК, а средняяточка обмотки дросселя соединена с секцией якорной обмотки электрической машины. Такое 3 подключение дросселя придает МТК свойство включаться при приближении к сердечнику дросселя магнита и выключаться - при удалении последнего, что, в конечном итоге, позволяет повысить энергетичесК1 е показатели ВД, уменьшить угловые размеры магнита и, следовательно упростить конструкций и снизить габариты его-ДПР. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена элек схема электродвигателя. Се трическая 3 якс«)нрй обмотки синхронн ции If 2, машины подключены к источнику постоя ного тока через дроссели насыщения 4 5, 6 и магнитно-транзисторные ключи, выполненные на трансформаторах 7, 8, 9 и транзисторах 11, 12 13, 14, 15, Диод 16 служит для блокировки включе ния МТК. Дроссели насыщения 4, 5, 6 установлены на роторе ДПР и управляютЬя его постоянным магнитом 17, Средняя точка обмоток каждого дросселя насыщения соединена с концом секций якорной обмотки синхронНой машины. Каждый .МТК собран по схеме автогенератора с трансформаторной положительной обратной связью. Во включенном состоянии транзисторы, например 10 и 11, переключаются, обёсзпечивая протекание тока в секции Г. Работа электродвигателя состоит в следующем. При подключении источника- питания МТК, дроссель насыщения которого насыщен магнитом 17, возбуждается и начинает работать, то есть его транзисторы будут поочередно переключаться с высокой час тотой. Напряжение источника питания почти полностью прикладывается к соответствующей секций обмотку синхронной машины. В .результате взаимодействия тока статора с магнитным полем индуктора возникает врагпающий момент, приводящий последний во вращение.Когда вследствие ухода магнита ДПР сердечник дросселя выходит из на снщения,происходит срыв работы МТК за счет резкого увеличения падений напряжения на обмотках даосселя и вызываемого им резкого снижения ЭДС трансформации в базовых обмотках то кового трансформатора.. Сопротивление эмиттер-коллекторного перехода тран зисторов резко возрастает и соответ ствующая секция обмотки статсфа отключается от источника питания, НТК начинает вновь работ.атй, когда его Дрьесель при вращении ротора снова будет насыщен. При работе любого МТК на диоде 16 будет создаваться падение напряжения, которое активно запирает транзисторы неработающих в это время МТК, Так как МТК возбуждается и подключает к источнику секцию обмотки машины лишь при насыщении магнитом сердечника соответствующего дросселя насыщения, то угловой размер полюса магнита ДПР существенно уменьшается: для 3-х секционного ВД - с 240 электрических градусов до 120 электрических градусов, а для секционного ВД - с 200 электрических градусов до 160 элекрических градусов. Кроме того, уменьшаются габариты ДПР и, следовательно, всего двигателя; существенно облегчается задача снижения уровня полей рассеяния магнита ДПР, упрощается его конструкция, повьпчается надежность. Следует отметить еще одно положительное свойство двигателя, а именно: при случайном размагничивании сигнального элемента ДПР (постоянного магнита) ток, пoтpeбляe ый машиной, будет минимальным и будет определяться током запертых транзисторов МТК. В известных ВД с МТК при тех же условиях ток двигателя достигнет значения, опасного как для самого двигателя, так и для источника. ФQp ryлa изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секций якорной обмотки которой соединены с зажимами, служащими для подключения к источнику питания с помощью магнитотранзисторпых ключей, каждый из которык выполнен на двух транзисторах и одном токовом трансформаторе, первичные обмотки которого включены в выходные цепи транзисторов и связаны с обмоткой др.осселя насыщения датчика положенияротора, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей дви гателя, обмотка дросселя насыщения включена между конца ш первичных обмоток токового трансформатора, а средняя точка-, обмогки дросселя насыщения соединена с секцией якорной обмотки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Крьшой В,Н, и др. Бесконтактные электродвигатели постоянного тока М,, Информэлектро, 1970, стр.30. 2.Авторское свидетельство СССР 450291, кл. Н 02 К 29/02, 1972.

-0