Вентильный электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K29/02 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электри.ческим машинам, в частности к электродвигателям постоянного тока с бес.контактной коммутацией - вентильным электродвигателем.

Известны вентильные электродвигатели с нндуктивными, трансформаторными, дроссельно-трансформаторными датчиками положения ротора, состоящими из чувствительных элементов, расположенных в корпусе двигателя и подключенных через согласующие трансформаторы, расположенные в коммутаторе, к формируквдему устройству, и источника возбуждения 1.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является вентильный электродвигатель,содержащий комплект дроссельных чувствительных Элементов, подклйченных через согласующие трансформаторы и выпрямительные диоды,.расположенные в коммутаторе, к формирующему устройству, выполненному в виде реверсивного кольцевого преобразователя. Обмотки согласующих трансформаторов, например вторичные, соединены попарнодифференциально по кольцевой схеме. Источник возбуждения в виде однополярных импульсов выполнен с возмож- ностью смены полярности последних. Реверсирование двигателя осуществляется переключающим устройством, обеспечивающим смену полярности однополярных импульсов источника возбуждения (2 .

Недостатком описанных электродвигателей является наличие в коммутато10ре согласующих трансформаторов, снижающих его надежность и не поддающихся миниатюризации.

Целью изобретения является упрощение схемы коммутатора, обеспечение 5 возможности мАиатюриэации и обеспечение реверсирования двигателя.

Это достигается тем, что предложенный двигатель, имеющий индуктивный датчик положения ротора в виде расположенного в корпусе двигателя комплекта дроссельных чувствительных элементов, подключенных через выпрямительные диоды к формирующему устройству, выполненному, например, в виде усилителей с триггерными свойствами, и источник возбуждения, датчик снабжен вторым комплектом дроссельных чувствительных элементов,

30 каждый из которых сдвинут относительHd соответствующего элемента первого комплекта на 180 эл.град. и соединен с ним последовательно с образованием пар дроссельных чувствительных элементов, средние выводы которых подключены к входам формирувощего устройства, а крайние выводы - к источнику возбуждения, один из которых соединен и с общей точкой формирующего устройства.

Для обеспечения реверсирования двигателя между источником возбуждения и формирующим устройством введено переключающее устройство, неподвижные контакты которого подключены к источнику возбуждения, а подвижный - к общей точке формирующего устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного электродвигателя с трехфазным инвертором.

Статор датчика положения 1 состоит из двух комплектов дроссельных чувствительных элементов 2-4 и 5-7 с обмйтками 8-10 и 11-13 соответственно. Дроссельные чувствительные элементы выполнены на ферритовых сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса и высокой магнитной проницаемостью. Дроссельные чувствительные элементы 2, 3, 4 и 5, б, 7 одного и того же комплекта сдвинуты между, собой в пространстве на 120 эл.град., что соответствует пространственному сдвигу фаз обмотки двигателя, а дроссельные чувствительные элементы 2 и 5, 3 к 6, 4 и 7 разных комплектов, обслуживающие один канет управления, сдвинуты между собой на 180 эл.град. Обмотки 8и11, 9 и 12, 10 и 13 пары дроссельных чувствительных элементов обслуживающих один.канал управления, сдвинуты между собой на 180 эл.град. соединены последовательно и своими общими точками через выпрямляющие диоды 14-16, расположенные в коммутаторе 17, подключены к входам 18-20 формирующего устройства 21, например усилителя с триггерными свойствами. Крайние точки обмоток дроссельных чувствительных элементов каждого комплекта объединены и подключены к выводам 22, 23 источника возбуждения 24, одна из которых подключена и к общей точке 25 формирующего устройства 21.

Для обеспечения реверса бесконтакного двигателя между источником возбужден я 24 и общей точкой 25 формиР5Тощего устройства 21 введено переключающее устройство 26, неподвижные контакты 27 и 28 которого подключены к выводам 22 и 23 источника возбуждения 24, а подвижный 29 - к общей точке 25 формирующего устройства 21. Ротор 30 датчика положения выполнен в вида постоянного магнита с полюсными наконечниками в 180 эл.град., которы концентрируют поле постоянного магнита таким образом, что области с высокой и низкой индукцией чередуются.

Работает электродвигатель следующим образом (работа одного канала управления) .

Напряжение источника возбуждения 24 прикладывается к обмоткам 8 и 11 последовательно включенных дроссельных чувствительных элементов 2 и 5, сдвинутых на 180 эл. град, и распределяется между ними пропорционально их индуктивным сопротивлениям. При полюсных наконечниках ротора 30 датчика положения в 180 эл.град. обеспечивается насыщение полем постоянного магнита ротора датчика только одного из двух дросселей чувствительных элементов. В результате достигаеся максимально возможная глубина модуляции огибающей напряжения на дроссельных чувствительных элементах и наиболее экономичный режим работы датчика, так как при этом нагрузка для источника возбуждения никогда не превышает полного сопротивления одного из дроссельных чувствительных элементов , находящегося в данный момент в ненасыщенном состоянии. Дифференциальное (в магнитном отношении) включение дроссельных чувствительных элементов 2 и 5 обеспечивает крутые фронты огибающей напряжения на них.

Напряжение управления на формирующее устройство полается через выпрямлякндий диод с одного из последовательно включенных дроссельных чувствительных элементов. При перебросе подвижного контакта переключающего устройства функции управления выполняет другой последовательно включенный дроссельный чувствительный элемент, что приводит к сдвигу на 180 эл.град. напряжения управления на формирующем устройстве и к реверсу двигателя. Для обеспечения угла коммутации 120 эл.град. управлениз силовыми ключами коммутатора осущестляется через двухвходовые схемы совпадения (не показаны).

Исключение из ко 1мутатора согласущих трансформаторов упрощает его схему, повышает надежность и позволяет осуществлять миниатюризацию коммутатора или его И тегрализацию с использованием гибридно-пленочной технологии.

Кроме того йовышается качество сигналов датчика (глубина модуляции и крутизна фронтов огибающей) и его энергетические показатели.

Формула изобретения

1. Вентильньзй электродвигатель, содержащий статор, ротор, индуктивный датчик положения ротора в виде расположенного в корпусе двигателя комплекта дроссельных чувствительных элементов, сдвинутых на 120 эл.гра,ц. и подключенных через выпрямительные диоды к формирующему устройству, вы полненному, например, в виде усилителя с триггерными свойствами и соед ненному с управляющими цепями ключей коммутатора, и источник возбуждения датчика, отличающийся тем, что, с целью его упрощения и обеспечения возможности миниатюриза ции коммутатора, датчик снабжен вторым комплектом дроссельных чувствительных элементов, каждый из которых сдвинут относительно одноименного элемента первого комплекта на 180 эл.град. и соединен с ним после довательно с образованием пар дроссельных чувствительных элементов, средние выводы которых подключены к входам формирующего устройства, а крайние выводы - к источнику возбуждения, соединенному с общей точкой формирующего устройства одним из своих зажимов. 2. Электродвигатель по п. 1, о т личающийся тем, что, с целью обеспечения реверсирования двигателя, между источником возбуждения и формирующим устройством введено переключающее устройство, неподвижные контакты которого подключены к зажимам источника возбуждения, а подвижный - к общей точке формирующего устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 535675, кл. Н 02 к 29/02/ 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 408425, кл. Н 02 3 29/02, 1972,