Вентильный электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K29/00 

.(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

.Изобретение относится к электротех нике, в частности к электродвигателям с бесконтактной коммутацией, применяемым в устройствах автоматики. Известны вентильные электроприводы состоящие из коммутатора и синхронного двигателя с необмотаннЕлм зубчатым ротором, статор которого имеет пазы, где уложены обмотки якоря 1. Известны также бесконтактные двига тели,которые конструктивно выполнены в виде синхронного двигателя, датчика положения ротора и транзисторного ком мутатора 2. Недостатком таких двигателей является наличие датчика -положения ротора, усложняющего конструкцию двигателя, увеличивающего вес и энергоемкость устррйства. В таком двигателе существеннь1м недостатком является так же сложность цепей связи между датчи ками положения ротора и управляющими входами .ключей, особенно при много секционном исполнении якоря . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является электродвигатель, содержащий якорь с обмоткой, секции которой соединены с выходом коммутатора, выполненного на ключевых полупроводниковых элементах, индуктор с двухфазной обмоткой возбуждения и импульсный источник переменного тока 3. Использование импульсного источника питания снижает надежность вентильного двигателя, усложняет его конструкцию, увеличивает массу и габариты. Кроме того, обмотки якоря данного электродвигателя недостаточно полно используются для создания момента на валу. Цель изобретения - снижение массы и габаритов и увеличение вращающего момента двигателя. Указанная цель достигается тем, что двигатель снабжен управлянициМ трансформатором и резисторами, коммутатор выполнен в виде однопалупериодного тиристорного инвертора с отс.екающими диодами и нагрузкой в катодных цепях тиристоров, причем управляющий электрод каждого из тиристоров соединен через резисторс общей точкой секций обмотки якоря и с зажимом одной из вторичных обмоток траН1Сформатора, второй зажим которой соединен с общей точкой соответствующей секции и отсекающего диода, а выход источника переменного тока соединен с первичной обмоткой трансформатора и с одной из фаз обмотки индуктора. С целью обеспечения реверса; двигатель может быть снабжен дополнительно переключателем полярности, подключенным между выходом источника переменного тока и одной из фаз обмотки инд тора. . На чертеже представлена схема вен тильного электродвигателя. Вентильный электродвигатель состоит из синхронной машины с многоСек ционной обмоткой якоря (секции 1,2,3 и 4) и двухфазной обмоткой индуктора (фазы 5 и 6), а также коммутатора на тиристорах,7,8,9 и 10. С цепями катодов тиристоров соединены резисторы 11, 12, 13 и 14 и диоды 15, 16, 17 и 18.Управляющие электроды тиристоров соединены через вторичные обмотки 19,20,21 и 22 управляющего трансфор матора с соответствующими секциями якорной обмотки. Первичная обмотка 23 этого трансформатора подключена к зажимам источника 24 переменного тока. Концы фаз .6 индуктора также Связаны с источнике переменного го геркона 25. Катоды тиристоров, включенных в противоположные фазы многофазной обмотки якоря, соединены через конденсаторы 26.и 27. Обмотка 28 геркона подсоединена к минусу ийтОчНика питания. Схема работает следующим образом При подключении фазы 6 индуктора к источнику переменного тока в обмо ке 1 якоря наводится ЭДС, совпадающ по фазе с ЭДС во вторичной обмотке 19 управляющего трансформатора. В результате на управляющий электрод тиристора 7 воздействует положитель ная cyNMa этихэДС. Тиристор открывается и фаза 1 якоря оказывается п йапрйжениём источника питания. Взаи модействие тока в секции 1 якоря и ййгНиТйбго потока, создаваемого фазой 5 обмотки индуктора, обеспечй7вНёт поворот якоря двигателя против часовой стрелки. Конденсатор 26 заряжабтся до напряжения источника питания. Сумма ЭДС, наведенных в обмотках 20 и, 2 от отрицательной по луволйЫ источника питания, имеет обратный знак и включения тиристора не выз1ьшает. ; При поступлении следующей положи тельной полуволны суммарный сигнал действует в цепи управления тиристо 8. Последний при открывании обеспечивает ток в 2, якоря. Т1р1йГ Э том якорь продолжает вращение против ча совой В рёЯки. .Г,.,,,,., ..... -.....J. ...; НЬвая пол(ЭЖйтёльная полувсэлна пр водит к срабатй&аиик) тиристора 9, о 1Ш11В Ш 1й;нр1ШйгГ1шй денсатора 26 выключается тиристор 7 В эТРемспучае взаимодействуют трки в фазах 2 и 3 якоря с магнитным потоком, создаваемым фазой 5 индуктора, С приходом следующей положительной полуволны открывается тиристор 10, одновременно за счет напряжения конденсатора 27 запирается тиристор 8. В фазе 4 обмотки якоря появляется ток, взаимодействие которого с потоком возбуждения фазы 5 индуктора обуславливает дополнительный поворот ротора против часовой стрелки и т.д. Реверсирование двигателя может быть осуществлено либо изменением направления тока в фазе 5 индуктора, либо подключением под напряжение источника переменного тока второй половины фазы 6 индуктора с помощью геркона 25. Суммарная ЭДС положительного знака навидится под действием сигнала управления на вторичных обмотках управляющего трансформатора и фазах 3,2,1 и 4 соответственно, что и обуславливает последовательное включение тиристоров 9,8,7,10 и т. д. Формула из обретения 1.Вентильный электродвигатель, содержащий якорь с обмоткой, секции которой соединены с выходом коммутатора, выполненного на ключевых полупроводниковых элементах, индуктор с двухфазной обмоткой возбуждения и источник переменного тока, о т л идающийся тем, что, с целью ;нижения массы и габаритов, двигатель снабжен управляющим трансформаторрм и резисторами, коммутатор выполнен в виде однополупёриодного тирис.торного инвертора с отсекающими диодами и нагрузкой в катодных цепях тиристоров, причем управляющий электрод каждого из тиристоров соединен через резистор с общей точкой секций обмотки якоря и с зажимом одной из вторичных обмоток трансформатора, второй зажим которой соединен с общей точкой соответствующей секции и Отсекающего диода, а выход источника Переменного тока соединен с первичной обмоткой трансформатора и с одной из фаз индуктора. 2.Электродвигатель по п. 1, о тличающ ийся тем, что, с целью 01бёсг1ёйения реверса, он снабжен дополнительно переключателем полярности, подключенным между выходом Источника Переменного тока и одной из фаз обмотки индуктора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США №,3749991, кл. 318138, 1966. 2.Овчинников И. Е. и Лебедев Н И. Бес1 ЪнтаК йые двигатели постоянного тбка автоматических устройств. М.-Л., Энергия, 1966, с. 13. , 3.Авторское свидетельство СССР 607313, кл. Н 02 К 29/02, 1978.