Вентильный электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K29/00 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электротехнике, а конкретнее к вентильным электродвигателям и может применяться в регулируемом электроприводе.

Известны электродвигатели, у которых обмотки статора одновременно являются рабочими элементами электрической машины и статического преобразователя 1, представляющие собой электрическую машину, в которой двухфазный статический преобразователь совмещен с обмотками статора двухфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Каждая фаза статора содержит две полуобмотки, работающие поочередно, что снижает коэффициент использования активных материалов машины. На обмотках одной из фаз собран генератор Ройэра, а управление силовыми транзисторами фазы В осуществляется от обмоток обратной связи фазы А через фазосдвигающий элемент, обеспечивающий фазовый сдвиг - только в определенном режиме, для которого подбирается емкость конденсатора. По мере разгона двигателя индуктивное сопротивление обмоток статора изменяется, вследствие чего

фазовый сдвиг становится отличным от . Следовательно, во всех других режимах работы поле машины является эллиптическим, что приводит к снижению вращающего момента двигателя. К тому же, наличие фазосдвигающего элемента увеличивает габариты устройства.

Известен такАе бесконтактный двигатель 2, который содержит, первичную двухфазную обмотку на статоре, секции которой соединены с выходом двухфазного инвертора, выполненного в виде двух параллельно соединенных ячеек, одна из ветвей каждой из которых состоит из последовательно соединенных конденсаторов, а другая - из последовательно соединенных транзисторов, цепь синхронизации и цепь запуска.

Недостатками известного- двигателя являются сложность цепи синхронизации и низкая ее надежность.

Целью изобретения являются повышение наде кности и упрощение схемы двигателя.

Цель достигается тем, что цепь синхронизации выполнена в виде конденсатора.

подключенного между общей точкой трансформаторов ячейки с базой транзистора которой соединена цепь запуска и общей точкой конденсаторов другой ячейки.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 - диаграммы рабочих напряжений на элементах схе.мы.

Устройство содержит вторичную короткозамкнутую обмотку ротора 1 и первичную двухфазную обмотку с секциями 2, 3, уложенную в пазы статора совместно с обмотками 4-7 обратной связи. Двухфазная обмотка питается от источника постоянного напряжения через двухфазный инвертор, каждая фаза которого выполнена по полумостовой схеме и содержит одинаковые элементы. Одна из фаз подключена одним концом к средней точке между транзисторами 8, 9, а другая - к средней точке ключей (транзисторов) 10, И. Другие зажимы фаз соединены соответственно с общими точками конденсаторов 12, 13 и 14, 15. Между средней точкой транзисторов 8, 9 и средней точкой конденсаторов 14, 15 подключен фазирующий конденсатор 16. Управляющая цепь ключа 11 соединена через конденсатор 17 запуска с соответствующим зажимом источника питания. В качестве управляемых ключей в схеме используются транзисторы.

Рассмотрим работу схемы с момента пуска.

При подключении питания положительное напряжение U через конденсатор 17 открывает транзистор 17 по его базовой цепи и этим начинается полупериод работы инвертора. Конденсатор 15 разряжается через обмотку 3 и транзистор 11, напряжение на нем падает от U i до U относительно среднего значения Ucp. (интервал t|-tz - фиг. 2, а). В результате между точками 18 и 19 образуется разность потенциалов, которая приводит к возникновению тока в электрической цепи Ток обмотки 2 трансформирует открывающее напряжение в обмотку 5 транзистора 9 и с этого момента времени (t : фиг. 2 в, г,) начинается работа инвертора фазы В (элементы 2, 4, 5, 8, 9, 12, 13). В процессе работы каждого инвертора их конденсаторы 12, 13 и 14, 15 перезаряжаются (фиг. 2 а, в) через фазные обмотки соответственно 2

и 3 и транзисторы 8, 9 и 10, 11. В результате связи точек 19 и 20 синхронизирующим конденсатором 16 напряжения в этих точках, замеренные относительно земли, оказываются сдвинутыми на угол (фиг. 2 б, г).

Из принципа работы двигателя следует, что между фазными напряжениями инверторов, связанных через синхронизирующий конденсатор, сохраняется строго определенный фазовый сдвиг во всех режимах работы двигателя. Сщязь инверторов через синхронизирующий конденсатор не влияет на их выходные параметры, что обеспечивает высокую симметрию фазных токов и, следовательно, магнитных потоков фаз. В результате такого построения схемы в машине создается круговое магнитное поле во всех режимах работы.

Двигатель может найти применение в электроприводе промыщленных установок, где требуется плавное регулирование скорости, а также на автономных подвижных объектах, например в автомобилях, самолетах, тепловозах, где имеются собственные источники постоянного напряжения.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий первичную двухфазную обмотку на статоре, секции которой соединены с выходом двухфазного инвертора, выполненного в виде двух параллельно соединенных ячеек, одна из ветвей каждой из которых состоит из последовательно соединенных конденсаторов, а другая - из последовательно соединенных транзисторов, цепь синхронизации и цепь запуска, отЛичающийся тем, что, с целью упрощения схемы и повыщения надежности, цепь синхронизации выполнена в виде конденсатора, подключенного между общей точкой транзисторов ячейки с базой транзистора которой соединена цепь запуска и общей точкой конденсаторов другой ячейки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ГлП

+ СГ

П

J

.1

Hi и,

СР

/

ti t,

to

//,

/

2

i