Вентильный электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K29/02 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к электрическим машинам систем автоматики и может найти применение в устройствах и приборах, требующих высокой надежности и энергетических показателей, где нужны двигатели с высокой частотой вращения, малой и средней мощности, с однополупериодными коммутирующими устройствами.

Известно устройство, содержащее т-фазную синхронную мащину, полупроводниковое кммутирующее устройство, диод и стабилитрон, причем фазы мащины соединены с выходами полупроводникового коммутирующего устройства, которые, в свою очередь, через диоды и стабилитрон подключе.ны к общей точке фаз двигателя 1.

Недостатками вентильного электродвигателя (ВД) являются относительно низкие частотные свойства (за счет свойств стабилитрона) и наличие больщих потерь в щунтирующей цепи, что ограничивает область его применения.

Наиболее близким по технической сущности и предлагаемой является устройство, содержащее ротор, статор с обмоткой якоря, один из зажимов каждой из m секций « оторой соединен с силовой цепью ключа коммутатора, а вторые зажимы объединены, и защитное устройство, подключенное параллельно секциям обмотки якоря 2.

Недостатком является наличие в двигателе больщого числа силовых замыкающих динисторов, которые, в свою очередь, имеют больщой разброс параметров, низкие частотные свойства и могут коммутировать относительно малую мощность.

. Цель изобретения - повыщение надежности за счет эффективной защиты силовых ключей коммутирующего устройства от перенапряжения.

Поставленная цель достигается тем, что защитное устройство содержит m дифференцирующих цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных конденсатораи резистора, 2т диодов и разрядное устройство, выполненное.в виде последовательно соединенных транзистора и резистора, причем выход каждой из дифференцирующих цепочек соединен через диод с управляющей цепью ключа, а разрядная цепочка соединена с общей точкой секций непосредственно, а с общей точкой каждого из ключей и секции - через диод. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема трехфазного ВД. Фазы 1-3 двигателя соединены по схеме-звезда с «нулем, нулевой конец которых подключен к источнику питания, а другие концы фаз соединены с выходами полупроводниковых силовых транзисторных ключей 4-6 коммутирующего устройства, в качестве которых в данном случае выбраны транзисторы. Дифференцирующие цепочки, состоящие из конденсаторов 7-9, резисторов 10-12 и диодов 13-15 своими входами (входы конденсаторов 7-9) соединены с коллекторами транзисторных ключей 4-6. Причем выходы диодов 13-15 объединены и подключены к управляющему входу ключевого транзисторного элемента 16, один зажим силовой цепи которого соединен с «нулем фаз двигателя, второй зажим соединен со вторым электродом ограничивающе го резистора 17, первый электрод которого подключен к объединенным катодам развязывающих диодов 18-20, аноды которых сое динены с коллекторами соответствующих полупроводниковых силовых транзисторных ключей 4-6. Устройство работает следующим образом. При подключении двигателя к источнику питания полупроводниковые силовые ключи поочередно подключают соответствующие фазы к источнику питания Un, по сигналам с датчика положения ротора, поступающим на базы транзисторных ключей 4-6, в момент запирания полупроводниковых силовых ключей 4-6 на них за счет ЭДС самоиндукции фаз 1-3, возникает перенапряжение, которое может достигать значительных величин и вывести из строя ключевые элементы. Это снижает надежность всего устройства. Пусть ключ 4 в начальный момент открыт и по фазе 1 протекает ток. При этом конденсатор 7 заряжается по цепи.. +Un - резистор 10 - конденсатор 7 - переход коллектор-эмиттер 4 - {-U). При этом элемент 16 заперт. При запирании ключа 4 конденсатор 7 разряжается по цепи; конденсатор 7 - резистор 10 - фаза 1, что приводит к образованию на резисторе 10 напряжения такой величины и полярности, что замыкающий транзисторный элемент 16 отпирается и ток от ЭДС самоиндукции фазы замыкается по цепи +ЭДС самоиндукции фазы 1 - диод 18 - резистор 17 - транзистор 16 - (-ЭДС) самоиндукции фазы 1. Таким образом, введение в устройство дифференцирующих цепочек, соединяющих фазы двигателя с ключевым элементом определенным образом, позволяет экономично и эффективно избавиться от перенапряжения на силовых ключах коммутирующего устройства, либо ограничить всплеск перенапряжения на заданном уровне, который может регулироваться ограничивающим резистором 17. Формула изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий ротор, статор с обмоткой якоря, один из зажимов каждой из m секций которой соединен с силовой цепью ключа коммутатора, а вторые зажимы объединены, и защитное устройство, подключенное параллельно секциям обмотки якоря, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, защитное устройство содержит m дифференцирующих цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных конденсатора и резистора. , 2т диодов и разрядное устройство, выполненное в виде последовательно соединенных транзистора и резистора, причем выход каждой из дифференцирую щих цепочек соединен через диод с управляющей цепью ключа, а разрядная цепочка соединена с общей точкой секций непосредственно, а с общей точкой каждого из ключей и секции - через диод. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Балагуров В. А. и др. Бесконтактные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами. М., «Энергия, 1975, с. 23. 2.Авторское свидетельство СССР № 420057, кл. Н 02 К 29/02, 1974.