Вентильный электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K29/00 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с бесконтактной конструкцией исполнительного двигателя, широко применяемым в устройствах автоматики.

Известны вентильнью электродвигатели, содержащие коммутатор и синхронный двигатель с необмотйнным зубчатым ротором, статор которого имеет пазы, где уложены обмотки якоря 1.

Недостатком такой конструкции является сложность и низкая надежность коммутатора.

Известны также бесконтактные двигатели, которые конструктивно выполнены в виде синхронного двигателя, трансформаторного трансформированного датчика положения ротора и транзисторного коммутатора 2.

Недостатком данной конструкции является наличие датчика положения рртора, усложняющего двигатель, увеличивающего вес и энергоемкость устройства, требующего дополнительного источника высокой частоты.

Наиболее близким к предлагаемому является электродвигатель, в котором роль

датчика положения ротора выполняет сам якорь, содержащий якорь с обмоткой, секции которой соединены с выходом коммутатора, выполненного в виде тиристорного инвертора с отсекающими диодами и нагрузкой в катодных цепях тиристоров, и управляющий трансформатор 3.

Однако наличие трансформатора, дополнительной обмотки возбуждения и источника переменного тока приводит к усложнению конструкции электродвигателя, повыщению его массы и габаритов.

10

Цель изобретения - упрощение конструкции вентильного электродвигателя, снижение его массы и габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содержащем 5 якорь с обмоткой, секции которой соединены с выходом тиристорного коммутатора, и индуктор, он снабжен делителем, герконами, дополнительным резистором, конденсатором и ключом, катод каждого тиристора соединен с концом коммутируемой им фазы через 20 .делитель, состоящий из последовательно соединенных резистора и защунтированного другим резистором конденсатора, управляющий электрод каждого тиристора через диод

соединен замыкающим контактом геркона со средней точкой делителя, включенного в соседнюю против хода часовой стрелки фазу, а размыкающим контактом - с началом коммутируемой им фазы, причем управляющие электроды двух тиристоров, включенных в смежные фазы, соединены с зажимом источника питания через последовательно соединенные резистор и конденсатор, а катушка управления герконами соединена с источником питания через ключ. На чертеже схематически изображен вентильный электродвигатель.

Вентильный электродвигатель состоит из синхронной машины с многофазной обмоткой якоря, фаз 1-4 индуктора 5 и коммутатора на тиристорах 6-9. Катоды тиристоров с началами фаз якорной обмотки соединены диодами 10-13, а с концами фаз - через делители, состоящие из резисторов 14-17 и конденсаторов 18-21, защунтированных резисторами 22-25. Управляющие электроды тиристоров 6-9 через диоды 26-29 замыкающими контактами герконов 30-33 соединены со средней точкой- делителя, подключенного к фазам 1-4, а размыкающим контактом того же геркона 30-33 - с началами фаз 1-4. Кроме того, управляющий электрод тиристора 6 соединен через последовательно включенные резистор 34, конденсатор 35 с зажимом источника питания, а управляющий электрод тиристора 9 - к источнику питания через резистор 36 и конденсатор 37. Катушка 38 управления герконами 30-33 соединена с зажимами источника питания через ключ 39. Коммутирующие конденсаторы 40 и 41 соединяют катоды тиристоров 6, 7 и 8, 9 между собой.

.Устройство работает следующим образом При подключении двигателя к источнику постоянного тока происходит отпирание тиристора 6 по цепи + источник питания, конденсатор 35, резистор 34, управляющий электрод тиристора 6, резисторы .14 и 22 - источника питания. Напряжение источника прикладывается к фазе 1 через диод 10 и к делителю, состоящему из резистора 14 и конденсатора 18. В фазе 1 появляется ток, конденсатор 18 начинает заряжаться. Аналогично происходит отпирание тиристора 9. Последнее приводит к появлению тока в фазе 4 и заряду конденсатора 21 делителя. Взаимодействие токов, имеющих место в фазах 1 и 4, с магнитным потоком, который создается индуктором 5, создает статический момент. Если теперь замкнуть ключ 39, то благодаря накопленному заряду на конденсаторе 18, через замыкающий контакт геркона 31 к управляющему электроду тиристора 7 . прикладывается напряжение, достаточное для обеспечения условий отпирания тиристора 7. Тиристор 7 отпирается.

в фазе 2 появляется ток, конденсатор 19 заряжается, тиристор 9 с помощью коммутирующего конденсатора 41 запирается. Взаимодействие токов в фазе I и фазе 2 с магнитным потоком индуктора создает

вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращение по ходу часовой стрелки. Как только напряжение на конденсаторе 19 достигнет при его заряде величины, достаточной для отпирания тиристора, тиристор 8 отпирается, а тиристор 6 запирается. В фазе 3 появляется ток, что способствует возрастанию скорости поворота ротора двигателя по часовой стрелке. Заряд конденсатора 20 до уровня напряжения отпирания тиристора приводит к отпиранию тиристора 9, что в свою очередь, при появлении тока в фазе 4 обеспечивает дальнейщее увеличение скорости, и, следовательно, ЭДС вращения в фазах обмотки якоря. Как только ЭДС достигается величины достаточной для отпирания тиристоров ключ 39,размыкают. Управляющие электроды подключаются к началам фаз через размыкающие контакты герконов, а наведенная ЭДС в фазе 4 в рассматриваемый момент вращения приводит к отпиранию

тиристора 9 по цепи + ЭДС, размыкающий контакт геркона 33, диод 29; управляющий электрод тиристора 9, резистор 17, конденсатор 21, ЭДС. Ток, появившийся в фазе 4, взаимодействует с магнитным потоком индуктора, создает момент, способствующий вращению ротора двигателя против часовой стрелки. ЭДС наводится в фазе 1 и приводит к отпиранию тиристора 6, выключению тиристора 8 и появлению тока в фазе 1 и т. д.

Исключение дополнительной обмотки возбуждения значительно упрощает предлагаемый электродвигатель, увеличивает момент на единицу объема и веса. Появляется возможность выполнить индуктор с постоянными магнитами.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий многофазную обмотку, индуктор и коммутатор, в котором катод каждого тиристора соединен с началом коммутируемой им фазы через диод, катоды тиристоров, включенных в противоположные фазы, соединены через 50 конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения массы и габаритов, он снабжен делителем, состоящим из последовательно соединенных резистора и защунтированного другим резистором конденсатора герконами, дополнительным резистором, конденсатором и ключом, причем катод каждого тиристора соединен с концом коммутируемой им фазы через делитель, управляющий электрод каж