Вентильный электродвигатель Советский патент 1982 года по МПК H02K29/02 

(5) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электротехнике.

Известны вентильные электродвигатели, содержащие синхронную машину, секции якорной обмотки которой подключены к источнику питания через транзисторы коммутатора и нормальноразомкнутые контакты двухпозиционного реле, и датчик положения ротора I.

Недостатками этого двигателя являются относительная сложность осуществления динамического торможения, обусловленная введением для этой цели второго комплекта чувствительных элементов датчика положения ротора, и невысокая эффективность динамического торможения.

Наиболее близкими к предлагаемому я вляются вентильные электродвигатеяи, содержащие синхронную машину, секции якорной обмотки которой подключены к источнику питания через шунг тированные диодами рекуперации транзисторы коммутатора и нормально-разомкнутые контакты двухпозиционного реле; базы указанных транзисторов через резисторный и нормально-замкнутые контакты реле соединены с общей точкой секций якорной обмотки машины 2.

Достоинством этого двигателя является то, что в режиме динамическо10го торможения он не потребляет энергию от источника питания, а тормозной момент в нем создается всеми секциями якорной обмотки одновременно. Вместе с тем двигателю присущ

15 и недостаток, заключающийся в относительно невысокой эффективности динамического торможения из-за принципиальной невозможности обеспечить полное насыщение транзисторов коммута20тора в режиме торможения вследствие резкого уменьшения тока в базовых цепях транзисторов при появлении в секциях обмотки якоря тока торможения,

39

вызывающего снижение величины напряжения, приложенного к базовым цепям.

Целью изобретения является повышение эффективности динамического торможения двигателя.

Цель достигается тем, что коммутатор снабжен дополнительнымитранзисторами по числу силовых транзисторов коммутатора с противоположным по отношению к ним типом проводимосtи, эмиттеры и коллекторы дополнительных транзисторов по отдельности соединены соответственно с коллекторами и базами основных транзисторов, а базы дополнительных транзисторов через диоды и нормально-замкнутые контакты двухпозиционного реле подключены в проводяще.м направлении к эмиттерам основных транзисторов.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема двухсекционного вентильного электродвигателя.

На чертеже обозначены секции якорной обмотки 1 и 2 электродвигателя;оновные транзисторы 3 и 4 коммутатора дополнительные транзисторы 5 и 6 диоды О-двухпозиционное реле 11 имеет соответственно нормально-замкнтые и нормально-разомкнутые контакты 12 и 13, резисторы , 15; источник 16 питания.

Секции 1 и 2 якорной обмотки вентильного двигателя, сдвинутые между собой в расточке сТатора на 180 эл. град., подсоединены через транзисторы 3 и 4 шунтированные диодами рекуперации 7 и 8, и нормальноразомкнутые контакты 13 реле 11 к зажимам источника питания 16.. Базы транзисторов 5 и 6 через диоды 9 и

10и нормально-замкнутые контакты 12 того же реле подключены к эмиттерам транзисторов и k,

При замыкании контактов 13 реле

11секции 1 и 2 якорной обмотки через периодически и поочередно открывающиеся сигналами датчика положения ротора (на фиг. 1 не показан) транзисторы 3 и i подключаются к источнику питания 16. Электродвигатель начинает работать и в его секциях наводятся переменные ЭДС, амплитуда которых пропорциональна скорости враще.ния ротора машины. Дополнительные транзисторы 5 и 6 в этом режиме закрыты путем шунтирования их базаэмиттерных переходов резисторами 1)

а 15.

5834

При размыкании контактов 13 и замыкании контактов 12 реле 11 электродвигатель отключается от источника питания 16, а база-эмиттерные переходы дополнительных транзисторов 5 и 6 через диоды 9 и 10 подключаются к коллектор-эмиттерным переходам основных транзи.сторов 3 и 4. При полярности ЭДС, обозначенной на чертеже,

0 транзистор 6 насыщается падением напряжения на коллектор-эмиттерном переходе транзистора , а транзистор 5 окажется запертым падением напряжения на диоде 7.

5 Цепь тока базы транзистора 6: положительный зажим ЭДС секции 1, диод 7, нормально-замкнутые контакты 12 реле М, диод 10, база-эмиттерный переход транзистора 6, отрицательный

0 зажим ЭДС секции 2.

Так как насыщенный коллекторэмиттерный переход транзистора 6 соединен с база-коллекторным переходом транзистора 4, то последний также

5 перейдет в состояние насыщения. Под действием суммарной ЭДС секции 1 и 2 по контуру, образованному секциями 1 и 2 диодом рекуперации 7 и насыщенным коллектор-эмиттерным переходом

0 транзистора 4, потечет ток, взаимодействие которого с магнитным потоком индуктора вызывает торможение двигателя .

Падение напряжения на насыщенном коллектор-эмиттерном переходе транзистора k в предложенной схеме равно сумме прямого падения напряжения на диоде 10 и на база-эмиттерном переходе транзистора 6 и для современных кремниевых полупроводниковых приборов составляет небольшую величину порядка 1-1,5 В. Поэтому независимо от величины тока в контуре, эффективность торможения двигателя близка к максимально возможной.

При повороте ротора электродвигателя на 180 эл. град, полярность ЭДС в секциях 1 и 2 изменяется на противоположную. При этом транзисторы 6 и k закрываются, а транзисторы 6 и 3 насытятся. По контуру, образованному секциями двигателя, диодом 8 и насыщенным транзистором 3 потечет ток торможения,

В дальнейшем процессы в схеме повторяются практически до полной остановки ротора вентильного двигателя.

Таким образом, в двигателе, в отличие от известного, обеспечивается

насыщение транзисторов коммутатора при любом токе торможения и в то же время это устройство не потребляет энергии от источника питания в процессе торможения.

Результаты экспериментов по определению эффективности торможения показывают, что время торможения предложенного двигателя уменьшается в два раза по сравнению с известным. Это свидетельствует о высокой эффективности устройства.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секции обмотки якоря которой подключены к источнику питания через шунтированные диодами рекуперации транзисторы коммутатора и нормально-разомкнутые контакты двухпозиционного реле, о т ли чающийся тем, что, с целью повышения эффективности динамического торможения, коммутатор снабжен дополнительными транзисторами по числу силовых транзисторов коммутатора с противоположным по отношению к ним типом проводимости, эмитеры и коллекторы дополнительных транзисторов по отдельности соединены соответственно с коллекторами и базами основных транзисторов, а базы дополнительных транзисторов через диоды в проводящем направлении и нормально-замкнутые контакты двухпозиционного реле подключены к эмиттерам основных транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № it23226, кл. Н 02 К 29/02, 197+.