Вентильный электродвигатель Советский патент 1982 года по МПК H02K29/02 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике.

Известны вентильные электродвигатели (ВДГ содержащие синхронную машину, секции якорной обмотки которой подключены к источнику питания при помощи магнито-транзисторных ключей (МТК) , вшюлненные каждый на двух транзисторах с .магнитосвязанными обмотками в цепях их баз и коллекторов, и датчик положения ротора (ДПР) с чувствительными элементами (ЧЭ), управляювдми работой МТК ij.

Известны ВД, И пар размещенных под углом 180 эл. град, секций якорной обмотки которых подсоединены к источнику питания с помощью МТК, причем средние точки базовых обмоток трансформаторов МТК, работающих попарно в противофазе, непосредственно соединены между собой 12j

Наиболее близким по технической сущности к изовретен1Гю является ВД, П пар размещенных под углом 180 эл.град. секций якорной обмотки котЬрых подсоединены к источнику питания с помощью МТК, причем концы базовых обмоток трансформатора одного из каждой пары работающих в про.тивофазе магнитотранзисторных ключей

соединены через диоды с коллекторами транзисторов другого ключа той же пары, а выход ДПР соединен с управляющим входом только одного ключа из каждой пары TsJ.

Недостатком известного ВД с МТК в цепях секций якорной обмотки яв- ; ляются сложность конструкции и трудность интегрального исполнения ком10мутатора из-за большого числа транс4 форматоров МТК, равного числу секций и недостаточно высокая надежность ; обусловленная тем, что диоды, подключенные между коллекторЕ1ми и база15ми транзисторов МТК при работе ВД находятся под удвоенным напряжением источника питания.

Цель изобретения - повышение надежности вентильного электродвига20теля и облегчение интегрального исполнения его коммутатора. Поставленная цель достигается тем, что в него введен дополнительный транзистор, одна из каждой пары

25 якорной обмотки размещенных подсоединена к источнику питания с помощью магнитотранзисторного ключа, к входу которого подключен чувствительный .элемент датчика положения ротора, а i друга ясекция подсоединена к источни30ку питания при помощи транзисторного ключа, базовый вьшод которого соединен с общей точкой базовых обмоток магнитотранзисторного ключа через коллектор-эмиттерный переход дополнительного транзистора, база которого подсоединена к эмиттерам транзисторов магнитотранзисторного ключа.На чертеже изображена принципиальная электрическая схема вентильного двигателя, содержащего две секций )|корной обмотки. Вентильный двигатель содержит сек ции 1 и 2 якорной обмотки электродвигателя, транзисторы З-б, полупроводниковых ключей коммутатора, токовый трансформатор- НТК, дополнительный транзистор 8, резисторы 9 и 10, зажимы 11 и 12 для подключения к источнику питания, чувствительный элемент ДПР 13. Пара расположенных друг относительно друга под углом 180 эл.град. секций 1 и 2 через МТК (транзисторвл 3 и 4, токовый трансформатор 7) и транзисторный ключ (транзисторы 5 и и резистор 10) подключена к зажимгш 11 я 12, Трансформатор 7 МТК расположен в обойме ДПР и выполняет, кром основных функций/ также функции чувствительного элемента датчика положения ротора. Трансформатор 7 МТК может также распологаться в коммутаторе. Функции чувствительного элемента ДПР в этом случае может выполнять индуктивный или гёщьвано-магнит ный элемент 13, подключенный параллельно обмоткам трансформатора 7 (например, параллельно базовой обмотке) . Вход транзисторного ключа (транзисторы 5 и 6) соединен со сред ней точкой базовой обмотки МТК чере коллектор-эмиттерный переход допол нительного транзистора В, база кото рого соединена с эмиттерами транзис торов МТК. Соединение магнитотранзи торного и транзисторного ключей меж ду собой через коллекторно-Эмиттерный переход дополнительного транзис тора. 8, управляемого базовым током МТК, обеспечивает переключение (нас щение и активное запирание этих клю чей в противофазе по сигнал 1м чувс ви ельного элемента (трансформатора 7 Яли элемента 13) ДПР. . Пусть в исходном положении при поданном напряжении на зажимы 11 и 12 под воздействием сигнального эл мента ДПР (например, постоянного ма нита, на схеме не показан) его чувс вительный элемент находится в насыщенном состоянии. При этом НТК выклю чен, его транзисторы 3 и 4 заперты, а ток в базовой цепи транзистора 8 отсутствует. В данном случае транзистор 8 находится в выключенном со тонкий и электрический ток от источника питания через резистор 9 протекает по база-эмиттерным переходам транзисторов 5 и б и обеспечивает насыщение транзисторного ключа. По секции 2 Я1{орной обмотки течет .ток, взаимодействие которого с магнитным полем индуктора вызывает появление вращающего момента, приводящего ротор двигателя в движение. Как только сигнальный элемент, укрепленный на роторе, уйдет из зоны сигнального сектора чувствительного элемента ДПР, МТК возбуждается,, по база-эмиттерным Цепям транзисторов 3,4 и в текут токи, обеспечивая насыщение их коллектор- ./ эмиттерных переходов. По секции 1 якорной обмотки течет рабочий ток, поддерживающий вращение рОтора в прежнем направлении. Одновр ченно транзистор 8 своим насьоц&мнш коллектор-эмиттерным переходом обеспечивает шунтирование входа транзисторного ключа и его надежное запирание напряжением, действующим между средней точкой базовой обмотки МТК и эмиттерами транзисторов 3 и 4 (полярность этого напряжения показана на чертеже) . Ток, запирающий тран зисторный ключ, проходит по цепи, база транзистора 8, эмиттер-базовые переходы транзисторов 5 и б, насыщенный пере-, ход коллектор-эмиттер транзистора 8. Секция 2 якорной обмотки обесточится. Транзисторный ключ будет находиться в выключенном состоянии до тех пор, пока сигнальный элемент, укрепленный на вращающемся роторе, будет находиться за пределгши сигнального сектора чувствительного элемента ДПР управлякнцего работой МТК. Как только сигнальный элемент насытит чувствительный элемент ДПР, МТК перейдет в невозбужденноё состояние, транзистор 8 закроется, а транзисторный ключ 5 и б вновь насытится и процессы в схеме повторяются. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет с помощью одного чувствительного элемента ДПР и одного дополнительного транзистора, работающего в облегченном режиме, обеспечить управление работой магнитотранзисторного и транзисторного ключей, осуществляющих строго поочередную коммутгщию тока в паре секций, сдвинутых в пространстве относительно друг друга на угол 180 эл. град, (облегченный режим транзистора 8 обусловлен тем, что к его коллекторэмиттерному переходу прикладывается в процессе работы напряжение, действующее на входе транзисторного ключа 1,5 - 2 в). В итоге повышается . надежность и облегчается интегральное исполнение ВД вследствие уменьшения числа силовых транзисторов и исключения из

схемы коммутатора трансформаторов НТК.

Формула йаоОретения

Вентильный электродвигатель, содеркгиций синхронную машину, И пар разме1ценных под углом 180 эл.град., секций якорной обмотки которой под{соединены к источнику питания с по- шщьп И транзисторных ключей и двухтранзисторных магнитотранзисторных ключей с магнитосвязанными обмотками- в цепях баз и коллекторов транзисторов, И резисторов смещения , подключенных кажяиЛ одним выводом к зажиму источника питания, а другим - к входу транзисторных ключей, я датчик положения ротора, отличаю ц и и с я тем, что, с цепью ловшиеиия надежности и облегчения инте11 альиого исполнения, в иего введен детолнительный транзистор, одна из секций каждой пары

якорной обмотки подсоединена к источнику питания с помощью магнитотранзисторного ключа, ко входу которого подключен чувствительный элемент датчика положения ротора, а другая секция подсоединена к источнику питания при помощи транзисторного ключа, базовый вывод которого соединен с общей точкой бг13овых обмоток магштотранзисторного ключа

0 через коплектор-змиттерный переход дополнительного транзистора, база которого подсоединена к эмиттерам транзисторов магнитотранзйсторного ключа.

s

Источники инфосяхации, принятые во внимание при экспертизе

3.. Авторское свидетельство СССР по заявке 2775472/07, кл. Н 02 К 29/02, 13.12.7d.