Вентильный электродвигатель

Вентильный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ содержащий ротор, статор с in -с.екциониой обмоткой якоря, подключенной Фиг.1 к выходу мостового коммутатора с мостом обратного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона .регулирования мощности и снижения энергопотребления , он снабжен дополнительно стабилитронами и управляемыми ключами, коммутатор содержит m+t ветвей, обмотка якоря выполнена разомкнутой секции обмотки соединены последовательно и сдвинуты одна относительно другой на угол iT/m , мост обратного тока связан с шинами цепи питания через стабилитроны, шунтированные управляемыми ключами, а один из свободньк концов обмотки подключен к выходу (.т+1)-й ветви моста.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (39) (11) y(g)) Н 02 К 29/06 ttf p,!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ . (2", ) 3672901/24-07 (22) 13. 12.83 (46) 15.05.85. Бюл. № 18 .(72) А.А. Сочивко и А.В. Новицкий (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (53) 621.313.13.014.2:621.382(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 535676, кл. Н 02 К 29/02, 1974.

2. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И.

Весконтактные двигатели постоянного тока, Л., "Наука", 1979, с. 20-23. (54} (57) ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий ротор, статор с 1п -секционной обмоткой якоря, подключенной к выходу мостового коммутатора с мостом обратного тока, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона .регулирования мощности и снижения энергопотребления, он снабжен дополнительно стабилитронами и управляемыми ключами, коммутатор содержит w +1 ветвей, обмотка якоря выполнена разомкнутой, .секции обмотки соединены последовательно и сдвинуты одна относительно другой на угол л /rn мост обратного тока связан с шинами цепи питания через стабилитроны, шунтированные управляемыми ключами, а один из свободных концов обмотки подключен к выходу (m +1)-й ветви моста.

204

1 1156

Изобретение относится к электро- . технике, в частности к регулируемым двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией вентильных электродвигателей (ВД). 5

Широкое применение в различных областях техники нашли ВД с возбуждением от постоянных магнитов и коммутацией тока в обмотках с помощью транзисторных или тиристорных си- 10 ловых ключей, управляемых от сигналов датчика положения ротора {ДПР) .

Они используются в качестве исполнительных органов систем автоматики, моментных и тяговых двигателей f5 вследствие высоких массогабаритных показателей, регулировочных свойств и высокой экономичности.

Известны электродвигатели с однополупериодным коммутатором, состоя- 2п, щим из двух ячеек, выполненных с возможностью их последовательного и параллельного соединения для регулирования скорости вращения P1) .

Такие электродвигатели. имеют слож-25 ,ную электрическую схему переключения.

Известны также ВД с трехфазной лучевой обмоткой, присоединенной к мостовой трехфазной схеме .силовых ключей, параллельно которым подклю чен трехфазный диодный выпрямительный мост обратного тока L2$ . — Регулирование скорости указанных двигателей может осуществляться с высокими энергетическими показателя- 35 ми в относительно небольшом диапазоне частот вращения.

Кроме того, без специальных схем невозможно осуществить возврат в сеть энергии,: накопленной во вращающихся элементах нагрузки.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования мощности и снижение энергопотребления.

Поставленная цель достигается тем, 5 что вентильный электродвигатель, содержащий ротор,. статор с М -секционной обмоткой якоря, подключенной к выходу мостового коммутатора с мостом обратного тока, снабжен дополнительно стабилитронами и управляемыми ключами, коммутатор содержит е + 1 ветвей, обмотка якоря выполнена разомкнутой, секции обмотки соединены последовательно и сдвинуты 55 одна относительно другой на угол

К/А, мост обратного тока связан с шинами цепи питания через стабилитроны, шунтированные управляемыми ключами, а один из свободных концов обмотки якоря подключен к выходу (en+1.)-й ветви моста.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 — схема обмотки двигателя (м -3); на фиг. 3 — векторная диаграмма ЗДС обмоток двигателя.

Разомкнутая обмотка предлагаемого двигателя содержит. п последовательно соединенных секций. Секции 1, 2 и 3 присоединены к мостовому коммутатору, собранному из силовых ключей

4-11, которые подключают их к шинам источника 12 питания. К секциям присоединен также собранный на диодах

13-20 выпрямительный мост обратного тока, подключенный к шинам источника питания через стабилитроны 21 и 22, шунтированные управляемыми ключами 23 и 24. Силовые ключи управляются схемой, к входу которой подведены сигналы ДПР и команды управления.

Углы открытого состояния ключей

ВД составляют эл.град. При

7 м этом секции двигателя (фиг. 1) поочередно подключаются к шинам источника питания.

Ограниченный диапазон регулирования скорости двигателя-прототипа обусловлено тем, что он имеет одну скорость холостого хода при постоянном напряжении аккумулятора. Предлагаемый ВД может работать как в режиме коммутации каждой секции, так и в режиме поочередной коммутации двух смежных секций и иметь две различные скорости холостого хода, отличающиеся в 1,73 раза. Эта особенность двигателя существенно расширяет диапазон регулирования его .скорости. Кроме того, эта особенность позволяет снж ить энергопотребление при разгоне инерционной нагрузки (например, маховика) до максимальной скорости, осуществляя двухступенчатый разгон ее. Напряжение на выходе диодного выпрямительного моста ВД после разгона инерционной нагрузки вдвое превышает

ЗДС одной секции. Векторная диаграмма ЭДС двигателя, изображенная на фиг..3, поясняет это обстоятельство.

Здесь модуль суммы ЗДС обмотки двигателя Ед вдвое больше модуля ЭДС каждой из секций Е», Е, При .разгоне нагрузки до максимальной

Составитель А.Санталов

Редактор M.Бандура Техред А.Кикемеэей Корректор И.Эрдейи

Заказ 3191/52

Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г; ужгород, ул. Проектная, 4 скорости ЭДС секции примерно равна напряжению аккумуляторной батареи.

Наличие в двигателе вдвое большего выпрямленного напряжения позволяет производить рекуперативное торможение нагрузки, при котором запасенная в ней кинетическая энергия возвращается в аккумулятор. Во время такого торможения закрыты силовые ключи

4-11 коммутатора и открыты управляемые ключи 23 и 24. В источник возвращается ф запасенной в нагруз ке энергии, так как ее возврат осу" ществляется до скорости, равной половине скорости холостого хода.

Стабилитроны 21 и 22 служат для замыкания на аккумулятор экстрато, ков, возникающих при коммутации обмотки двигателя и импульсном регулировании развиваемого им момента.

156204 4

С их помощью в аккумулятор возвращается энергия, занасаемая в индуктивностях секций двигателя;

Таким образом, двигатель имеет две существенно различные скорости холостого хода, что расширяет диапазон регулирования его скорости в

1,73 раза. Он отличается пониженным энергопотреблением, достигаемым за

10 счет осуществления им двухступенчатого разгона инерционной нагрузки и ее рекуперативного торможения, прй котором в источник питания возвращается 3/4 кинетической энергии, запасенной в нагрузке.

ВД может применяться в качестве моментного двигателя, исполнительного органа автоматических систем и в экономичных приводах инерционных нагрузок.