Высокоскоростной вентильный электродвигатель

Высокоскоростной вентильный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ по авт. -св. № 1197018, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь, цепь питания усилителей-формирователей снабжена коммутирующим элементом, управляющий вход которого соединен с выходом устройства переключения режима работы. 2.Электродвигатель по п,1, о т личающийся тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде одноканального реле, а параллельно ему подключен резистор. 3.Электродвигатель по п.1, отличающий ся тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде двухпозиционного реле, а источник питания выполнен с двумя выходами на различное напряжение, которые соедис 5S нены с каналами указанного реле. (Л ГЧ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1270845

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1197018 (21) 3594214/24-07 (22) 01.06.83 (46) 15.11.86. Бюл, ¹ 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (72) Н.П.Адволоткин, И.Е.Овчинников, А.В.Шабанов и А.Ю.Янковский (53) 621.313. 13.014. 2: 621.382 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1197018, кл. Н 02 К 29/02, 1981. (54) (57) 1. ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ по авт..св. № 1197018, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь, цепь питания усилителей-формирователей снабжена коммутирующим элементом, управляющий вход которого соединен с выходом устройства переключения режима работы.

2 ° Электродвигатель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде одноканального реле, а параллельно ему подключен резистор °

3. Электродвигатель по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что комму. тирующий элемент выполнен в виде двухпозиционного реле, а источник питания выполнен с двумя выходами на различное напряжение, которые соединены с каналами указанного реле.

1270845

50 ф !зобретение Относится к эле;:грпт6- :н:.Iк ., B. НменнО к БысОкОскОpc - ТHы -1 вентильным электродзигателям, и может быть использовано в приводах высокооборотных механизмов, таких как компрессоры, насосы, центрифуги и другие устройства.

По основному авт. св. Р 1197018 известен высокоскоростной вентильный электродвигатель, содержащий индуктОр якОрь с мнОГОфззнОи Обмоткои от каждой фазы которой выполнены отводы, датчик положения ротора, тиристорный коммутатор, через который к источнику питания подключена якорная обмотка.„ дополнительный коммутатор, через который к источнику питания подключены отводы якорной обмотки и каждый ключ которого состоит из последовательно соединенных вспомогательного тиристора и транзистора.

Двигатель содержит также систему управления, включающую в себя усилители-формирователи, устройство переключения режима работы и распределители управляющих импульсов, один вход коTopb1x соединен с Выходом датчика по ложения ротора, другой — с устройством переключения режима работы, а выходь через усилители-формирователи-. с управляющими цепями силовых ключей обоих коммутаторов.

Недостатком известного электродви-" гателя являются существенные потери в элементах коммутатора, обусловленные тем, что после перехода на работу с ОснОвным, тиристорным, коммутатОром в управляющих цепях силовых тран-зисторов рассеивается мощность, требуемая для их работы с максимальным коллекторным током. Поскольку основным режимом работы двигателя является режим работы с тиристорным коммутатором, в управляющих цепях силовьи: ти= ристоров выделяются большие суммарные потери, что снижает экономичность ра" боты схемы и КПД электродвигателя в целом.

Цель изобретения — снижение потерь в электродвигателе.

Указанная цель достигается тем, что в высокоскоростном вентильном электродвигателе цепь питания усилителей-формирователей снабжена кож утирующим элементом, причем управляющий вход коммутирующего элемента соединен с выходом устройства переключения режима работы.

Кроме того„ коммутирующий элемент может быть зыпОлнен з БиДе ОДнОка нального реле, а параллельно ему подключен резистор.

Коммутирующий элемент может быть выполнен в виде двухпозиционного реле, а источник питания — с двумя выходами на различные напряжения, соединенными с ка.налами реле.

10 На фиг.1 представлена принципиальная схема высокоскоростного вентильного электродвигателя, на фиг.2 и

3 — усилитель-формирователь, примеры исполнения.

15 Вентильный электродвигатель (фиг,1) содержит мостовой тиристорный коммутатор 1 с. силовыми ключами 2-7, через которые соединены с источником

8 питания фазы 9-11 трехфазной ста20 торной обмотки, имеющей отводы 12-14.

Параллельно тиристорному коммутатору подключен дополнительный коммутатор

15 с силовыми ключами 16-21, каждый из которых, например ключ 16, состоит

25 из последовательно соединенных тиристора 22 и транзистора 23, шунтированных в обратном направлении диодом 24.

Через силовые ключ 16-2 1 коммутатора

15 соединены с источником 8 питания

30 отводы 12-14 статорной обмотки. Силовые ключи коммутаторов 1 и 15, через которые соединена с источником 8 пи- тания одна и та же фаза статорной обмотки, своими управляющими цепями

З5 связаны с одними и теми же распределителями управляющих импульсов. Так, силовые ключи 2 и 16, соединенные с фазой 9 и отводом 12, управляющими цецепями своих элементов соединены че40 рез усилители-формирователи 25-27 с распределителем 28 управляющих импульсов (распределители управляющих импульсов с соответствующими усилителями-формирователями остальных ключей 5 не показаны). Каждый распределитель

28 управляющих импульсов 28 соединен своими входами с датчиком 29 положения ротора и устройством 30 переключения режима работы, В отличие от прототипа усилительформирователь 27, соединенный своим входом 31 с распределителем 28 управляющих импульсов и выходом 32 с управляющей цепью транзистора 23, содержит дополнительно управляющий вход

33, соединенный с устройством 30 переключения режима работы.

70845 4 транзистора 23 в режиме насыщения при максимальном коллекторном токе.

Параметры усилителя-формирователя

27 принимаются такими, чтобы обеспечить требуемый ток в базовой цепи силового транзистора 23, который рассчитывается исходя из условия работы

3 12

Согласно схеме на фиг,2 усилительформирователь 27 содержит источник 34 питания и усилительный элемент 35, в качестве ко орого, например, может быть использован транзистор 36. В отличие от прототипа дополнительно в цепь питания усилительного элемента

35 включен последовательно коммутиру— ющий элемент 37, управляющий вход 33 которого соединен с устройством 30 переключения режима работы. Параллельно коммутирующему элементу 37 подключен резистор 38.

В схеме усилителя-формирователя 27 по фиг.3 источник 34 питания имеет два выхода 39 и. 40, отличающиеся друг от друга значением выходного напряжения, Коммутирующий элемент 37 выполнен в виде двухпозиционного реле с входами 41 и 42, подключенными к источнику 34 питания.

Электродвигатель работает следующим образом.

Пуск электродвигателя производится при работе его в режиме искусственной коммутации на пониженном напряжении питания. При отсутствии сигнала с устройства 30 переключения режима работы 30 отпирающие сигналы с распределителей управляющих импульсов, например с распределителя 28 управляющих импульсов, поступают только на транзистор 23 и тиристор 22. При этом тиристор 2 2 находится в отпертом состбянии в течение всего периода работы двигателя в режиме искусственной коммутации, а транзистор 23 отпирается только при поступлении на вход распределителя управляющих импульсов сигнала с датчика 29 положения ротора. Таким образом, режим искусственной коммутации характеризуется запертым состоянием силовых тиристоров коммутатора 1, отпертым состоянием

1гиристоров коммутатора 15 и коммутацией части статорной обмотки, осуществляемой через отводы 12-14 с помощью транзисторов коммутатора 15..

Значение напряжения питания, плавно возрастающего с повышением частоты вращения, не должно при этом превышать максимально допустимого для транзисторов напряжения.

По достижении двигателем частоты вращения, составляющей 0,1-0,2 значения номинальной частоты, осуществля-. ется переход на режим работы с естественной коммутацией. Для этого с устройства 30 переключения режима работы подается сигнал на распределители управляющих импульсов, в результате чего запираются тиристоры коммутатора

15, отпираются на весь период работы в режиме естественной коммутации транзисторы коммутатора 15, а переключение обмотки осуществляется силовыми тиристорами коммутатора 1, .отпираемыми при поступлении сигнала с датчика 29 положения ротора.

С целью уменьшения мощности, рассеиваемой в базовых цепях транзисторов 23, при переходе двигателя на режим работы с естественной коммутацией с помощью коммутирующих элементов 37 обеспечивается снижение выходной мощности усилителей-формирователей 27.

В схеме по фиг.2 это достигается путем размыкания цепи коммутирующего элемента 37, переключающего по сигналу с устройства 30 переключения режима работы цепь питания усилительного элемента 35 на пониженное напряжение питания, например с выхода 40 на выход 39.

Значение тока в базовой цепи транзисторов 23 при работе двигателя в режиме естественной коммутации определяется исходя из условия работы транзисторов 23 в режиме насыщения при токе коллектора, незначительно превосходящем ток утечки вспомогательного тиристора 22 ° Это необходимо для исключения перенапряжений, которые имеют место при запертых транзисторах.

Учитывая, что ток утечки тиристоров обычно не превосходит 0,05-0,1 А, а коэффициент усиления по току мощных транзисторов, например ТК-100, равен примерно четырем, ток в базовой цепи транзисторов не превышает 0,025 А, т.е. мощность в цепи управления .силовым транзистором 23 в соответствии с изобретением уменьшается примерно в

400-800 раз при переходе с режима искусственной коммутации на режим естественной коммутации.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого вентипьного

ФигЗ

Составитель А.Санталов

Техред Л.Олейник Корректор В.Бутяга

Редактор А.Огар

Заказ 6250/55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, 3 1270845 Ф электродвигателя заключается в умень- троэнергии, повышение КПД двигателя шении потерь в управляющих цепях си- и надежность коммутатора за счет сниловых транзисторов при работе двига- жения тепловых нагрузок в уптеля в режиме естественной коммута- равляющих цепях силовых транции, что обеспечивает. экономию элек- g зистаров °