Регулируемый вентильный электродвигатель

Регулируемый вентильный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЭТОУСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<аа> 86444S

* .г" г (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 040779 (21) 2791516/24-07 с присоединением заявки1е7(23) Приоритет

Опубликовано 15,09,81. Бюллетень 89 34

Дата опубликования описания 150981 (Я) . x .

Н 02 К 29/00

Госуяарстаенный коинтет

СССР по аелам изобретений н открытнй (53) УДК 621. 313.13. .014.2:621. .382(088.8) 1 ков" (72) Авторы изобретения

A.Ã. Бабак, A.È. Бертинов, Н.И. Кул и С.Д. Попов (71) Заявитель и нс1итут-.

Московский ордена Ленина авиационный им. Серго Орджоникидзе (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электрических машин систем автомати. ки и может найти применение в установках и приборах, требующих высоких динамических свойств при хороших энергетических показателях в широком диапазоне изменения частоты вращения, например в следящих системах с высоким быстродействием.

Известен вентильный электродвигатель, содержащий магнитоэлектрический индуктор, якорь, на магнитопроводе которого расположена п -Фазная якорная обмотка, фазы которой подключены к выходу полупроводнико- 1з вого ксэе утатора, вход которой соединен с выходом датчика положения рото.ра (1) .

Недостатком данного электродвига-! теля, является невозможность обеспе- 20 чения регулирования частоты вращения без дополнительных устройств. Кроме этого, время разгона, определяемое пусковым моментом самого двигателя, не может быть уменьшено. 25

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и решаемой задаче является регулируемый вентильный электродвигатель, содержащий магнитоэлектрический индуктор, на яко-30 ре магнитопровода которого расположена m-Фазная якорная обмотка, Фазы которой подключены к выходу полупроводникового коммутатора, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора и с выходом широтноимпульсного модулятора, вход которого подключен к выходу датчика скорости (23 .

Недостатком данного электродвигателя являются сравнительно низкие энергетические показатели при регу- лировании частоты вращения в широком диапазоне, так как электрический КПД двигателя на малых частотах при ШИМ-управлении имеет низкое значение. В данном двигателе невозможно осуществлять Форсировку времени разгона без дополнительных устройств .

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей и расширение области применения электродвигателей

Поставленная цель достигается тем, что в электродвигатель введены управляющая обмотка, выполненная из четного числа 2 m катушек, m управляемых коммутирующих ключей, m развязывающих вентилей, первый и второй управляющие ключи, регулирующий ключ

864449 и частотный дискриминатор, причем катушки управляющей обмотки объединены попарно и катушки в каждой паре смещены в пространстве одна относительно другой .на некоторый угол для диаметральной обмотки на 180 эл.град. и расположены на спинке магнитопро,вода якоря, при этом точки объединения парных катушек управляющей обмотки подключены к катодам соответствующих развязывающих вентилей, аноды которых объединены и соединены с выходом регулирующего ключа, первые концы первых катушек из каждой пары управляющей обмотки соедийены с катодом первого управляющего ключа и анодом второго управляющего ключа, анод первого и катод второго управляющих ключей подключены к источнику питания, при этом вторые концы вторых катушек из каждой пары управляющей обмотки соединены с анодами соответствующих управляеьих коммутирующих ключей, катоды которых подключены к катоду второго управляющего ключа, а управляющие электроды управляемых коммутирующих ключей первого и второго управляющих ключей соединены с выходом датчика положения ротора через частотный дкскриминатор.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема регулируемого вентильного электродвигателя.

Фазы 1 — 3 якорной обмотки подключены к выходу полупроводникового коммутатора 4, вход которого соединен с выходом многофазного выпрямителя 5, выход управляемого выпрямителя 6 подключен к аноду первого управляющего ключа 7 и к катоду вторсго управляющего ключа 8. Катушки

9 — 14 управляющей обмотки объединены попарно: 9 с .10, 11 с 12, 13 с 14 в точках 15,16,17, которые подключены к катодам соответствующих развязывающих вентилей 18-20, аноды которых соединены с выходом регулирующего ключа 21. Катушки в каждой паре управляющей обмотки разнесены друг относительно друга по расточке якоря на некоторый угол, соответствующий числу пар полюсов магнитоэлектрического индуктора P (при диаметральной обмотке на 180 эл.rpap). Первые концы первых катушек 9,11,13 из каждой пары управляющей обмотки объединены и соединены с катодом первого управляющего ключа 7 .и анодом второго управляющего ключа 8. Вторые концы вторых катушек 10,12,14 из каждой пары управляющей обмотки подключены к анодам управляемых коммутирующих ключей 22-24, катоды которых соединены с катодом второго управляющего ключа 8. Управляющие электроды 25 и

26 ключей 7,8 и управляющие электро. ды 27-29 соединены с датчиком положения ротора 30 через частотный дискриминатор 31. Ротор двигателя 32 имеет связь с датчиком положения ротора 30.

Регулируемый вентильный электро5

В момент пуска электродвигателя с выпрямителя 5 подается напряжение на полупроводниковый коммутатор 4, который управляет протеканием тока в фазах 1-3 якорной обмотки по сигналам с датчика 30. При разгоне двигателя сигнал с частотного дискриминатора 31 закрывает ключ 8, открывает ключ 7 и пропускает сигнал с датчика положения ротора на управляющие электроды 27-29 управляемых коммутирующих ключей 22-24. При этом напряжение с выпрямителя 6 прикладывается к управляющей обмотке и по ее катушкам протекает ток по цепи (для пары катушек 9-10 управляющей обмотки):(+) выпрямителя 6 — ключ 7 — катушка 9 — катушка 10 — управляемый коммутирующий ключ 22-(2) выпрямитель

6 (для случая, когда сигнал с датчика положения ротора открывает ключ

22) ° В моменты, когда будут открыты ключи 23 и 24, цепь протекания тока будет аналогичной. Таким образом, при разгоне двигателя управляющая обмотка работает как дополнительная якорная и в параллель основной.

Ключи 22 — 24 управляются сигналом с датчика положения ротора и выпол— няют при пуске функцию коммутатора.

Катушки управляющей обмотки уложены на спинке магнитопровода якоря как кольцевые обмотки и в каждой паре расположены по расточке якоря со сдвигом на 180 эл.град . при диаметральной обмотке. При этом катушки из каждой пары располагаются в момент их работы под разноименными полюсами индуктора и при указанном .их соединении в схеме при пуске тока в них направлены так, что создаваемые моменты при взаимодействии каждой катушки с магнитным потоком разноименных полюсов складываются. При этом момент двигателя при пуске значительно возрастает, а время разгона двигателя существенно уменьшается.

При достижении двигателем заданной частоты вращения сигнал с дискриминатора 31 закрывает первый управляющий ключ 7, открывает второй управляющий ключ 8 и все управляемые коммутирующие ключи 22-24. При этом ток от выпрямителя б не проходит по катушкам управляющей обмотки. Ток от источника П пр проходит через регулирующий ключ, развязывающие вентили 18-20, переключенные в параллельное соединение катушек 9 и 10,11 и

12,13 и 14, второй управляющий ключ

8, управляемые коммутирующие ключи

22-24.

65 двигатель работает следующим образом.

864449

Формула изобретения

Составитель A. Санталов

Техред Ж. Кастелевич Корректор, А. Ференц

Редактор П. Коссей

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7823/80

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При таком включении катушек управляющей обмотки они не создают вращающего момента, а создаваемое катушками магнитное поле замыкается по магнитопроводу .якоря, насыщая его ярмо.

С помощью ключа 21 можно менять магнитное сопротивление ярма якоря для прохождения основного магнитного потока индуктора, добиваясь при этом изменения механической характеристики двигателя. Данным методом можно осуществлять регулирование частоты вращения двигателя при постоянной выходной мощности с хорошими энергетическими показателями устройства. При этом момент двигателя соз- 15 дается лишь основной якорной обмоткой, а управляющая обмотка используется для регулирования.

Регулируемый вентильный электродвигатель, содержащий магнитоэлектрический индуктор, якорь, на магнитопроводе которого расположена m-фазная якорная обмотка, фазы которой подключены к выходу полупроводникового коммутатора, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и расширения обла.сти применения, в электродвигатель ,введены управляющая обмотка, выпол ненная из четного числа 2 m катушек, 1

m управляемых коммутирующих ключей, m развязывающих вентилей, первый и второй управляющие ключи, регулирующий ключ и частотный дискриминатор, причем катушки управляющей обмотки объединены попарно и катушки в каждой паре смещены в пространстве одна относительно другой на фиксированный угол и расположены на спинке магнитопровода якоря, при этом точки объединения первых катушек управляющей обмотки подключены к катодам развязывающих вентилей, аноды которых объединены и оединены с выходом регулирующего ключа, первые концы первых катушек из каждой пары управляющей обмотки соединены с катодом первого управляющего ключа и анодом второго управляющего ключа, анод первого .и катод второго управляющих ключей подключены к источнику питания, вторые концы вторых катушек из каждой пары управляющей обмотки соединены с анодами управляемых коммутирующих ключей, катоды которых подключены к катоду второго управляю« щего ключа, а управляющие электроды коммутирующих ключей, первого и второго управляющих ключей соединены с выходом датчика положения ротора через частотный дискриминатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 48-22608, кл. 55 С 2, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 341125, кл. Н 02 K 29/02, 1972 °