Вентильный электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике.По основному авт. св.550734 известен вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секции обмотки якоря которой, сдвинутые между собой на 90 эл, градусов, соединены параллельно и подключены к цепи питания через ключи коммутатора, управляющие цепи которых соединены с выходными зажимами датчика положения ротора и вольтодобавочный дроссель с секционированной обмоткой, соединенной своими концами с общими точками сдвинутых на 180 эл. градусов секций, а общей точкой последовательно соединенных секций дросселя - с цепью питания 1.Недостатками этого вентильного электродвигателя являются повышенные потери энергии и пониженная надежность при использовании устройств защиты транзисторов коммутатора от коммутационных перенапряжений. Объясняется это тем, что энергия, накопленная в индуктивности работающих секций, при их отключении практичеки полностью рассеивается на активном сопротивлении секции и в элементах защиты, а напряжение на запираемых транзисторах превышает сумму напряжения источника питания и амплитудного значения ЭДС в секции при максимальной скорости вращения двигателя.Цель изобретения - улучшение энергетических гоказателей и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что вентильный электродвигатель снабжен диодами и транзисторным ключом, концы и общая точка обмотки дросселя соединены между собой через диоды и транзисторный ключ, управляющий вход которого подсоединен к измерителю ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки двигателя.Измеритсль ЭДС самоиндукции выполнен в виде токового трансформатора, первичная обмотка которого включена в цепь между одним из зажимов источника питания и общей точкой секций обмотки дросселя, а его вторичная обмотка подсоединена к входу транзисторного ключа,На фиг. 1 изображена электрическая схема электродвигателя; на фиг. 2 - электрическая схема электродвигателя с измерителем ЭДС самоиндукции. Электродвигатель содержит секции 1 - 4 якорной обмотки, транзисторы 5 - 8 полупроводникового коммутатора, секции 9 и 10 вольтодобавочного дросселя 1, датчик 12 положения ротора, диоды 3 и 14 и транзисторный ключ 15 устройства зашиты, измеритель 16 ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки вентильного электродвигателя. Питание его осуществляется от источника 17 постоянного напряжения. Пары секций 1 и 2, 3 и 4, сдвинутыемежду собой в расточке статора на 90 эл.градусов, через транзисторы 5 и 6, 7 и 8 и секции 9 и 10 вольтодобавочного дросселя 11 подключены к зажимам источника 17 питания.Секции 1 и 2 уложены в одних и тех жепазах якоря вентильного электродвигателя, чем обеспечивается максимальная величина коэффициента взаимоиндукции между ними.К транзисторам 5 и 6 секции 1 и 2 подключены противоположными выводными концами, поэтому ЭДС в них при работе двигателя сдвинуты между собой на 180 эл. градусов.Аналогично выполнены и секции 3 и 4.15Управление транзисторами 5 - 8 осуществляется по сигналам датчика положения ротора. Диоды 13 и 14 совместно с транзистором 15 и измерителем 16 ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки ВД образуют устройство защиты 20 транзисторов полупроводникового коммутатора от коммутационных перенапряжений.На фиг. 2 измеритель 16 ЭДС самоиндукции выполнен в виде токового трансформатора, первичная обмотка 18 которого включена между общей точкой секций воль тодобавочного дросселя 11 и зажимом источника 17 питания, а вторичная обмотка 19 подключена к входу транзистора 15.При подключении вентильного электродвигателя к источнику 17 питания транзисторы 5 - 8 по сигналам датчика 12 положения ротора начинают коммутировать токи в секциях 1 - 4 якорной обмотки двигателя.При этом транзисторы 5 и 6, 7 и 8 переключаются в противофазе, находясь каждый во включенном состоянии на протяжении полупериода выходного сигнала датчика положения ротора.Таким образом в каждый момент времениток протекает по двум секциям, одна из которых находится в одной, а другая в другой паре секций, сдвинутых между 40 собой на 90 эл. градусов.В результате взаимодействия тока секций с полем индуктора ротор двигателя начинает вращаться. В момент переключения транзисторов одной из пар секций, например транзистор 5 закрывается, а транзистор 6 открывается, в секции 1 якорной обмотки возникает ЭДС самоиндукции с полярностью, показанной на фиг. 1 и 2. Так как секция 2 уложена в тех же пазах, что и секция 1, то в ней будет индуктироваться 5 О ЭДС взаимоиндукции практически такой жевеличины, как и в секции 1, но с обратной полярностью см. фиг. 1, 2).Измеритель ЭДС самоиндукции 16 обеспечивает отпирание в этот момент транзистора 15 устройства защиты и шунтирование 55 обмотки дросселя 11. Поэтому под действиемЭДС взаимоиндукции секции 2 ток течет по цепи: транзистор 6, работающий в инверсном режиме (при необходимости можно1029347 2.2 СоставительТехред И. ВеТираж 687Государственнелам изобретенсква, Ж - 35,Патент, г. У А. Санталрес вКорректор .Подписноеета СССРкрытийнаб., д. 4/5л. Проектная едактор И. Касардааказ 4997/55ВН Бокшан ИИП по 113035, М филиал ПППого коми ий и от Раушская жгород, у подключить параллельно переходу транзисторов 5 в ,8 диоды рекуперации), открытый транзистор 7 (8), секция 3 (4) двигателя, обмотка 10 дросселя 11, транзистор 15 и диод 13 устройства защиты и отрицательный зажим секции 2. Энергия, запасенная в кндуктивности секции 1 при протекании по ней рабочего тока вентильного электродвигателя полезно используется для создания электромагнитного момента двигателя, а напряжение на коллектор-эмиттерном пере ходе запираемого транзистора 5 не превышает значения1-1 кз 4 в 21-1+ Игде 1/ - яапряжение источника питания;1 - ток, вызванный ЭДС самоиндукции; 15 К - активное сопротивление контура,по которому протекает ток 1 .Вентильный электродвигатель работает следующим образом. Если транзистор 5 открыт, то по обмотке 18 токового трансформатора 16 протекает рабочийток двигателя. При запирании транзистора 5 по сигналу датчика положения ротора ток, протекающий в обмотке 18 скачком, уменьшается. В обмотках 18 и 9 возникает ЭДС самоиндукции с полярностью, показанной на фиг. 2. Транзистор. 15 открывается и пропускает через себя ток 11, вызванный ЭДС самоиндукции секции 1.При каждом следующем переключении очередного транзистора коммутатора процессы в схеме повторяются аналогично.По сравнению с известными вентильными электродвигателями, в которых использована защита транзисторов коммутатора на основе стабилитронов или КС-цепочек, в предлагаемом двигателе существенно уменьшается доля энергии, рассеиваемой в его элементах.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает полезное использование энергии, накопленной в индуктивности секций якорной обмотки вентильного электродвигателя для создания электромагнитного момента двигателя и повышает его надежность за счет уменьшения напряжения на коллектор-эмиттерных переходах выключаемых транзисторов.