Вентильный электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО,4(511 Н 02 К 29/06 мНОй"- Л ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕПЬСТВУ ТОРСНОМ 7 Ви А.учноэлек Новицкийисследоваомашино 21.382(088.8тельство СССР.2 2 К 2 И,Е., гател197 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Всесоюзный нтельский институтстроения(54)(57) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛ содержащий ротор, статор с 1 в -секционной обмоткой якоря, подключенно к выходу мостового коммутатора смостом обратного тока, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона .регулированиямощности и снижения энергопотребления, он снабжен дополнительно стабилитронами и управляемыми ключами,коммутатор содержит ю +1 ветвей,обмотка якоря выполнена разомкнутойсекции обмотки соединены последовательно и сдвинуты одна относительнодругой на угол л /л 1, мост обратного тока связан с шинами цепи питания через стабилитроны, шунтированные управляемыми ключами, а одиниз свободных концов обмотки подключен к выходу (уп +1)-й ветви моста.204 1 1156Изобретение относится к электро-технике, в частности к регулируемым двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией вентильных электродвигателей (ВД). 5Широкое применение в различных областях техники нашли ВД с возбуждением от постоянных магнитов и коммутацией тока в обмотках с помощью транзисторных или тиристорных си ловых ключей, управляемых от сигналов датчика положения ротора (ДПР) . Они используются в качестве исполнительных органов систем автоматики, моментных и тяговых двигателей 15 вследствие высоких массогабаритных показателей, регулировочных свойств и высокой экономичности.Известны электродвигатели с однополупериодным коммутатором, состоя, щим из двух ячеек, выполненных с возможностью их последовательного и параллельного соединения для регулирования скорости вращения 11.Такие электродвигатели имеют слож 25 ,ную электрическую схему переключения. Известны также ВД с трехфазнойлучевой обмоткой, присоединенной кмостовой трехфазной схеме .силовыхключей, параллельно которым подключен трехфазный диодный выпрямительныймост обратного тока 2 .- Регулирование скорости указанныхдвигателей может осуществляться свысокими энергетическими показателями в относительно небольшом диапазоне частот вращения,Кроме того, без специальных схемневозможно осуществить возврат в сетьэнергии, накопленной во вращающихся 40элементах нагрузки,Целью изобретения является расширение диапазона регулирования мощности и снижение энергопотребления.Поставленная цель достигается тем,ф 5что вентильный электродвигатель,содержащий ротор,. статор с М -секционной обмоткой якоря, подключеннойк выходу мостового коммутатора смостом обратного тока, снабжен дополнительно стабилитронами и управляемыми ключами, коммутатор содержит п 1 +1 ветвей, обмотка якоря выполнена разомкнутой, секции обмоткисоединены последовательно и сдвинуты 55одна относительно другой на уголЬ /п 1, мост обратного тока связанс шинами цепи питания через стабилитроны, шунтированные управляемыми ключами, а один из свободных концов обмотки якоря подключен к выходу (,я+1.)-й ветви моста.На фиг. 1 изображена схема предлагаемого двигателя, на фиг. 2 - схема обмотки двигателя (и -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. При3607 мэтом секции двигателя (фиг. 1) поочередно подключаются к шинам источника питания. Ограниченный диапазон регулирования скорости двигателя-прототипаобусловлено тем, что он имеет однускорость холостого хода при постоянном напряжении аккумулятора, Предлагаемый ВД может работать как врежиме коммутации каждой секции,так и в режиме поочередной коммутации двух смежных секций и иметьдве различные скорости холостогохода, отличающиеся в 1,73 раза. Этаособенность двигателя существеннорасширяет диапазон регулированияего .скорости. Кроме того, эта особенность позволяет снжить энергопотребление при разгоне инерционнойнагрузки (например, маховика) домаксимальной скорости, осуществляядвухступенчатый разгон ее, Напряжение на выходе диодного выпрямительного моста ВД после разгона инерционной нагрузки вдвое превышаетЗДС одной секции, Векторная диаграмма ЭДС двигателя, изображенная нафиг 3, поясняет это обстоятельство.Здесь модуль суммы ЗДС обмотки двигателя Ед вдвое больше модуля ЭДСкаждой из секций Е, Е,При .разгоне нагрузки до максимальнойЕ Фйг з Составитель А.СанталовРедактор М.Бандура Техред А,Кикемеэей Корректор И Эрдей аказ 3191/52 Тираж 646 ВНИИПИ Государстве по делам изобр 113035, Москва, Ж Под нного комитета ССС етений и открытий 35, Раушская наб.,испо 4/5 Патент", г; Ужгород, ул. Проектная,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 4С их помощью в аккумулятор возвращается энергия, занасаемая в индуктивностях секций двигателя;Таким образом, двигатель имеетдве существенно различные скоростихолостого хода, что расширяет диапазон регулирования его скорости в1,73 раза, Он отличается пониженнымэнергопотреблением, достигаемым за10 счет осуществления им двухступенчатого разгона инерционной нагрузкии ее рекуперативного торможения,прй котором в источник питаниявозвращается 3/4 кинетической энергии, запасенной в нагрузке,ВД может применяться в качествемоментного двигателя, исполнительного органа автоматических систем и вэкономичных приводах инерционныхнагрузок.