Вентильный электродвигатель

(51)5 Н 02 К 2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕНИ К АВТ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Шеленок и А,В.ЯкуЛебедев Н,Н. Бесостоянного тока автв, М-Л., Энергия,льство ССС9/00, 1980.льство ССС9/00. 1981. Л Е КТ РОДЯ И ГАТЕЛ Ь в электроприводах с рукцией исполнительсть изобретения: венатель содержит синЬНЫИ Эование:ой констля. Сущноктродвиг(54) ВЕНТИ (57) Испол бесконтакт НОГО ДВИГдт тильный эл О(56) Овчинников И.Е,контактные двигателитоматических устрой1966, с.13.Авторское св детеМ 767909, кл. Н 02 К 2Авторское свидетейг 886160, кл, Н 02 К 2 хронную машину с многофазной обмоткой 1 - 4 якоря, индуктора 5 и коммутатора на тиристорах б - 9. Катоды тиристоров с каналом фаз якорной обмотки соединены через диоды 10 - 13. Делители напряжения выполнены на резисторах 14-17 и конденсаторах 18 - 21 соответственно, Конденсаторы 18-21 зашунтированы соответствующими диода-ми 22-25. Управляющие электроды тиристоров б - 9 соединены со средними точками делителей черэз динисторы 26 - 29. Катоды тиристоров 7 и 9, а также б и 8 связаны через соответствующие коммутирующие конденсаторы 30. Катоды тиристоров б - 9 связаны с общей точкой т-фазной обмотки якоря через резисторы 32 - 35. Управляющий электрод тиристора б соединен с положительным зажимом источника питания через резистор 36 и конденсатор 37. 1 ил.50 ристора подключен к резистивному выводу. 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с бесконтактной конструкцией исполнительного двигателя, широко применяемым в устройствах автоматики,Известны бесконтактные двигатели, которые конструктивно выполнены в виде синхронного двигателя, трансформаторного датчика положения ротора и транзисторного коммутатора,Недостатком данной конструкции является наличие датчика положения ротора, усложняющего двигатель, увеличивающего вес и энергоемкость устройства, требующего дополнительный источник высокой частоты.Известны такке вентильные электродвигатели в которых роль датчика положения ротора выполняет сам якорь, содеркащий в-фазную обмотку, секции;оторой соединены с выходом коммутатс ра, выполненногов виде тиристорного инвертора с отсекающими диодами и нагрузкой в катодных цепях тиристоров, и управляющий трансформатор,Недостатком таких двигателей является наличие трансформатора, дополнительной обмотки возбуждения и источника переменного тока, что приводит к усложнению конструкции электродвигателя, г,овышению его массы и габаритов,Наиболее близким к предлагаемому является электродвигатель, в котором имеется тиристорный коммутатор, содержащий делитель напряжения, переключающие герконы, включенные в цепи управления тиристоров, и щ-фазная синхронная машина,Наличие переключающих герконов снижает надежность схемы, а включение делителя параллельно фазам синхронной машины требует включения в схему конденсаторов большой емкости и обусловливает повышение энергопотребления на управле-ние коммутацией,Цель изобретения - упрощение, повышение надежности и уменьшение энергопотребления электродвигателя,Поставленная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе. содержащем и-фазную обмотку статора с заземленной нейтралью, индуктор и коммутатор с делителями напряжения, составленными из последовательно соединенных резистора и конденсатора, в котором катод каждого тиделителя и через согласно включенный диод связан с началом коммутируемой им Фазы, катоды тиристоров, включенных в противоположные фазы, связаны через коммутирукщие конденсэторьь управляющий 5 10 15 20 25 30 35 электрод одного из тиристоров связан с положительным зажимом источника питания через последовательно соединенные резистор и конденсатор, а управляющий электрод каждого тиристора связан с катодом соответствующего порогового элемента, согласно изобретению емкостн ый вывод делителя коммутатора соединен с началом смежной, например, в направлении часовой стрелки по отношению к коммутируемой, фазы и введены четыре шунтирующих конденсаторы делителя диода, включенных в проводящем направлении, четыре рези.- стора, включенных между катодом каждого тиристора и отрицательным зажимом источника питания, причем упомянутые пороговые элементы выполнены в виде динисторов, аноды которых подключены к средней точке соответствующих деталей.Подключение емкостных выводов делителй к началам соответствующих фаз и введение в схему коммутатора динисторов позволяет снизить энергопотребление по цепям управления при одновременном значительном уменьшении установленной мощности элементов делителй напрякения, Кроме того, использование в качестве пороговых элементов динисторов в совокупности с дополнитель.о введенными диодами и резисторами обеспечивает автоматический переход двигагеля из режима разгона к режиму самосинхронизации. При этом не требуются дополнительные коммутационные контактные элементы, а предлагаемая схема вентильного двигателя отличается более высокой надежностью и конструктивно проще, чем прототип,На чертеже представлена схема предлагаемого вентильного электродвигателя,Вентильный электродвигатель состоит из синхронной машины с многофазной обмоткой якоря (фазы 1 - 4), индуктора 5 и коммутатора на тиристорах 6-9. Катоды тиристоров с началами фаз якорей обмотки соединены диодами 10 - 13. Делители напряжения выполнены на резисторах 14 - 17 и кэнденса горах 18-21, Причем конденсаторы зашунтированы диодами 22 - 25, Управляющие электроды тиристоров б, соединены со средними точками делителей через динисторы 2 б - 29, В схеме имеются коммутирующие конденсаторы 30 - 31. Катоды тиристоров соединены с общей точкой гп-фазной обмотки якоря резисторами 32 - 35. Управляющий электрод тиристора б соединен с положительным закимом источника питания через резистор 36 и конденсатор 37,Вентильный двигатель работает следующим образом.5 10 15 2025 30 35 40 45 50 55 При подключении к источнику питания постоянного тока происходит отпирание тиристора 6 по цепи "+" источника, конденсатор 37, резистор 36, управляющий электрод тиристора 6, резистор 32, "-" источника питания. Напряжение источника прикладывается к фазе 1 якоря синхронной машины через диод 10 и к делителю напряжения, состоящему из резистора 14 и конденсатора 18. В фазе 1 появляется ток, конденсатор 18 начинает заряжаться. Взаимодействие тока в фазе 1 с магнитным потоком индуктора создает статический момент, По достижении напряжением на конденсаторе достаточного для отпирания динистора 26, последний отпирается и в цепи управляющего электрода тиристора 7 появляется ток, значение которого определяется величиной напряжения на обкладках конденсатора 18 и сопротивлениями динистора 26, управляющего электрода тиристора 7 и диода 11. Поскольку эти сопротивления незначительны, то даже при малойемкости конденсатора 18 энергии оказывается достаточно для поддержания требуемого по величине тока управления в течение времени отпирания тиристора 7. Тиристор 7 отпирается, в фазе 2 появляется ток, взаимодействие которого с магнитным потоком индуктора 5 создает вращающий момент против часовой стрелки, что приводит к повороту ротора двигателя, Через открытый тиристор 7, резистор 15, фазу 3 происходит заряд конденсатора 19. КаКтолько напряжение на конденсаторе 19 достигнет величины отпирания динистора 27, динистор 27 отпирается и конденсатор 19, разряжаясь через управляющий электрод тиристора 8, создает ток управления в тиристоре 8. Тиристор 8 отпирается, а тири- стор 6 с помощью коммутирующего конденсатора 31 запирается, В фазе 3 появляется ток, Это приводит к дальнейшему повороту ротора против часовой стрелки,Аналогично присходит подключение под напряжение фазы 4 и осуществляется непрерывное вращение ротора, В фазах наводится ЭДС, которая способствует на этапе разгона двигателя улучшению условий коммутации. При этом к управляющему электроду соответствующего тиристора прикладывается напряжение конденсатора делителя и ЭДС коммутируемой фазы, Как только ЭДС достигает величины достаточной для отпирания динисторов, то в этом случае практически управление коммутацией осуществляется за счет ЭДС фаз обмотки якоря, который теперь выполняет функцию датчика положения ротора. Предположим, что в рассматриваемый момент времени включен тиристор 9, а ЭДС вращения в фазе 1 обеспечивает отпирание тиристора 6, т.к. имеет достаточно большое значение и прикладывается к управляющему электроду этого тиристора по цепи "+" ЭДС, диод 25, динистор 29, управляющий электрод тиристора 6, резистор 32, "-" ЭДС фазы 1. Ток, появившийся в фазе 1, взаимодействует с магнитным потоком индуктора, создает момент, способствующий вращению ротора двигателя против часовой стрелки, ЭДС наводится в фазе 2 и приводит к отпиранию тиристора 7, выключению тиристора 9 и появвению тока в фазе 2 и т.д.Исключение из схемы вентильного двигателя герконов упрощает схему и повышает ее надежность. Что касается использования динисторов в цепи управления и включения делителей напряжения по предлагаемой схеме, то это обеспечивает уменьшение энергопотребления, упрощение конструкции и массы двигателя в целом.Формула изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий в-фазную лучевую обмотку статора с заземленной нейтралыо, индуктор и коммутатор с делителями напряжения, состав. ленными из пОследовательно соединенных резистора, конденсатора, в котором катод каждого тиристора подключен к резистивному выводу делителя и через согласно включенный диод связан с началом коммутируемой им фазы, катоды тиристоров, включенных в противоположные фазы, связаны через коммутирующие конденсаторы, управляющий электрод одного из тиристоров связан с положительным зажимом источника питания через последовательно соединенные резистор и конденсатор, а управляющий электрод какдого тиристора связан с катодом соответствующего пороговогоэлемента, отл и ча ю щи йс я тем, что, с целью упрощения, повышения надекности и уменьшения энергопотребления, емкостный вывод делителя коммутатора соединен с началом смежной, например в направлении часовой стрелки по отношению к коммутируемой фазы и введены четыре шунтирующих конденсаторы делителя диода, включенных в проводящем направлении, четыре резистора, включенных между катодом каждого тиристора и отрицательным зажимом источника питания, причем упомянутые пороговые элементы выполнены в виде динисторов, аноды которых подключены к средней точке соответствующих дели;елей,Ф