Вентильный электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 820459 А Н 02 К 29/06 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) РЕТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУг 26114916672(07 .конденсаторы 51, 52 и. резисторы 55, 56.22) 05.03,91 .. Последовательно соедйненные диод 53, 6) 07.06.93. Бюл. % 21конденсатор 51 и последовательно соеди- (72) В.В.Омельченко, С.Г.Арнаут; В.:В.Путин- ненные диод 54, конденсатор 52 включены ков, Г.Б.Михайлов, Е.А.Петров и В;Б,Уваров соответственно между выводами дросселя11 и одним.из зажимов источника 10 йита- (56) Авторское свидетельство СССРния, Диоды 53, 54 эааунтироааны соотве- Ь 1577003, кл. Н 02 К 29(06,1990. ственно реэйсторами 55, 56. Указанные (54) ВЕНТЙЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ элементы позволяют сформировать без- (57) Использование. в вентильном электро- опасные траекторйи выключения транзиприводе. Сущность: в вейтильной электро- сторов мостовых коммутаторов 3, 6; фаз двигатель введены диоды 53, 54, якорриой обмотки синхронной мааийы.1 ил.О.,О ейИзобретение относится к электротехнике, в частности,к вентильным электродвигателям (ВД).Целью изобретения является повышение нагрузочной способности ВД путем формирования безопасных траекторий выключения транзисторных мостовых коммутаторов.На чертеже изображена электрическая схема ВД с мостовыми транзисторными коммутаторами.ВД содержит синхронную машину с первой 1 и второй 2 фазами. Каждая фаза подключена к выходу отдельного коммутатора. Первая 1 фаза подключена к выходу коммутатора 3, выполненного на транзисторах 4 анодной группы и транзисторах 5 катодной группы, а вторая фаза 2 подключена к выходу коммутатора 6, выполненного на транзисторах 7 анодной группы и транзисторах 8 катодной группы. Первый силовой вход каждого коммутатора подключен к первой шине 9 источника 10 питания. Электродвигатель содержит также вольтодобавочный дроссель 11 с двухсекционной обмоткой, общая точка последовательно согласно соединенных секций 12, 13 которой подключена через датчик 14 ЭДС самоиндукции отключаемых секций якорной обмотки ко второй шине 15 источника 10 питания, Вторые выводы секций 12, 13 вольтодобавочного дросселя 11 подключены ко вторым. силовым входам коммутаторов соответственно. Кроме того, вентильный электродвигатель содержит первый 20 и второй 21 дифференцирующий блок, первую 22 и вторую 23 схемы совпадения, первый 16 и второй 17 диоды, каждый из которых первым выводом подключен ко второму выводу одной иэ секций 12, 13 вольтодобавочного дросселя 11, а вторым выводом через силовые выводы соответственно первого 18 и второго 24 транзисторных ключей - ко второй шине 15 источника 10 питания. Управляющие входы первого 18 и второго 24 транзисторных ключей подключены к выходам соответственно первой 22 и , второй 23 схем совпадения, первые входы которых подключены к датчику 14 ЭДС самоиндукции, а вторые их выходы подключены к выходам соответственно первого 20 и второго 21 дифференцирующих блоков, Каждый дифференцирующий блок. включен между второй шиной 15 источника 10 питания и вторым силовым входом соответствующего коммутатора. Управляющие входы коммутаторов подключены к соответствующим выходам ДПР 19, Дифференцирующий блок 20 (21) выполнен на последовательно включенных конденсаторе 25(26) и резисторе 27 (28). вход дифференцирующего блока 20 (21) связан с общей точкой конденсатора 25(26) и резистора 27(28) через стабилитрон 29 (30), Схема совпадения 22 (23) выполнена 5 на транзисторе 31 (32) с соответствующимипассивными элементами 33, 34, 35 (36, 37, 38). Коммутатор 3 включает в себя мост обратного тока на диодах 39, 40, 41 и 42, а коммутатор 6 включает в себя аналогичный 10 мост на диодах 43,44,45 и 46.Дополнительно ВД содержит конденсаторы 51 и 52, диоды 53 и 54, резисторы 55 и 56, Анод диода 53(54) подключен к выводному концу секции 12 (13) вольтодобавочного 15 дросселя 11, конденсатор 51 (52) включенмежду катодом диода 53 (54) и первой шиной 9 источника 10 питания, резистор 55 (56) подключен параллельно диоду 53 (54).ВД работает следующим образом. При 20 подключении электродвигателя к источнику10 питания транзисторы коммутаторов 3, 6 по сигналам ДПР 19 начинают коммутировать токи в фазах 1, 2 якорной обмотки. При этом транзисторы 4.1, 5,1 (4,2, 5,2) и 7.1, 8.1 25 (7.2, 8.2) коммутаторов 3, 6 переключаются впротивофазе, находясь каждый во включенном состоянии на протяжении полупериода выходного сигнала ДПР 19. Таким образом, в каждый момент времени ток протекает по 30 обоим фазам 1, 2, причем в момент коммутации тока в одной фазе, а другой сохраняется прежнее направление тока. В результате взаимодействия тока фаз с полем индуктора ротор двигателя начинает 35 вращаться.Допустим, что сигналами ДПР были открыты транзисторы 4.1, 5.2 коммутатора 3.При поступлении с выхода ДПР сигнала назапирание указанных транзисторов они на чинают закрываться и в фазе 1 возникаетЭДС самоиндукции, которая прикладывается к последовательно включенным диоду 53 и конденсатору 51. Конденсатор 51 начинает заряжаться по цепи: фаза 1, диод 40, диод 45 53, конденсатор 51, диод 41, фаза 1. Конденсатор 51 (52) подпирается таким образом, чтобы время его заряда было в несколько раз больше времени закрытия силовых транзисторов коммутатора, При этом в про цессе выключения транзисторов мостовыхкоммутаторов к их коллектор-эмиттерным переходам будет прикладываться напряжение в несколько раз меньшее, чем напряжение питания ВД; Укаэанное обеспечивает 55 многократное снижение импульсной мощности, рассеивающейся на коллектор-эмитерных переходах транзисторных мостовых коммутаторов и существенное повышение нагруэочной способности ВД. При отпирании транзисторов 4,2, 5,1 коммутатора 31820459 Составитель С.АрнаутТехред М.Моргентал Корректор Н,Кешеля Редактор Заказ 2035 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 конденсатор 51 будет разряжаться по цепи:конденсатор .51, резистор 55, транзистор4.2, фаза 1, транзистор 5.1, конденсатор 51,Величина сопротивления резистора 55 (56)выбирается достаточно большой, для того,чтобы устранить колебательный характерразряда конденсатора 51 (52), что могло быпривести к снижению КПД ВД из-за больших пульсаций тока в фазах,Процессы, происходящие в коммутаторе 6, аналогичны описанным выше,Таким Образом, за счет дополнительного введения в известный по(1) ВД двух конденсаторов, двух диодов и двух резисторов,причем аноды диодов подключены по от- дельности к выводным концам вольтодобавочного дросселя, конденсаторысоответственно включены между катодамидиодов и первой шиной источника питания,резисторы подключены параллельно диодам, обеспечивается повышение нагруэочной способности ВД путем формированиябезопасных траекторий выключения транзисторных мостовых коммутаторов,Формула изобретенияВентильный электродвигатель, содержащий двухфазную синхронную машину,каждая фаза которой подключена к выходуотдельного коммутатора, . первый силовойвход коммутаторов подключен к первой шине источника питания, вольтодобавочныйдроссель с двухсекционной обмоткой, общая точка последовательно соединенныхсекций которой подключена через датчикЭДС самоиндукции отключаемых секцийякорной обмотки к второй шине источникапитания, вторые выводы секций вольтодобавочного дросселя подключены к вторым 5 10 15 20 25 30 35 силовым входам коммутаторов соответственно, первый и второй диоды, каждый из которых первым выводом подключен к второму выводу соответствующей секции вольтодобавочного дросселя, вторым выводом первый диод подключен через силовые выводы первого транзисторного ключа к второй шине источника питания, а управляющие входы коммутаторов подключены к соответствующим выходам датчика положения ротора, два дифференцирующих блока, две схемы совпадения, второй транзисторный ключ, второй вывод второго диода подключен к второй шине источника питания через силовые выводы второго транзисторного ключа, управляющие входы первого и второго транзисторных ключей подключены к выходам соответственно первой и второй схем совпадения, первые входы которых подключены к датчику ЭДС самоиндукции, вторые их входы подключены к выходам соответственно первого и второго дифференцирующих блоков, каждый из которых включен между второй шиной источника питания и вторым силовым входом соответствующего коммутатора, о т л и. ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его нагрузочной способности путем формирования безопасных траекторий выключения транзисторных мостовых коммутаторов, в него введены дополнительно два конденсатора, два диода и два резистора, аноды диодов подключены по отдельности к выводным концам вольтодобавочного дросселя, конденсаторы соответственно включены между катодами диодов и первой шиной источника питания, резисторы подключены параллельно диодам.