Вентильный электродвигатель

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. с присоединениемзаявки М Н 02 К 29/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 313. ,13.014.2: 621. . 382 (088. 8) Дата опубликованйя описания 20,07.79(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией.Известны вентильные электродви" гатели (ВД), управляющие цепи ключей преобразователя частоты которых соединены с выходом датчика положения ротора (ДПР) с углом активной эоны сигнального элемента, равным 120 электрических градусов (1).В этих вентильных электродвигате- лях, при использовании обычных датчикЬв положения ротора, невозможно реализовать преобразователь частОты на магнитно-транзисторных ключах (МТК), имеющих наиболее простую элек- трическую схему,Наиболее близким к изобретениюявляется вентильный электродвигатель,содержащий синхронную машину, секцииякорной обмотки которой подключенык источнику с помощью магнитно-транзисторных ключей коммутатора, каждыйиз которых выполнен на двух транэис"торах и одном токовом трансФорматоре,и датчик положения ротора с дросселями насьхцения на статоре и постоялыммагнитом на роторе (2),Недостатками этого электродвигателя являются его"низкие- энергетичес.- кие показатели при использовании обычных ДПР, Угловые размеры магнита ДпР здесь относительно велики (около 200 электрических градусов - для ВД с четным числом секций и около 240 электрических градусов - для ВД с 3-х секционной якорной обмоткой). Изготовление ДПР с магнитамИ таких размеров, при соблюдении требования минимальности уровня полей рассеивания за пределами сигнального сектора, со значительными конструктивными трудностями что ведет к усложнению ВД, увеличению его габаритов, усложнению технологии и снижению надежности.Целью настоящего изобретения является повышение энергетических показателей вентильного электродвигателя при одновременном улучшениитехнологичности изготовления его ДПР.Поставленная цель достигается тем, что обмотка дросселя насыщения вклю- чена между концами первичных обмоток токового трансФорматора соответствую"щего ИТК, а средняя точка обмоткидросселя соединена с секцией якорнойобмотки электрической машины, Такоеподключение дросселя придает МТКсвойство включаться при приближениик сердечнику дросселя магнита и выключаться - при удалении последнего,что, в конечном итоге, позволяет повысить энергетические показатели ВД,уменьшить угловые размеры магнита и, 5следовательно,упростить конструкциюи сйизить габариты его ДПР.Сущность изобретения поясняетсячертежом, на котором изображена элек"трическая схема электродвигателя. Сек"1 Оции 1, 2, 3 якорной обмотки синхронноймашины подключенй к источнику постоянного тока через дроссели насыщения 4,5, б и магнитно-транзисторные ключи,выполненные на трансФорматорах 7, 8, .9 и транзисторах 11, 12, 13, 14, 15,Диод 16 служит для блокировки включе- ния МТК. Дроссели насыщения 4, 5, 6установлены на роторе ДПР и управляются его постоянным магнитом 17.Средняя точка обмоток каждогодросселя насыщения соединена с концом секции якорной обмотки синхронной машины,Каждый МТК собран по схеме автогенератора с трансформаторной поло-,жительной обратной связью, Во включенном состоянии транзисторы, например 10 и 11, переключаются, обеспечивая протекание тока в секции 1.Работа электродвигателя состоит ЗОв следующем. При подключении источника питания МТК, дроссель насыщения которого насыщен магнитом 17,возбуждается и начинает работать,то есть его транзисторы будут по" 35очередно переключаться с высокой частотой. Напряжение источника питанияпочти полностью прикладывается ксоответствующей секции обмотки синхронной машины, В результате взаимодействия тока статора с магнитнымполем индуктора возникает вращающиймомент, приводящий последний во вращение.Когда вследствие ухода магнитаДПР сердечник дросселя выхОдит из на-,сыщения,происходит срыв работы МТКэа счет резкого увеличения падениянапряжения на обмотках дросселя ивызываемого им резкого снижения ЭДСтрансформации в базовых обмотках токового трансформатора Сопротивлениеэмиттер-коллекторного перехода транзисторов резко возрастает и соответствующая секция обмотки статора отключается от источника питания, МТКначинает вновь работать, когда его 55"дроссель"при вращении ротора сновабудет насыщен. Г 1 ри работе любого МТК на диоде 16 будет создаваться падение напряжения, которое активно запирает транзисторы неработающих в это время МТК, Так как МТК возбуждается и подключает кт источнику секцию обмотки машины лишь при насыщении магнитом сердечника соответствующего дросселя насыщения, то угловой размер полюса магнита ДПР существенно уменьшается: для 3-х секционного ВД - с 240 электрических градусов до 120 электрических градусов, а для 4-х секционного ВД - с 200 электрических градусов до 160 элек" 1 трических градусов. Кроме того, уменьшаются габариты ДПР и, следовательно, всего двигателя; существенно облегчается задача снижения уровня полей рассеяния магнита ДПР, упрощается его конструкция, повышается надежность.Следует отметить еще одно положительное свойство двигателя, а именно: при случайном размагничивании сигнального элемента ДПР (постояннога магнита) ток, потребляемый машиной, будет минимальным и будет определяться током запертых транзисторов МТК, В известных ВД с МТК при тех же условиях ток двигателя достигнет значения, опасного как для самого двигателя, так и для источника.Формула изобретенияВентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, секции якорной обмотки которой соединены с зажимами, служащими для подключения к источнику питания с помощью магнитотранзисторных ключей, каждый из которых выполнен на двух транзисторах и одном токовом трансформаторе, первичные обмотки которого включены в выходные цепи транзисторов и связаны с обмоткой дросселя насыщения датчика положенич ротора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических показателей дви гателя, обмотка дросселя насыщения включена между концами первичных обмоток токового трансформатора а средняя точка . обмотки дросселя насыщения соединена с секцией якорной обмотки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Крывой В.Н. и др. Бесконтактные электродвигатели постоянного тока М фИнформэлектрофф, 1970, стр.30.2. Авторское свидетельство СССР Р 450291, кл. Б 02 К 29/02, 1972.СостаВитель А. СанталовРедактор Д. Иепуришвили Техред 3, Фанта Корректор О. БилакЗакаэ 4101/53 Тираж 85 б Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4