Вентильный электродвигатель

, Социалистических Республик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нц 736285(51)М. Кл. Н 02 К 29/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий.014 2:,621. 382 (088. 8) Дата опубликования описания 2 ЬОЬ 80(71) Заявитель Московский ордена Ленина энергетический институт(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике,Из ве стен вентильный зле ктродви гатель, у которого каждая секция якорной обмотки подключена к источникупитания с помощью двухтактного магнитно-транзисторного ключа, содержащего два транзистора и один трансформатор (11Управление таким ключом осуществляется за счет периодического насыщения потоком вращающегося постоянного магнита дросселя, обмотка которого включена параллельно однойиз обмоток трансформатора. Недостатком такого электродвигателя являетсяего сложность и высокая стоимость,что вызвано необходимостью иметьдвойное количество транзисторов, анизкая надежность этого электродвигателя вызвана неудовлетворительнымзапуском ключа.Известен также вентильный электродвигатель, содержащий синхроннуюмашину, по крайней мере одна секция,якорной обмотки которого подключенак источнику питания с помощью транзисторного ключа с цепью управления и согласно последовательно соединенных первичных обмоток двух 30 трансформаторов, вторичные обмоткикоторых в противофазе включены междуобмоткой задающего генератора переМнного напряжения и цепьюуправления транзисторного ключа,Управление тран зи сточными ключами осуществляется по сигналам чувствительных элементов датчика положения ротора с изменяемойвеличиной электрического параметрачувствительного элемента (21. Такой электродвигатель является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, В электродвигателе обеспечивается пропорциональное току нагруз ки управление транзисторами коммутатора во всем диапазоне изменения нагрузки. На управление транзисторами от датчиков положения ротора требуется дополнительная мощность, что снижает энергетические показатели электродвигателя и кроме того, этот электродвигатель достаточно сложен . Для питания чувствительных элементов датчика, например дросселей насыщения, требуется дополнительный источник переменного напряжения и выпрямительные устройства.40 45 50 55 60 65 Цель изобретения - упрощение вентильнаго электродвигателя и повышение ега энергетических показателей,Эта достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содержащем синхронную машину, по крайней мере одна секция якорной обмотки которой подключена к источнику питания с помощью магнитотранэисторнага ключа, содержащего триод и два трансформатора тока, первичные обмотки которых соединены согласно последовательно, а вторичные обмотки в противофазе включены между вторичной обмоткой согласующего трансФорматора тока задающего генератора переменного напряжения и цепью управления магнитотранэистарного ключа, чувствительный элемент датчика положения ротора включен параллельно последовательно саединеннЫм вторичной обмотке согласующего трансФорматора задающего генератора и вторичным обмоткам трансформаторов тока.Триод магнитотранзисторного ключа может быть выполнен составным по крайней мере из двух транзисторов с раздельными коллектарными цепями,при - чем коллекторная цепь дополнительного транзистора подключена к источнику питания через отдельную якорнуюсекцию.На Фиг, 1 схематически изображен однасекционный вентильный электрсдвигатель с магнитотранзистарным ключом, выполненным по схеме управления са средней точкой; на Фиг. 2 - то же, на с магнитотранзисторным ключом выполненным по мостовой схеме управления; на фиг, 3 - то же, но с магнитатранэисторныи ключом, выполненным по схеме составного триода.Вентильный электродвигатель содержит синхронную машину 1 с вращающимися индуктаром, например постоянным магнитом 2, секция 3 якорной обмотки которого подключена к источникуу 4 пит ани я с помощью тран зи ст орнага ключа 5 с цепью управления б и согласно последовательно соединенных первичных обмоток 7 и 8 двух трансфор маторов 9 и 10, вторичные обмотки 11 и 12 которых в противофазе включены между обмоткой 13 задающего генератора 14 переменного напряжения и цепью б управления транзисторного ключа 5, Вентильный электродвигатель содержиТ также датчик положения ротора с чувствительным элементам с изменяемой величиной электрического параметра, например дросселем 15 насыщения, обмотка 16 которого включена параллельно последовательно соединенным обмотке 13 задающего генератора 14 и вторичным обмоткам 11 и 12 трансформаторов 9 и 10, Изменение величины индуктивного сопротивления дросселя 15 осуществляется полем постоянного магнита 17, установленного на валу синхронной машины. Цепь управления транзисторного ключа сосредней точкой (см. Фиг. 1 и 3 ) содержит диоды 18 и 19,На Фиг.3 транзисторный ключ Выполнен па схеме составного триодаиз двух транзисторов 20 и 21 с раздельными колле ктарными цепями, подключенными к источнику 4 питания спомощью отдельных секций 3 и 22 якорной обмотки, одна - напрямую, адру га я - че ре э пер ви чные о бмот ки7 и 8 трансФорматоров 9 и 10. Первичные обмотки 7 и 8 трансформаторов9 и 10 могут быть установлены вцепи секции 22 якорной обмотки. Резисторы 23 и 24 необходимы для запирания транзисторов.Периодическое в функции угла поворота ротора включение и отключениесекций якорной обмотки вентильногаэлектродвигателя осуществляется следующим образом,В положении, когда постоянный магнит 17 датчика положения ротора ненасыщает дроссель 15, секция 3 (а наФиг. 3 и секция 22) подключена к источнику 4 питания, Большое индуктивное сопротивление обмотки 16 дрос-селя 15 практически не оказываетвлияния на работу магнитного транзисторного ключа, В цепи базы транзи -сторного ключа 5 протекает так, пропорциональный току в секции 3 якорной обмотки синхронной машины 1, Пообмотке 16 дросселя 15 протекает токхолостого хода, так как ега обмоточные данные выбираются из условия ненасыщения прилаженным к обмотке 16напряжением. Если па таянный магнит 17 датчика положения ротора насыщает дроссель 15, та индуктивное сопротивление обмотки 16 становится практически равным нулю, Активное сопротивление обмотки 16 несоизмеримо меньше эквивалентнага входного сопротивления в цепи управления транзисторного ключа 5. Цепь управления транзисторного ключа 5 оказывается шунтираванной обмоткой 16 дросселя 15. Транзисторный ключ 5 начинает запираться. Уменьшается ток в цепи ега коллектора и первичных обмоток 7 и 8 трансформаторов 9 и 10, Так как между обмотками 7 и 8 и 11 и 12 трансформаторов 9 и 10 существует положительная обратная связь, то пропорционально уменьшается ток в цепи обмоток 11 и 12. Этот процесс носит лавинообразный характер, В конце процесса транзисторный ключ 5 полностью запирается резистором 23 (а на Фиг. 3 и резисторов 24). В цепи обмоток 11, 12,16 и 13 течет ток холастага хада обмоток 11 и 12 трансФорматоров 9 и 10, который может быть выбран сколь угодно малым, Секция 3 (на Фиг. 3 и секция 22 ) обмотки якоря вентиль736285 50 3 Подписно ИПИ Заказ 2440/44 ул, Проект о ного двигателя оказывается отключенной от источника 4 питания,Таким образом, по обмотке 16 дросселя 15 в процессе работы электродвигателя течет ток холостого хода или самого дросселя 15 (секция 3 подключена к источнику питания) или трансформаторов 9 и 10 (секция 3 отключена от источника питания). Это предопределяет минимальные потери в обмотке 16 дросселя 15.Изобретение позвоЛчет контролировать пропорциональность тока управления току нагрузки благодаря включению первичных обмоток 7 и 8 трансформаторов 9 и 10 лишь в одну иэ двух раздельных коллекторных цепей транзисторного ключа 5. Это достигается выбором определенного соотношения между омическими сопротивлениями й и К секций 3 и 22 обмотки якоря, равного минимальному статическому коэффициенту усиления транзистора 21 /5, мин.Изобретение позволяет упростить веитильный электродвигатель и повысить его энергетические показатели. формула изобретения 1. Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, по крайней мере одна секция якорной обмотки которой подключена к источнику питания с помощью магнитотранзисториого ключа, содержащего триод и два.Филиал ППП Патентф,трансформатора тока, первичные обмотки которых соединены согласно пос.ледовательно, а вторичные обмотки впротивофазе включены между вторичнойобмоткой согласующего трансформатора тока задающего генератора переменного напряжения и цепью управления магнитотранэисторного ключа, нпо крайней мере один чувствительныйэлемент датчика положения роторао т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения и повышения энергетических показателей, чувствительный элемент датчика голоженияротора включен параллельно последовательно соединенным вторичной обмотке согласующего трансформатора ивторичным обмоткам трансформаторовтока.2. Электродвигатель по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что триод 20 магнитотранэисторного ключа выполнен составным по крайней мере из двухтранзисторов с раздельнымн коллекторными цепями, причем коллекторнаяцепь дополнительного транзистора 5 подключена к источнику питания черезотдельную якорную секцию. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 479201, кл. Н 02 К 29/02, 1975,2. Балагуров В,А. и др. Бесконтактные двигатели постоянного токас постояннымн магнитами М Энергия,1975, с, 39-40.