Вентильный электродвигатель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 221278 (21) 2699532/24-07с присоединением заявки Йо(51)М. КЛ.3 Н 02 К 29/02 Государственный комитет СССР о делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 30,09,80.(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродвигателямс бесконтактной коммутацией,применяемым в устройствах автоматики.Известны вентильные электроприводы, 5состоящие из коммутатора и синхронного двигателя с необмотанным зубчатымротором, статор которого имеет пазы,где уложены обмотки якоря 111,Известны также бесконтактные двигатели которые конструктивно выполненыв виде синхронного двигателя, датчикаположения ротора и транзисторного коммутатора 121.Недостатком таких двигателей является наличие датчика положения ротора, усложняющего конструкцию двигателя, увеличивающего вес и энергоемкость устройства. В таком двигателесущественным недостатком является так же сложность цепей связи между датчиками положения ротора и управляющимивходами ключей, особенно при многосекционном исполнении якоря.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является электродвигатель, содержащий якорь с обмоткой,секцйи которой соединены с выходомкоммутатора, выполненного на ключевых 30 полупроводниковых элементах, индуктор с двухфазной обмоткой возбуждения и импульсный источник переменного тока 131.Использование импульсного источника питания снижает надежность венФильного двигателя, усложняет его конструкцию, увеличивает массу и габариты.Кроме того, обмотки якоря данного электродвигателя недостаточно полно используются для создания момента на валу.Цель изобретения - снижение массы и габаритов и увеличение вращающего момента двигателя.Указанная цель достигается тем, что двигатель снабжен управляющиМ трансформатором и резисторами, коммутатор выполнен в виде однополупериодного тиристорного инвертора с отсекающими диодами и нагрузкой в катодных цепях тиристоров, причем управляющий электрод каждого из тиристоров соединен через резисторс общей точкой секций обмотки якоря и с зажимом одной из вторичных обмоток трансформатора, второй зажим которой соединен с общей точкой соответствующей секции и отсекающего диода, а выход источника переменного тока соединен с пер"вичной обмоткой трансформатора и с одной из Фаз обмотки индуктора. С целью обеспечения реверса; двигатель. .может быть снабжен дополнительно переключателем полярности, подключенным между выходом источника переменного тока и одной из фаз обмотки индук тора.На чертеже представлена схема вентильного электродвигателя.Вентильный электродвигатЕль состоит из синхронной машины с многосекционной обмоткой. якоря (секции 1,2,3.и 4) и двухфазной обмоткой индуктораФазы 5 и 6), а также коммутатора натиристорах,7,8,9 и 10. С цепями катодов тиристоров соединены резисторы11, 12, 13 и 14 и диоды 15, 16, 17 и18. Управляющие электроды тиристоровсоединены через вторичные обмотки19, 20, 21 и 22 управляющего трансформатора с соответствующими секциямиякорной. обмотки. Первичная обмотка23 этого трансформатора подключена кзажимам источника 24 переменноготока. Концы фаз .б индуктора такжесвязаны с источником переменноготока, но через контакты переключающего геркона 25. Катоды тиристоров,"включенных в противоположные фазымногофазной обмотки якоря, соединенычерез конденсаторы 2 б.и 27. Обмотка28 геркона подсоединена к минусу ""источника питания.Схема работает следующим образом.При подключении фазы б индукторак источнику переменного тока в обмотке 1 якоря наводится ЭДС, совпадающаяпо Фазе с ЭДС во вторичной обмотке19 управляющего трансформатора. Врезультате на управляющий электродтиристора 7 воздействует положитель- ная сумма этих ЭДС. Тиристор открывается и фаза 1 якоря оказывается под"Напряжением источника питания. Взаимодействие тока в секции 1 якоря имагниткого потока, создаваемого фазой 5 обмотки индуктора, обеспечи" ваетповорот якоря двигателя противчасовой стрелки. Конденсатор 26 заряжается до напряжения источникапитания. Сумма ЭДС, наведенных вобмотках 20 и 2 ототрицательной по"луволныисточника питания, имеетобратный знак и включения тиристора 8не вызывает.При поступлении следующей положительной полуволны суммарный сигналдействует в цеци управления тиристора8. Последний при открывании обеспечивает ток в фазе 2,якоря. Прй этомякорь продолжает вращение против часовой стрелки.Новая положительная полуволна приводит к СрабатыВанию тиристора 9, однЪвФемейЪо зМ сТеЧ ИтГряже 3 Жя кйй-"денсатора 26 выключается тиристор 7.В этоМ Случае взаимодействуют токив фазах 2 и 3 якоря с магнитнымпо током, создаваемым фазой 5 индуктора.С приходом следующей положительной полуволны открывается тирнстор 10, одновременно за счет напряжения конденсатора 27 запирается тиристор 8. В фазе 4 обмотки якоря появляется ток, взаимодействие которого с потоком возбуждения фазы 5 индуктора обуславливает дополнительный поворот ротора против часовой стрелки и т.д.. 5 Реверсирование двигателя может быть осуществлено либо изменением на О правления тока в фазе 5 индуктора,либо подключением под напряжение источника переменного тока второй половины фазы б индуктора с помощьюгеркона 25, Суммарная ЭДС положительного знака наводится под действиемсигнала управления на вторичныхобмотках управляющего трансформатораи фазах 3,2,1 и 4 соответственно, чтои обуславливает последовательноевключение тиристоров 9,8,7,10 и т, д. ФормУла изобретения 1. Вентильный электродвигатель,содержащий якорь с обмоткой, секциикоторой соединены с выходом коммута- тора, выполненного на ключевых полупроводниковых элементах, индуктор с30 двухфазной обмоткой возбуждения и источник переменного тока, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью;нижения массы и габаритов, двигатель снабжен управляющим трансформа 35 тором и резисторами, коммутатор выполнен в виде однополупериодного тирис,торного инвертора с отсекающими диодами и нагрузкой в катодных цепяхтиристоров, причем управляющий элек 4 О трод каждого из тиристоров соединенчерез резистор с общей точкой секций обмотки якоряи с зажимом однойиз вторичных обмоток трансформатора,второй зажим которой соединен с общей точкой соответствующей секции и4 отсекающего диода, а выход источникапеременного тока соединен с первич-.ной обмоткой трансформатора и с однойиз фаз индуктора.2, Электродвигатель по и. 1, о то л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью обеспечения реверса, он снабжендополнительно переключателем полярности, подключенным между выходомисточника переменного тока и одной55 из фаз обмотки индуктора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р, 3749991, кл, 318138, 1966.60 2. Овчинников И. Е. и Лебедев Н И.Бесконтактные-двигатели постоянноготбка автоматических устройств. М.-Л"Энергияф, 1966, с. 13.3. Авторское свидетельство СССРР 607313, кл. Н 02 К 29/02, 1978.7 б 7909 Составитель А. Санталованкина Техред А.Щепанская Корректор Н. Сте Редакто филиал ППП "Птентф, г. Ужгород, ул. Проектная аз 7027/21 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам иэо 113035, Москва, Ж