Регулируемый вентильный электродвигатель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АЭТОУСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ Союз Сфветскик Социалистических Республик(5 ЦМ. Кл. Н 02 К 29/00 Государственный комнтет СССР по делам изобретений н открытнйМосковский ордена Ленина авиационный им. Серго Орджоникидзе(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к области электрических машин систем автомати ки и может найти применение в установках и приборах, требующих высоких динамических свойств при хороших энергетических показателях в широком диапазоне изменения частоты вращения, например в следящих системах с высоким быстродействием.Известен вентильный электродвигатель, содержащий магнитоэлектрический индуктор, якорь, на магнитопроводе которого расположена щ-Фаз. ная якорная обмотка, фазы которой подключены к выходу полупроводнико вого ксэщутатора, вход которой соединен с выходом датчика положения ротора 1) .Недостатком данного электродвигателя,является невозможность обеспе чения регулирования частоты вращения без дополнительных устройств. Кроме этого, время разгона, определяемое пусковым моментом самого двигателя, не может быть уменьшено. 25Наиболее близким к предложенному по технической сущности и решаемой задаче является регулируемый вентильный электродвигатель, содержащий магнитоэлектрический индуктор, на якоре магнитопровбда которого расположена ш-Фазная якорная обмотка, Фазыкоторой подключены к выходу полупроводникового коммутатора, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора и с выходом широтноимпульсного модулятора, вход которого подключен к Выходу датчика скорости 23 .Недостатком данного электродвигателя являются сравнительно низкиеэнергетические показатели при регу-лировании частоты вращения в широком диапазоне, так как электрический КПД двигателя на малых частотахпри ШИМ-управлении имеет низкое значение. В данном двигателе невозможно осуществлять Форсировку времениразгона без дополнительных устройств .Целью изобретения является улучшение энергетических показателей ирасширение области применения электродвигателей,Поставленная цель достигается тем,что в электродвигатель введены управляющая обмотка, выполненная из четного числа 2 щ катушек, в управляемых коммутирующих ключей, в развязывающих вентилей, первый и второйуправляющие ключи, регулирующий ключ55 60 65 и частотный дискриминатор, причемкатушки управляющей обмотки объединены попарно и катушки в каждой паресмещены в пространстве одна относительно другой,на некоторый угол для диаметральной обмотки на 180 эл.град. и расположены на спинке магнитопро,вода якоря, при этом точки объединения парных катушек управляющей обмотки подключены к катодам соответствующих развязывающих вентилей, аноды которых объединены и соединены свыходом регулирующего ключа, первыеконцы первых катушек из каждой парыуправляющей обмотки соедийены с катодом первого управляющего ключа ианодом второго управляющего ключа,анод первого и катод второго управляющих ключей подключены к источнику питания, при этом вторые концывторых катушек из каждой пары управляющей обмотки соединены с анодами соответствующих управляеьюхкоммутирующих ключей, катоды которых подключены к катоду второго управляющего ключа, а управляющиеэлектроды управляемых коммутирующихключей первого и второго управляющих ключей соединены с выходом датчика положения ротора через частотный дкскриминатор,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема регулируемого вентильного электродвигателя.Фазы 1 - 3 якорной обмотки подключены к выходу полупроводниковогокоммутатора 4, вход которого соединен с выходом многофазного выпрямителя 5, выход управляемого выпрямителя б подключен к аноду первогоуправляющего ключа 7 и к катоду вторсго управляющего ключа 8. Катушки9 - 14 управляющей обмотки объединены попарно: 9 с .10, 11 с 12, 13 с 14в точках 15,16,17, которые подключены к катодам соответствующих развязывающих вентилей 18-20, аноды которых соединены с выходом регулирующего ключа 21. Катушки в каждой пареуправляющей обмотки разнесены друг относительно друга по расточке якоряна некоторый угол, соответствующийчислу пар полюсов магнитоэлектрического индуктора Р (при диаметральнойобмотке на 180 эл.град). Первые концы первых катушек 9,11,13 из каждойпары управляющей обмотки объединеныи соединены с катодом первого управляющего ключа 7 .и анодом второгоуправляющего ключа 8. Вторые концывторых катушек 10,12,14 из каждойпары управляющей обмотки подключенык анодам управляемых коюсутирующихключей 22-24, катоды которых соединены с катодом второго управляющегоключа 8. Управляющие электроды 25 и26 ключей 7,8 и управляющие электроды 27-29 соединены с датчиком поло 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 жения ротора 30 через частотный дискриминатор 31. Ротор двигателя 32 имеет связь с датчиком положения ротора 30.Регулируещгй вентильный электродвигатель работает следующим образом. В момент пуска электродвигателя с выпрямителя 5 подается напряжение на полупроводниковый коммутатор 4, который управляет протеканием тока в фазах 1-3 якорной обмотки по сигналам с датчика 30. При разгоне двигателя сигнал с частотного дискриминатора 31 закрывает ключ 8, открывает ключ 7 и пропускает сигнал с датчика положения ротора на управляющие электроды 27-29 управляемых коммутирующих ключей 22-24, При этом напряжение с выпрямителя 6 прикладывается к управляющей обмотке и по еекатушкам протекает ток по цепи (дляпары катушек 9-10 управляющей обмотки):(+) выпрямителя б - ключ 7 - катушка 9 - катушка 10 - управляемый коммутирующий ключ 22-(2) выпрямитель б (для случая, когда сигнал с датчика положения ротора открывает ключ22)В моменты, когда будут открытыключи 23 и 24, цепь протекания токабудет аналогичной, Таким образом,при разгоне двигателя управляющаяобмотка работает как дополнительная якорная и в параллель основной.Ключи 22 - 24 управляются сигналомс датчика положения ротора и выпол -няют при пуске функцию коммутатора,Катушки управляющей обмотки уложены на спинке магнитопровода якоря как кольцевые обмотки и в каждой парерасположены по расточке якоря сосдвигом на 180 эл.град . при диаметральной обмотке. При этом катушки из каждой пары располагаются в момент их работы под разноименными полюсами индуктора и при указанном;их соединении в схеме при пуске тока в них направлены так, что создаваемые моменты при взаимодействии каждой катушки с магнитным потоком разноименных полюсов складываются. При этом момент двигателя при пуске значительно возрастает, а время разгона двигателя существенно уменьшается. При достижении двигателем заданной частоты вращения сигнал с дискри минатора 31 закрывает первый управляющий ключ 7, открывает второй управляющий ключ 8 и все управляемыекоммутирующие ключи 22-24. При этомток от выпрямителя б не проходит покатушкам управляющей обмотки. Ток отисточника Ппр проходит через регулирующий ключ, развязывающие вентили 18-20, переключенные в параллельное соединение катушек 9 и 10,11 и12,13 и 14, второй управляющий ключ8, управляемые коммутирующие ключи22-24.8 б 4449 20 формула изобретения Составитель А. СанталовТехред Ж. Кастелевич Корректор,А. Ференц Редактор П. Коссей Тираж 733 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 7823/80 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 При таком включении катушек управляющей обмотки они не создают вращающего момента, а создаваемое катушками магнитное поле замыкается по магнитопроводу .якоря, насыщая его ярмо.5С помощью ключа 21 можно менять магнитное сопротивление ярма якоря для прохождения основного магнитного потока индуктора, добиваясь при этом изменения механической характеристики двигателя. Данным методом можно осуществлять регулирование частоты вращения двигателя при постоянной выходной мощности с хорошими энергетическими показателями устройства. При этом момент двигателя соз дается лишь основной якорной обмоткой, а управляющая обмотка используется для регулирования. Регулируемый вентильный электродвигатель, содержащий магнитоэлектрический индуктор, якорь, на магнитопроводе которого расположена ш-фазная якорная обмотка, фазы которой подключены к выходу полупроводникового коммутатора, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и расширения обла,сти применения, в электродвигатель ,введены управляющая обмотка, выполненная из четного числа 2 в катушек,ш управляемых коммутирующих ключей,ш развязывающих вентилей, первый ивторой управляющие ключи, регулирующий ключ и частотный дискриминатор,причем катушки управляющей обмоткиобъединены попарно и катушки в каждойпаре смещены в пространстве одна относительно другой на фиксированныйугол и расположены на спинке магнитопровода якоря, при этом точки объединения первых катушек управляющейобмотки подключены к катодам развязывающих вентилей, аноды которыхобъединены и оединены с выходом регулирующего ключа, первые концы .первых катушек из каждой пары управляющей обмотки соединены с катодомпервого управляющего ключа и анодомвторого управляющего ключа, анодпервого .и катод второго управляющихключей подключены к источнику питания, вторые концы вторых катушек изкаждой пары управляющей обмотки соединены с анодами управляемых коммутирующих ключей, катоды которых подключены к катоду второго управляющего ключа, а управляющие электродыкоммутирующих ключей, первого и второго управляющих ключей соединеныс выходом датчика положения роторачерез. частотный дискриминатор. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии В 48-22608,кл, 55 С 2, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР Р 341125, кл. Н 02 К 29/02, 19721