Вентильный электродвигатель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(б 1)Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 281180 (21) 3210234/24-07 151 М. Кл,з Н 02 К 29/02 с присоединением заявки Мо -Государственный комитет СССР по деяам изобретений и открытийОпубликовано 1509,82 Бюллетень )(о 34 Дата опубликования описания 15. 09. 82 гВ.В.Омельченко, В.М.Пожидаев, Р.Н,Ковалев,В.А.Прозоров, В.В.Путников и Е.А.Петров(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электроТехнике.Известны вентильные электродвигатели (ВДГ; содержащие синхроннуюмашину, секции якорной обмотки которой подключены к источнику питания при помощи магнито-транэисторных ключей (МТК), выполненные каждый на двух транзисторах с,магнитосвяэанными обмотками в цепях их баз и коллекторов, и датчик положения ротора (ДПР) с чувствительными элементами (ЧЭ), управляющими работой МТК 111.Известны ВД, И пар размещенных под углом 180 эл. град. секций якорной обмотки которых подсоединены к источнику питания с помощью МТК, причем средние точки базовых обмоток трансформаторов МТК, работающих попарно в противофазе, непосредственно соединены между собой 12).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ВД, тт пар размещенных под углом 180 эл .град. секций якорной обмотки котЬрых подсоединены к источнику питания с помощью МТК, причем концы базовых обмоток трансформатора одного из каждой пары работающих в про,тивофазе магнитотранзисторных ключей соединены через диоды с коллекторамитранзисторов другого ключа той жепары, а выход ДПР соединен с управляющим входом только одного ключаиз каждой пары ГЗД.Недостатком известного ВД с МТКв цепях секций якорной обмотки являются сложность конструкции и трудность интегрального исполнения коммутатора из-эа большого числа транс".форматоров МТК, равного чйслу секцийи недостаточно высокая надежностьобусловленная тем, что диоды, подключенные между коллекторами и база-ми транзисторов МТК при работе ВДнаходятся под удвоенным напряжениемисточника питания.Цель изобретения - повышение надежности вентильного электродвигателя и облегчение интегрального исполнения его коммутатора.Поставленная цель достигаетсятем, что в него введен дополнительный транзистор, одна из каждой пары 25 якорной обмотки размещенных подсоединена к источнику питания с помощьюмагнитотранзисторного ключа, к входукоторого подключен чувствительный,элемент датчика положения ротора, а ЗО другаясекция подсоединена к источнику питания .при помощи транзисторного ключа, базовый вывод которогосоединен с общей точкой базовых обмоток магнитотранзисторного ключачерез коллектор-эмиттерный переходдополнительного транзистора, базакоторого подсоединена к эмиттерамтранзисторов магнитотранзисторногоключа. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема вентиль- ного двигателя, содержащего две секций (корной обмотки.Вйнтильный двигатель содержит секции 1 и 2 якорной обмотки электродвигателя, транзисторы 3-6, полупроводниковых ключей коммутатора, токовый трансформатор .7 ИТК, дополни-тельный транзистор 8, резисторы 9 и 10;зажимы 11 и 12 для подключения к источнику питания, чувствительный элемент ДПР 13.Пара расположенных друг относительно друга под углом 180 эл.град. секций 1 и 2 через ИТК (транзисторы 3 и 4, токовый трансформатор 7) и транзисторный ключ (транзисторы 5 и б и резистор 10) подключена к зажимам 11 и 12. Трансформатор 7 МТК расположен в обойме ДПР и выполняет, кроме основных функций, также функции чув" ЗО ствительного элемента датчика положения ротора. Трансформатор 7 МТК может также распологаться в коммутаторе.функции чувствительного элемента ДПР в этом случае может выпол нять индуктивный или гальвано-магнит" ный элемент 13, подключенный параллельно обмоткам трансформатора 7 (например, параллельно базовой обмотке) . Вход транзисторного ключа 4 О(транзисторы 5 и 6) соединен со средней,точкой базовой обмотки МТК через коллектор-эмиттерный переход допол нительного транзистора 8, база которого соединена с эмиттерами транзисторов ИТК, Соединение магнитотранзис" торного и транзисторного ключей между собой через коллекторно-эмиттерный переход дополнительного транзистора 8, управляемого базовым током ИТК, обеспечивает переключение (насыщение н активное запирание этих ключей в противофазе по сигналам чувствительного элемента (трансформатора 7 или элемента 13) ДПР.Пусть в исходном положении приподанном напряжении иа зажимы 11 к 12 под воздействием сигнального элемента дПР (например, постоянного маг.- нита, на схеме не показан) его чувст" вительный элемент находится в насцщенном состоянии. При этом ИТК выключен, его транзисторы 3 и 4 заперты,а ток в базовой цепи транзистора 8 отсутствует. В данном случае транзистор 8 находится в выключенном сос 65 тоянии и электрический ток от источника питания через резистор 9 протекает по база-эмиттерным перехОдам транзисторов 5 и 6 и обеспечивает насыщение транзисторного ключа. По секции 2 якорной обмотки течет ток, взаимодействие которого с магнитным полем индуктора вызывает появление вращающего момента, приводящего ротор двигателя в движение. Как только сигнальный элемент, укрепленный на роторе, уйдет из зоны сигнального сектора чувствительного элемента ДПР, ИТК. возбуждаетсяпо база-эмиттерным цепям транзисторов 3,4 и 8 текут токи, обеспечивая насыщение их коллекторэмиттерных переходов. По секции 1 якорной обмотки течет рабочий ток, поддерживающий вращение ротора в прежнем направлении. Одновременно транзистор 8 своим насыщенным коллектор-змиттерным переходом обеспечивает шунтирование входа тршзисторного ключа и его надежное запкрание накря" жением, действующим между средней точкой базовой обмотки ИТК н эмкттерами транзисторов 3 и 4 (полярностьэтого напряжения показана на черте"же). Ток, запирающий транзисторныйключ, проходит по цепи, база тран- .зистора 8, эмиттер-базовые переходытранзисторов 5 и б, насыщенный пере- .ход коллектор-эмиттер транзистора 8.Секция 2 якорной обмотки обесточктся.Транзисторный ключ будет находить"ся в выключенном состоянии до техпор, пока сигнальный элемент, укрепленный на вращающемся роторе, будет находиться за пределами сигнального сектора чувствительного элемента ДПР управляющего работой ИТК. Как томь" ко сигнальный элемент насытит чувствительный элемент ДПР, ИТК перейдет в невозбужденное состояние, транзистор 8 закроется, а транзисторный ключ 5 и б вновь насытится и процессы в схеме повторяются.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет с помощью одногочувствительного элемента ДПР и одного дополнктельного транзистора, работающего в облегченном режиме, обеспечить управление работой магнитотранзисторного и транзисторного ключей, осуществляющих строго поочередиую коммутацию тока в паре секций, сдвинутых в пространстве относитель" но друг друга на угол 180 эл. град, (облегченный режим транзистора 8 обусловлен тем, что к его коллектор" эмиттерному переходу прикладывается в процессе работы напряжение, действующее на входе транзисторного ключа 1,5-2 В)В итоге повиаается надежность и .облегчается интегральное исполнение ВД вследствие уменьшения числа силовых транзисторов и исключения из959227 Формула изобретения Составитель А.СанталРедактор Н.Воловик Техред А.Аы ректор О,Билак пксное го комитета СССР й и открытийРаушская наб., д 5 илнал ПППфПатент , г, ужгород, ул. Проектная,схемы коммутатора трансформаторовМТК. Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, И пар размеренных под углоМ 180 эл.град секций якорной обмотки которой под,соединены к источнику питанкя с помощьв И транзисторных ключей и двухтранзисторных магнктотранзксторных ключей с магнктосвяэанными обмотками в цепях баэ и коллекторов транзисторов, И резисторов смещения, подключенных каждый одним выводом к зажиму источника питания, а другим - к входу транзисторных ключей, и .датчик положения ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цевью позввенкя надежности и облегчения интегрального .исполнения, в него введен дополнительный транзистор, одна иэ секций каждой пары каэ 7022/73 Тираж 721 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Х, якорной обмотки подсоединена к источнику питания с помощью магннтотранзисторного ключа,. ко входу которого подключен чувствительный элемент датчика положения ротора, адругая секция подсоединена к источнику питания при помощи транзисторного ключа, базовый вывод которогосоединен с общей точкой базовых обмоток магнитотранзисторного ключачерез коллектор-эмиттерный переходдополкительного транзистора, базакоторого подсоединена к эмиттерамтранзисторов магнитотранэисторногоключа.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 479201 кл Н 02 К 29/02 19732. Авторкое свидетельство СССР 2 О в 450291, кл. Н 02 К 29/02 1972.3,. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2775472/07кл. Н 02 К 29/02, 13.1279.