Вентильный электродвигатель

1025005 35 40 2, Электродвигатель по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, чтодатчик положения ротора снабжен дополнительным каналом, выход которого связан с управляющей цепью ключей дополнительной ветви.Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электрическим машинам с бесконтактной коммута" цией секций обмотки якоря.-Известны вентильные электродвига" тели, содержащие индуктор, якорь с обмоткой, каждый вывод которой соединен с общей точкой тиристоров одной из ветвей инвертора, управляющие цепи тиристоров инвертора соединены с выходом датчика положения ротора, силовые цепи тиристоров в анодной и катодной группе инвертора соединены с цепью питания через пары коммутирующих шин, причем по крайней мере часть тиристоров одной группы, связанных с рядом расположенными вывода" ми обмотки якоря, соединена с разными коммутирующими шинами одной па" ры 1 и 12,Недостатком этих электродвигателей являются значительные масса и габариты, вызванные необходимостью фильтрации пульсаций напряжений итоков, обусловленных тем,что использование общего узла коммутации тиристоров требует четного числа выводов от обмотки якоря и, следовательно, четного числа ветвей инвертора. Частота пульсаций в этом случае равна числу секций щ, в то время как при нечетном числе выводов обмотки часто. та составляет 2 ш, Попытки реализовать инветор с нечетным числом ветвей и общим узлом коммутации приво" дят к удвоению числа тиристоров инвертора, т,е. к увеличению массы и габаритов. Целью изобретения является снижение массы и габаритов двигателя, эа счет снижения пульсаций напряжения и тока, потребляемого от сети, сниже ния массы фильтров и снижения массы 10 15 20 25 ЗО 3. Электродвигатель по и, 1, о тли чающий ся тем, чтоуправляющая цепь каждого из ключей дополнительной ветви соединена с управляю" щей цепью ключей той ветви, с которой соединены общие точки их тиристоров, через схему выдержки времени. 2электрической машины благодаря уменьшению потерь, вызванных пульсациями,Эта цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содержащем индуктор, якорь с обмоткой,каж"дый вывод которой соединен с общейточкой тиристоров одной из ветвейинвертора, управляющие цепи тиристоров инвертора соединены с выходомдатчика положения ротора, силовыецепи тиристоров в анодной и катоднойгруппе инвертора соединены с цепьюпитания через пары коммутирующихшин, между шинами каждой пары подключен источник коммутирующего напряжения, причем по крайней мере частьтиристоров одной группы, связанныхс рядом расположенными выводами обмотки якоря, соединена с разными коммутирующими шинами одной пары, инвер"тор снабжен дополнительной ветвью,обмотка якоря выполнена с нечетнымчислом выводов, каждый из тиристоровдополнительной ветви соединен с тойкоммутирующей шиной группы, с которой связано нечетное число тиристоров, а общая точка тиристоров дополнительной ветви соединена с общейточкой одной из ветвей, связанныес рядом расположенными выводами об"мотки тиристоры одноименной группыкоторых соединены с одной и той жекоммутирующей шАой. Датчик положения ротора снабжендополнительным каналом, выход которого связан с управляющей цепью ключей дополнительной ветви,Управляющая цепь каждого из ключей дополнительной ветви соединенас управляацей цепью ключей той ветви,с которой соединены общие точки ихтиристоров, через схему выдержкивремени,310250На фиг, 1 представлена электрическая схема электродвигателя; на фиг, 2 " временные диаграммы управ" ляющих импульсов и силовых токов тиристоров. 5Электродвигатель содержит индуктор (не показан), якорь 1 с обмоткой, состоящей из секций 2-4, датчик 5 положения ротора, коммутирующий -блок 6 с выходным трансформатором 7, на магнитопроводе которого расположены первичная обмотка 8, подключенная к схеме коммутации, и вторичные обмотки 9 и 10, каждая из которых соединена с парой шин 11, 12 и 13, 14 соответственно.Трехфазный инвертор 15 состоит из тиристоров 16-21, причем с парой шин 11 и 12 соединены тиристоры анодной группы 16, 18 и 20, а с парой шин2 О 13 и 14 - тиристоры 17, 19 и 21 катодной группы,. Дополнительная ветвь образована тиристорами 22 и 23, Управляющие цепи ключей тиристоров ин 25 вертора соединены с выходом датчика 5 положения. Управляющие цепи ключей дополнительной ветви могут быть соединены либо с выходом дополнительного канала датчика положения ротора, как это показано на фиг. 1 пунктиром, либо с каналом управления Тиристорами одной из ветвей, например, ветви, образованной тиристорами 20 и 21, через схему выдержки времени. Индексация токов (Х 1 ь -) и управляющих 35 напряжений (У -У) соответствует номерам элементов схемы.Электродвигатель работает следую" щим образом.В исходном положении открыты ти- ф ристоры 16 и 19 (Фиг. 1), что соот" ветствует промежутку -1 на фиг. 2. После того, как ротор повернется надугол /3, т,е, в момент времени 1 подается от датчика 5 положения ротора управляющий сигнал на тиристор 21 и на управляющую цепь коммутирующего блока 6. Напряжение с выхода коммути" рующего блока прикладывается через вторичные обмотки 9 и 1 О его выходно" 50 го трансформатора 7 к парам коммутирующих шин 11, 12 и 13, 14, Посколь" ку в группе, связанной с шинами 11 и 12, открыт только один тиристор, то коммутация в ней не происходит. В ка тодной группе образуется коммутационный контур; обмотка 10, тиристор 19, секция 3, тиристор 2 1, обмотка 10. В результате коммутационного процесса тиристор 19 запирается, ток черезнего прекращается и тиристор 21 принимает ток на себя. Аналогичным образом в момент времени 1 происходиткоммутация тока в анодной группе стиристора 16 на тиристор 18, НаФиг, 2 коммутация условно показанакак мгновенная, реально же ей соответствует некоторый угол, в течениекоторого спадает ток в тиристоре,например, 16 и нарастает в тиристо"ре 18,По логике работы любого симметричного преобразователя частоты следующая коммутация тока должна ьсуществляться с тиристора 21 на тиристор 17.Однако напряжение от коммутирующегоблока 6 не может быть приложено к тиристорам 21 и 17, поскольку их катоды при нечетном числе ветвей подключены к одной и той же шине 13. Дляосуществления коммутации при нечет"ном числе ветвей и введена дополнительная ветвь, тиристор 23 служитдля коммутации в катодной группе, атиристор 21 - в анодной. В моментвремени 1 д импульсом, например, сдополнительного канала датчика 5 по"ложения ротора включается тиристор23 и коммутационный блок 6. Ток тиристора 21 практически мгновенно(в коммутационный контур входит толь"ко индуктивность рассеяния обмотки10, а она очень мала) переходит натиристор 23. В момент времени Сддатчик положения ротора подает уп"равляющий сигнал на тиристор 18 иблок 6, происходит обычным образомкоммутация тока с тиристора 23 натиристор 17.Аналогичным образом. в момент времени 1 т происходит коммутация тиристоров в анодной группе - сначалана тиристор 22 дополнительной ветви,а потом на основной тиристор 16 инвертора.8 известном двигателе благодарячетному числу ветвей следующее включение осуществляется всегда на тиристорр связанный с другой коммутирующей шиной пары. Но это приводит притом же числе контактов коммутацииза период к удвоенному числу тиристоров. Таким образом, предлагаемый двигатель по числу тактов коммутации эквивалентен известному двигателю, имея05 бможно подавать не по углу, а по вре мени, учитывая, что время коммута" ционного процесса мало меняется с изменением частоты вращения. В этом случае можно цепь управления дополнительным тиристором, например, 23, связать через схему выдержки времени с цепью управления тиристором 21, а цепь управления тиристором 22 - с цепью управления тиристором 20. Эти схемы должны задержать импульс на время С -Сэи С-С соответственно. В качестве схемы выдержки времени может быть использована любая из множества известных схем (последовательно соединенные одновибраторы, полупроводниковые реле времени и т.д.),Предлагаемые двигатели найдут применение в электроприводах,. в которых предъявляются жесткие требова- . ния к массе и габаритам и к равномер" ности вращения, например, в следящих электроприводах и электроприводах автономных объектов. у Уф фЯ у Фф, Я 5 10250 уже в трехфазном варианте на четыре силовых тиристора или на 301 массу инвертора меньше, Если же взять обмотку с семью секциями, то выигрыш составит уже 10 тиристоров, т.е. поч- з ти 40 от общего их числа, В действительности же, поскольку коммутация на дополнительный тиристор происходит почти мгновенно, то промежуток С-С и аналогичный ему промежуток 16 С "С могут быть выбраны весьма ма 3лыми. Среднее значение токов тиристоров дополнительной ветви намного меньше тока тиристоров основных ветвей инвертора, поэтому они могут. быть и выбраны на ток, в несколько раз меньший, чем тиристоры основной ветви и выигрыш в массе будет превышать приведенны цифры.Если по каким-либо причинам в дат- ге чик положения ротора нежелательно вводить дополнительные каналы (например, при испольаовании стандартных датчиков), то управляющие импульсы ВНИИПИ Заказ 4411/5 Тираж 687 Подписное