Вентильный электродвигатель

(9) (1) Я 0,К 29/06 4(5) ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИЗОБРЕТЕНИДЕТ ЕЛЬСТВУ 649295/24-070,10.837.06.85. Бюл. У 21(54)(57) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕ содержащий индуктор,и якорь,с обмоткой, секции которой равномерно распределены на якоре и соединены с выходом тиристорного коммутатора катод каждого тиристора которого соединен с концом коммутируемой им фазы через делитель, состоящий из последовательно соединенных резис. - тора и зашунтированного другим резистором конденсатора, управляющий ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ электрод каждого тиристора черездиод соединен замыкающим контактомгеркона со средней точкой делителя,включенного в соседнюю против ходачасовой стрелки фазу, управляющиеэлектроды двух тиристоров, включенных в смежные фазы, соединены сзажимом источника питания через последовательно соединенные резистори конденсатор, а катушка управлениягерконами соединена с источникомпитания через ключ, о т л и ч а ющ,и й с я тем, что, с целью повышения энергетических показателейи расширения функциональных возможностей, электродвигатель дополнительно снабжен четырьмя диодами, каждыйиз которых катодом соединен с управляющим электродом тиристора, анодом - с началом коммутируемой этимтиристором фазы, а размыкающий контакт каждого гекона соединен сосредней точкой делителя, включенно.го в соседнюю по ходу часовой стрелки фазу.Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродвигателям с бесконтактной конструкцией, т.е. вентильным электродвигателям, широко применяемым в устройствах автоматики,Целью изобретения является повышение энергетических показателей и расширение Функциональных возмож-ностей электродвигателя за счет придания ему возможности осуществления реверса. 10 На чертеже представлена схемавентильного электродвигателя.Вентильный электродвигатель состоит из синхронной машины с многоФазной обмоткой якоря (Фазы 1-4),индуктора 5 и коммутатора на тиристорах 6-9, Катодьг тиристоров с началами Фаз якорной обмотки соедииены отсекающими диодами 10-13,а с концами фаз - через делитель,представляющий собой интегрирующуюцепочку, состоящую из резисторов14-17 и конденсаторов 18-21, зашун 25тированных резисторами 22-25.Управляющие эЛектроды тиристоров6-9 через диоды 26-29 соединеныс началами Фаз 1-4 обмотки якоря,а диоды 30-33 подключаются контактами переключающих герконов 34-37к средним точкам делителей, включенных в соседние Фазы.Напряжение источника питания,подаваемое на делитель через включенный тиристор, интегрируется конденсаторами 18-21 и через контактпереключающих герконов 34-37, диоды 30-33 прикладывается к управляющим электродам тиристоров 6-9, что 40обеспечивает задержку срабатыванияпоследних.Герконы 34-37 своими замыкающими контактами подключают управляющие электроды тиристоров 6-9 к сред-,45ним точкам делителей, включенных всоседние против хода часовой стрелки фазы, а размыкающими - к делителям в соседних по ходу часовойстрелки Фазах. Таким образом, состояние герконов 34-37 определяетнаправление коммутации тиристоровЪи, следовательно, направление вращения ротора.Кроме того, управляющий электрод 55тиристора 6 соединен через последовательно включенные резистор 38и.конденсатор 39 с зажимом источника питания, а управляющий электрод тиристора 9 подключен к источнику питания через резистор 40 и конденсатор 41. Катушка 42 управления герконами 34-37 соединена с зажимом источника питания через ключ 43. Коммутирующие конденсаторы 44 и 45 соединяют катоды тиристоров 6, 8 и 7, 9 между собой.Устройство работает следующим образом.При подключении двигателя к источнику постоянного тока происходит отпирание тиристора 6 по цепи + источника питания - конденсатор 39 - резистор 38 - управляющий электрод тиристора б - резисторы 14 и 22 - "-" источника питания. Напряжение источника через цепь пи-тания прикладывается к Фазе 1 через диод 10 и к делителю, состоящему из резистора 14 и конденсатора 18. В Фазе 1 появляется ток, конденсатор 18 начинает заряжаться. Аналогично происходит отпирание тиристора 9, в Фазе 4 появляется ток, конденсатор 2 1 делителя начинает заряжаться. Взаимодействие токов в фазах 1 и 4 с магнитным потоком, создаваемым индуктором 5, приводит к появлению вращающего момента. По мере заряда конденсатора 21 к управляющему электроду тиристора 8 прикладывается напряжение, достаточное для обеспечения условий отпирания тиристора 8. Последний отпирается, в Фазе 3 появляется ток, конденсатор 20 заряжается, тиристор 6 с помощью коммутирующего конденсатора 44 запирается. Взаимодействие токов в Фазе 3 и 4 с магнитным потоком индуктора создает вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращение по ходу часовой стрелки. Как только напря- жение на конценсаторе 20 достигнет при его заряде величины, достаточной для отпирания тиристора, тиристор 7 отпирается, а тиристор 9 запирается. В фазе 2 появляется ток, что способствует возрастанию скорости поворота ротора двигателя по часовой стрелке. Заряд конденсатора 19 до напряжения, .обеспечивающего отпирание тиристора 6, приводит к отпиранию тиристора б, что в свою очередь при появлении тока в Фазе 1 обеспечивает дальнейшеез 11605 увеличение скорости и, следовательно, ЭДС вращения в Фазах обмотки якоря, При достижении ЭДС величины,. достаточной для отпирания тиристоров, через диоды 26-29 образуются 1 5 цепи протекания токов управления тиристоров 6-9. При этом происходит "запирание" диодов 30 - 33 и дальнейшая коммутация тиристоров осуществляется за счет наведенной вФазах 10 1-4 обмотки якоря ЭДС вращения, За счет этого устройство работает в режиме вентильного электродвигателя, в котором коммутация обмоток осуществляется в Функции положения ротора, и обладает поэтому высокими энергетическими и регулировочными характеристиками.Введение диодов 26-29 необходимо не только для образования цепи протекания тока управления тиристора от ЭДС вращения определенной полярности, но и для исключения шунтирования управляющих электродовФтиристоров при их коммутации от 25 интегрирующих цепочек.В рассматриваемый момент времени наведения ЭДС в фазе 4 приводит к1 11 отпиранию тиристров 9 по цепи + ЭДС - диод 2 9 - управляющий эле кт 30 род тиристора 9 - резистор 17 - конденсатор 21 - "-" ЭДС. Ток, появившийся в фазе 4, взаимодействует с магнитным потоком индуктора, создает момент, способствующий вращению ротора двигателя по часовой стрелке.35 ЭДС наводится в фазе 3 и приводит к отпиранию тиристора 8, выключению тиристора 6 и появлению тока в фазе 3 и т.д,40Для осуществления пуска и обеспечения вращения ротора вентильного электродвигателя против часовой стрелки необходимо замкнуть ключ 43. При подаче питания под действием 07 4м.д.с, катушки 42 управления герконы 34-37 своими замыкающими,контактами подключают управляющие электроды тиристоров 6"9 к средним точкамделителей, включенных.в соседниепротив хода часовой стрелки Фазы.Одновременно открываются тиристоры6 .и 9, в фазах 1 и 4 появляются токи, взаимодействующие с магнитнымпотоком индуктора, происходит зарядконденсаторов 18 и 21. Напряжениезаряда конденсатора 18 прикладывается к управляющему электроду тиристора 7. Последний отпирается,что приводит к появлению тока в фазе 2 и заряду конденсатора 19 делителя, тиристор 9 с помощью коммутирующего конденсатора 45 запирается.Вращающий момент, возникающий в результате взаимодействия токов в фа -зе 1 и 2 с магнитным потоком индуктора, приводит ротор во вращениепротив часовой стрелки. Напряжениезаряда конденсатора 19 открывает тиристор 8, тиристор 6 закрывается,в Фазе 3 появляется ток, что способствует возрастанию скорости поворота двигателя против часовой стрелки.Заряд конденсатора 20 приводит котпиранию тиристора 9, что в своюочередь при появлении тока в фазе4 обеспечивает дальнейшее увеличение скорости и ЭДС вращения в фазах обмоток якоря. Диоды 30-33"запираются", коммутация тиристоровосуществляется за счет наведеннойЭДС вращения аналогично описанному,Таким образом, введение четырехдополнительных диодов позволяет повысить энергетические показатели,а схема соединения герконов обеспечивает вращение ротора вентильногоэлектродвигателя как в одном, таки в другом направлении,116050 оставитель А. ехред М. Гергел ов едактор И тор В. Гири колаичу 3838/51 ВНИИПИ Госу по делам 13035, Москва