Тяговый вентильный электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 4 Н 02 К 29/О Т тех УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 743131, кл. Н 02 К 29/02, 980Авторское свидетельство СССРУ 845234, кл. Н 02 К 29/02, 1981.Каган В.Г., Рояк С.Л.,Боченков Б.М Шраменко С.Г. Транзисторные приводы с бесконтактнымисинхронными двигателями дпя станков с ЧПУ. - Электротехническаяпромышленность. Сер.Электропривод,1984, вып.1, с,1-14.(54) ТЯГОВЫЙ ВЕНТИЛЬНИЙ ЭЛЕКТРОГАТЕЛЬ(57) Изобретеннике, в час ие относится к электро.тности к электродвигателям с электронной коммутацией,вентильным двигателям. Целью изобретения является повышение надежностиза счет уменьшения числа ступенейрегулирования и соответствующегочисла замыкателей, Каждая Фаза обмотки электродвигателя состоит иэдвух секций, соответственно поФазам 12 и 13, 14 и 15, 16 и 17 сотводами, которые соединены с управляющими входами силовых ключей 18и 19. Обмотка подключена к выходутрехФазного коммутатора, собранногона шести транзисторных силовых ключах 3-8, Эти ключи управляются датчиком положения 9 ротора, механически связанным с индуктором 10. Выходдатчика 11 частоты вращения связан свходами порогового устройства 22дешифратором (Д 23 и ключом управления 20 датчиком положения ротора.На выходах 24,25 дешиФратора сигналы принимают значения, равные нолюи единице. Выход 24 Д связан с входом замыкателя 18 и входом 26 ключауправления 20 датчиком положенияротора, Выход 25 Д 23 подключен квходу силового ключа 19 и через генератор импульсов 21 - к входу ключа управления 20. В процессе работыпри превышении напряжения датчикачастоты вращения над величиной опорного напряжения порогового устройства 22 Д 23 отключает секции 13,125777215 и 17 обмотки и подключает гене 1ратор импульсов 21. Двигатель приэтом переходит на другую механическую характеристику. Выбор опорногонапряжения производится таким образом, чтобы избежать дополнительных потерь, связанных с переходнымипроцессами изменения частоты вращения, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике в частности к электродвигателям с электронной коммутацией вентильиым двигателем ВД).Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения числа ступеней регулирования и соответствую щего .числа замыкателей.На фиг.1 приведена функциональная схема тягового ВД; на фиг.2 - его характеристики.Устройство содержит клеммы 1 и 2 цепи питания, силовые ключи 3 - 8 коммутатора, датчик 9 положения ротора, индуктор 10 двигателя, датчик 11 частоты вращения, последовательно соединенные секции 12 и 13 одной фазы обмотки якоря, секции .14,15 и 16,17 соответственно второй н третьей фаэ обмотки якоря, силовые ключи 18 и 19 замыкателей, ключ 20 управления датчиком положения ротора, генератор 21 импульсов, пороговое устройство .22, дешифратор 23, выходы 24 и 25 дешифратора и, входы 26 и 27 ключа 20.На ФИ 1 .2 приняты обозначения." 1 - частота вращения; ц - момент нагрузкл, Р - мощность двигателя на валу; Х - допустимая погрешность поддержания постоянства мощнОсти ,1. , координаты характерных точек механической характеристики; А - диапазон изменения момента нагрузки при заданной погрешности зНа фиг. представлен трехфазный вариант тягового ВД. Каждая фаза обмотки состоит из двух секций Соответственно по Фазам 12 и 13, 14 н 15, 16 и 17) с отводами, которые соединены с управляющими входамисиловых кличей 18,19, состоящих изтранзистора и трехфазного диодногомоста.5 Обмотка подключена к выходу трехфазного коммутатора, собранного нашести транзисторных силовых ключах3-8, управляемых датчиком 9 положе-.ния ротора,.механически связаннымс индуктором 10. Выход датчика частоты вращения связан с входами поро гового устройства 22, образованногопороговыми элементами, дешифратором 23 и ключом 20 управления датчиком положения ротора, Дешифратор в данном случае представляетсобой триггер с одним устойчивымположением, на выходах 24 и 25 которого сигналы принимают значения"0" и "1". Выход 24 дешифраторасвязан с входом эамлкателя 18 ивходом 26 ключа управления датчика положения ротора, Выход 25 подключен к входу силового ключа 19 и через генератор 21 импульсов к входу27 ключа 20 управления.ВД работает следующим образом.В исходном состоянии при частотевращения, равной нулю, на выходе 24 ЗО дешифратора 23 сигнал равен "1", ана выходе 25 - "0", при этом ключ20 и силовой ключ 18 замыкателяоткрыты, т.е. на датчик положенияротора подается напряжение питания, 35 а выводы секции 13,15 и 17 замкнутымежду собой. При подаче напряжения на клеммы 1 и 2 ВД разгоняетсяпод действием электромагнитного момента полной обмотки с двумя по следовательно включенными секциями каждой Фазы. При увеличении час 1257772тоты вращения, в момент, когда напряжение датчика частоты вращения превысит напряжение одного из элементов порогового устройства 22, на выходе 24 деши 4 ратора 23 сигнал 5 станет равным "О", на выходе 25В этом случае транзистор силового ключа 18 закрыт, а секции 13,15, 17 разомкнуты. В это же время открывается транзистор силового ключа 19 и секции 12, 14 и 16 замыкаются. Одновременно сигналом дешифратора с выхода 25 запускается генератор 21 импульсов, который подает на ключ управления датчиком положения ро тора импульсы с определенной скважностью Двигатель включен только .в течение импульса генератора. При дальнейшем разгоне двигатель работает с меньшим числом витков обмот ки (секции 12,14, 161 и при импульсном их питании. При нагрузке двигателя его частота вращения уменьшается, а процессы переключения обмотки и генератора происходят в обратном порядке.При переключении числа витков в обмотке якоря и подаче на нее одно- полярных импульсов., длительность которых пропорциональна числу включен ных витков, характеристики ВД изменяются, как пбказано на фиг,2, т.е. часть вращения холостого хода обратно пропорциональна числу включенных витков и не зависит от длительности импульсов, а пусковой момент .прямо пропорционален длительности импульсов и не зависит от числа включенных витковС учетом изложенного, характерис тики 1 = 1(р) и Р1р) тягового ВД,имеют вид, представленный на фнг.2.При подключении к коммутатору полной обмотки, когда частота враще ния мала, т,е. напряжение датчика частоты вращения меньше опорного напряжения порогового устройства, дви.гатель работает на участке механической характеристики с координата ми И = 1, 1 = 1. В точке 1 при частоте вращения , напряжение датчика частоты вращения превышает опорное напряжение порогового устройства 22, дешиФратор 23 отключает 55 секции 13,15 и 17 обмотки и подключает генератор 21 импульсов. Если принять, что при этом число витков уменьшается вдвое и на выходе генератора импульсов длительность импуль. са составляет половину периода, то двигатель переходит на механическую характеристику с координатами= О,5; = г.Выбор опорного напряжения производится таким образом, чтобы переключение обмотки происходило в точке 1 , где частота вращения и электромагнитный момент одинаковы для обоих участков, следовательно, при переключении не будет дополнительных потерь, связанных с переходными процессами изменения частоты вращения.Выходная мощность двигателя определяется кривой, представленной на фиг.2 сплошной линией с двумя максимумами. Максимальная точность поддержания постоянства мощности на учасгке А при кратности изменения моменИта нагрузки 3 = -- определяетсявеличиной Ж:При этом изменение частстувращения определяется участком В.Формула изобретенияТяговьп нентильный электродвигатель, содержащий индуктор, якорь с М-глазной обмоткой, подключенной к цепи питания через силовые ключи коммутатора, управляющие цепи которых связаны с выходом датчика положения ротора, каждая Ааза выполнена с 0 отводами, каждый из одноименных отводов каждой Аазы соединен с одним из каналов одного из щ -канальных замыкателей, управляющий вход каждого из которых соединен с однимд из выходов дешифратора, каждый вход которого связан с выходом одного .из пороговых элементов, входы которых соединены с выходом датчика частоты вращения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен И генераторами импульсов, датчик положения ротора снабжен ключом управления, служащим для отключения выходного сигнала датчика положения, управляющий вход каждого из генераторов связан с одним из выходов дешифратора, а выход каждого из генераторов соединен с управляющим входом ключа управления датчика положения ротора.1257772 Составитель А,СанталовРедактор Л.Пчелинская Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пипипе Тираж 631нного комитета СССРений и открытий35,Рауюская наб., д аказ 503654 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная