Вентильный электродвигатель

щ 65070 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Реслублик.382 (088.8) ло делам изобретен крыт(45) Дата опубликования описания 30.01.79(72) Авторы изобретен В. Т; Гращенков и В. Г. Карп 71) Заявител 4) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛ Изобретение относится к электротехнике, к области электрических машин и может быть использовано при создании, например, широкодиапазонного регулируемого бесконтактного электропривода.Известны вентильные электродвигатели, содержащие синхронную машину с ротором и расположенной на статоре обмоткой якоря, секции которой соединены с выходом мостового т-фазного инвертора. Датчик положения ротора этих двигателей соединен с управляющими цепями ключей инвертора через функциональный преобразователь 1 - 3.Наиболее близким техническим решением к изобретению является вентильный двигатель, инвертор которого состоит из анодной и катодной групп ключей, управляющие и силовые цепи которых объединены общими шинами, а последовательно соединенные ключи разных групп образуют т стоек. Датчик положения ротора (ДПР) двигателя имеет сигнальные элементы, размер активной части которых равен 180 эл. град. и т чувствительных элементов, расположенных со сдвигом на 360/т эл. град. относительно друг друга. Выходы чувствительных элементов соединены с входом функционального преобразователя, содержащего 2 т логических схем ЗАПРЕТ и формирующего из ГосУдаРственный комитет (23) При р т последовательностей импульсов длительностью 180 эл. град. 2 т последовательностей импульсов длительностью 360/т эл.град., необходимых для управления ключа ми инвертора 1.Недостатком известного двигателя является его сложность,Цель изобретения - упрощение и повышение энергетических показателей.10 Указанная цель достигается тем, чтофункциональный преобразователь двигателя, формирующий из т последовательностей сигналов длительностью 180 эл. град.2 т последовательностей сигналов длитель ностью 360/т эл. град. выполнен в виде тпар последовательно соединенных диодов общая точка каждой из которых соединена с общей точкой ключей одной стойки, а крайние точки - с выходом чувствительного 20 элемента и, в направлении, обратном полярности источника питания, - с управляющими входами ключей соседних стоек, принадлежащих разным группам, по кольцевой схеме. Кроме того, для уменьшения числа 25 соединительных проводников между датчиком положения ротора и инвертором, двигатель снабжен дополнительно ключами, например, транзисторами, в количестве, равном числу стоек инвертора, управляющая 30 цепь каждого из которых соединена с выхо5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 дом чувствительного элемента, а выход - с крайними точками пар диодов.На фиг, 1 показан пример принципиальной схемы предложенного двигателя: фиг. 2 - схема двигателя с датчиком положения ротора фотоэлектрического типа и дополнительными ключами; фиг. 3 - диаграммы напряжений элементов схемы в функции угла поворота ротора; фиг. 4 и 5 - варианты выполнения коммутатора соответственно с предусилителями, выполненными на транзисторах разного типа проводимости и на силовых оптоэлектронных элементах.Вентильный электродвигатель содержит т-фазный инвертор, силовые ключи инвертора 1 - 6; пары диодов 7 - 12; сигнальные цепи ДПР 13 - 15; стойки инвертора 16 - 18; дополнительные транзисторы 19 - 21; резисторы 22 - 24, ограничивающие ток управления силовыми ключами; базовые резисторы 25 - 27; дополнительных транзисторов; фоточувствительные элементы ДПР 28 - 30; сигнальный элемент 31 ДПР, угловой размер активной части которого равен 180 эл. град,На фиг. 3 представлены диаграммы, поясняющие работу двигателя, где 1 з, 4, з - идеализированные токи сигнальных цепей ДПР соответственно 13, 14, 15; ь ъ 1 з, 14, 1 з, ц, - идеализированные токи силовых цепей ключей 1, 2, 3, 4, 5, 6 мостового инвертора. Ключи 1, 2 и 3 образуют катодную группу, а ключи 4, 5 и 6 - анодную группу силовых ключей инвертора. Ключи 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6, соединенные последовательно, образуют три стойки соответственно (16, 17 и 18). Крайние точки пары диодов 7 - 8 соединены с выходом сигнальной цепи 13 одного из чувствительных элементов ДПР и, в направлении, обратном полярности источника питания, с входами ключа 1, принадлежащего катодной группе и стойке 16, и ключа 6, принадлежащего анодной группе и стойке 18. Средняя точка пары 7 - 8 соединена с выходом стойки 17. Аналогично между входами ключей 2 и 4 включена пара диодов 9 - 10, крайние точки которой соединены с выходами сигнальной цепи 14, а средняя в с выходом стойки 18 и между входами ключей 3 и 5 включена пара диодов 11 - 12, крайние точки которой соединены с выходами сигнальной цепи 15, а средняя - с выходом стойки 16.На фиг. 1 сигнальные цепи чувствительных элементов ДПР 13 - 15 показаны условно в виде идеальных контактов, Реально в данной схеме могут быть использованы любые параметрические датчики, внутреннее сопротивление которых изменяется в зависимости от положения ротора, например: магнитодиоды, фотодиоды и т, д.Схема двигателя, приведенная на фиг.2, содержит дополнительные транзисторы 19 - 21, ток коллектора которых ограничивается с помощью резисторов 25 - 27 в цепях баз 4транзисторов. К базам транзисторов 19 - 21 подключены выходы чувствительных элементов ДПР 28 - 30, возбуждаемых с помощью сигнального сектора 31. Применение дополнительных транзисторов позволяет уменьшить число проводников, соединяющих ДПР с инвертором и использовать любые чувствительные элементы с электриче ским выходом. Если в некоторый момент времени 1, замкнута одна сигнальная цепь ДПР (например 13), то по ней протекает ток 1 з, отпирающий ключи 1 и 6, При этом коллекторная цепь ключа 1 через открытый диод 11 шунтирует управляющую цепь ключа 3, а коллекторная цепь ключа 6 через открытый диод 10 шунтирует управляющую цепь ключа 4. При приходе следующего импульса с ДПР, т. е. при замыкании сигнальной цепи 14 (интервал времени 1), ток 4 проходит через коллектор ключа 6, открытый диод 10 и базу ключа 2, отпирая последний, Как только ключ 2 открывается, его коллекторный переход через открытый диод 7 шунтирует цепь управления ключа 1, При этом ключ 1 запирается. Таким образом, на интервале 1 з работают ключи 2 и 6, В интервале 1 з размыкается сигнальная цепь 13, что приводит к исчезновению базового тока ключа 6. Ключ 6 запирается и ток сигнальной цепи 14 начинает протекать через базу ключа 4, отпирая его. Таким образом, на интервале 1 з включены ключи 2 и 4. При этом коллектор ключа 4 через открытый диод 12 шунтирует управляющую цепь ключа 5.Аналогично происходит работа на остальных временных интервалах в пределах оборота ротора. Формула изобретения 1. Вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину с ротором и расположенной на статоре обмоткой якоря, секции которой соединены с выходом мостового т-фазного инвертора, состоящего из анодной и катодной групп ключей, управляющие и силовые цепи которых объединены общими шинами, а последовательно соединенные ключи разных групп образуют т стоек, и датчик положения ротора с сигнальными элементами, размер активной части которых равен 180 эл. град., и т чувствительными элементами, соединенными с управляющими цепями ключей через функциональный преобразователь, выполненный с возможностью преобразования и последовательностей сигналов длительностью 180 эл. град. в 2 и последовательностей сигналов длительностью 360/т эл, град., отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения энергетических показателей двигателя, функциональный преобразователь выполнен в виде и пар последовательно соединенных диодов, общая точка5каждой из которых соединена с общей точкой ключей одной стойки, крайние точки соединены с выходом чувствительного элемента и, в направлении, обратном полярности источника питания, - с управляющими входами ключей соседних стоек, принадлежащих разным группам, по кольцевой схе. ме.2. Вентильный электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с цельюуменьшения числа соединительных проводников между датчиком положения ротора и инвертором, он снабжен дополнительно ключами,например, транзисторами, в количестве, равном числу стоек инвертора, управляющаяцепь каждого из которых соединена с выходом чувствительного элемента, а выход -5 с крайними точками пар диодов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3531702, кл. 318 в 1,1970.10 2. Патент США3783359, кл. 318 - 254,1974.3. Патент Японии46 - 31692, кл. 55 А 42,1971.Типография, пр. Сапунова,Заказ 3715/10 Иэд.160 Тираж 865 Подписи НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская иаб., д. 4/5