Вентильный электродвигатель

,ЯО 2888 151) 4 29/О ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВЕСРНЬ 1,1 ЯИЗОБРЕТЕНИЯ ю " 1" 1 л ВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТ алеНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ(54) (57) ческ общим выво Изобретение относится к электрим машинам с бесконтактной коммуй секций якорной обмотки. Целью етения является повышение насти работы. Изобретение являетальнейшим развитием изобретения с. У 1270846. Двигатель содеркорь с обмоткой, подключенной оду коммутатора, собранного на вых элементах 1-8, индуктор 9,5 вклют 16,изо деж за го зле(61) 1270846 (21) 3798299/ (22) 10.10.84 (46) 07.08.87 (72) В. М, Грид (53) 621,3 13. (56) Авторско У 1270846, кл 06. 0 4. 84. Бюл. У 29н3,014.2:621.382 (088.8)свидетельство СССРН 02 К 29/06,инвертор 10, датчик 11 положения ротора, преобразователь 12, Инверторподключен к источнику постоянного тока 13, к которому подключены дополнительные ключевые элементы 14 и 15,входы которых соединены с выходамидвух логических элементов И. Входыодного элемента И соединены с входми ключевых элементов 6 и 7, а входы другого - с входами ключе ментов 2 и 3 инвертора. Межд выбором секций обмотки и общи дом ключевых элементов 14 и чен токоограничивающий элеме выполненный в виде дополнител секций якорной обмотки. Двиг имеет более высокую.надежнос счет отсутствия в нем пассив мента, что позволяет управля телем от трехразрядного двои да. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.1 132Изобретение относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией секций якорной обмотки, в частности к низкоскоростным бесконтактным двигателям постоянного тока - вентильным электродвигателям (ВД) с повышенной равномерностью вращения вала (моментным ВД), может быть использовано, например, в звукозаписывающей и эвуковоспроизводимой аппаратуре особенно эффективно, когда информация о положении нала ВД вырабатывается в виде двоичного кода, что характерно для цифровых следящих систем, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. У 1270846.Цель изобретения - понышение надежности работы ВД. На фиг.1 изображена электрическая схема ВД; на фиг.2 - циклограммывьподных сигналов устройства управления инвертором (УУИ) и дополнительных логических элементов И, на фиг3- параллельное соединение дополнительных секций на фиг4 - последовательное соединение дополнительных секций; на фиг.5 - активная часть ВД с дополнительными секциями якорной обмотки.ВД состоит иэ якоря с несимметричной четырехсекционной лучевой обмоткой с выводами А, В, С, Э и О, подключенной к выходу коммутатора, собранного на ключевых элементах (транзисторах) 1-8, индуктора (ротора) 9, инвертора 10, датчика 11 положения Ротора (ДПР), функционального преобразователя (ФП) 12, Инвертор (коммутатор) подключен к источнику 13 постоянного тока. К источнику 13 подключены также дополнительные ключевые элементы (транзисторы) 14 и 15. Их входы соединены с выходами двух логических элементов И, Входы одного элемента И соединены с входами транзисторов 6 и 7, а входы другого - с входами транзисторов 2 и 3 инвертора, Между общим выводом секций обмотки О и общим выводом транзисторов 14 и 15 включен токоограничивающий элемент 16, .выполненный либо в виде дополнительных секций якорной обмотки, либо в виде пассивного днухполюсника (дросселя, резистора).Активная часть ВД, где непосредственно развивается электромагнитная мощность, состоит из индуктора (ро 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тора) и якоря (фиг5). Индуктор изображен двухполюсным, состоящим из магнитомягкой втулки 17 и полюсон 18 -постоянных магнитов. Угловой размерполюсной дуги - не менее 135 . Якорь(фиг.5) содержит беспазовый (гладкий) магнитопронод 19 и диаметральную обмотку, уложенную на внутреннейповерхности магнитопровода в восьмиусловных пазах, Возможна зубцоваяконструкция якоря, причем зуцы скошены на одно эубцовое деление. Секции с выводами А и Р уложены отдельно от других секций. Секции с выводами В и С уложены н тех же условныхпазах, что и полусекции 20 и 21 свыводами Г, С соответственно. Полусекции 20 и 21 занимают меньшую, примерно пятую, часть площади пазов, вкоторых они размещены, так как работают одновременно и вдвое меньше,чем остальные секции. Вторая, третьячетвертая, пятая и шестая секции -соответственно на 90, 135, 225, 90 и135Начала секций обмотки обозначеныА, В, С, П, Р, С, концы секций - Х,У, Е, И, Ч, Я, их общая точка - буквой О. Все выводы обмотки изображены)напротив соответствующих секций ВДбез дополнительных секций - толькосекции А, В, С, Р, ДПР и ФП согласованы с активной частью ВД таким образом, что точка нуль на фиг,2 соответствует положению ротора индуктораотносительно якоря, изображенномуна фиг,5.ВД работает следующим образом.В результате взаимодействия ротора с якорем ротор вращается противчасовой стрелки и с ФП на транзисторы 1-8 поступают сигналы управленияЬ- Ъ., а с логических элементов И натранзисторы 14 и 15 - сигналы Ъ иЪ (фиг.2 и 3, индексы при сигналах Ъ соответствуют номерам транзисторов, которые управляются этим сигналом). При этом обеспечивается постоянный вращающий момент как при наличии дополнительных секций якорнойобмотки, так и при отсутствии,Дополнительные полусекции могутбыть соединены параллельно (фиг.З)или последовательно (фиг.4). Соответственно этому отношение сопротивления полусекции к сопротивлению(основной)секции должно быть равно в первомслучае удвоенному отношению числа3 13288витков пятой или шестой секции к числу витков первой секции плюс единица, а во втором - отношению ч числавитков пятой или шестой секции к числу витков первой секции плюс четверть 5единицы. Конкретные значения г и чзависят от отношения у объема дополнительной секции к объему первой секции, Если приближенно считать, чтоЧ 2 О- то в первом случае г=2 ч+1р рщуттру, в во втором т=0,25,=0,5(6 +22,В частности, при у=0,25 в первомслучае ч=0,809, г=2,618, а во втором15ч=0,4045, г=0,6545,ВД с дополнительными полусекциями имеет более сложную якорную обмотку, но больший КПД благодаря тому,что не содержит пассивного токоограничивающего элемента (например, резистора или дросселя в силовой цепи).При одновременной работе двухсекций, соединенных последовательно,вращающий момент ВД равен с У Ч/К,где К и Ю активное сопротивление ичисло витков одной из основных секций, 0 - напряжение питания, с - коэффициент пропорциональности (падением напряжения на ключевых элементах пренебрегаем). При работе второйи третьей секций совместно с пассивным элементом, имеющим активное сопротивление 0,5 К, вращающий моментравен: сЩ 4/(0,5 К+0,5 К)=с 0 У/К. Приработе второй и третьей секций совместно с полусекциями вращающий мо"мент для параллельного соединения=с У У/К, где М и К - число виткови активное сопротивление одной дополнительной полусекции.Таким образом, при вращении ротора обеспечивается постоянство вращающегося момента ВД. При этом ВД несодержит сложного конвертора со средней точкой выходного напряжения, имеющегося в известном ВД, Такие ВД могут легко управляться от трехразрядного двоичного кода, так как фронтысигналов этого кода совпадают с фронтами требуемых выходных сигналов УУИ.55Формула изобретения 1. Вентильный электродвигатель по п.З авт. св. У 1270846, о т л и -89 4ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности, в двигательдополнительно введены пятая ветвьинвертора, образованная последовательно соединенными девятым и десятымключевыми элементами, два логическихэлемента И и токограничивающий элемент, токоограничивающий элемент подключен между общей точкой секции и общейточкой девятого и десятого ключевыхэлементов, управляющий вход девятогоключевого элемента связан с выходом логического элемента И, входы которогоподключены к управляющим входам шестогои седьмого ключевых элементов, управляющий вход десятого ключевого элементаподключен к выходулогического элементаИ, входы которого связаны с входамивторого и третьего ключевых элементов.2. Электродвигатель по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, токоограничивающий элемент выполнен ввиде пассивного двухполюсника, сопротивление которого равно половине сопротивления одной секции.3. Электродвигатель по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что токоограничивающий элемент выполнен ввиде двух полусекций обмотки якоря,уложенных так, что ось намагничиващей силы одной из них совпадает сосью намагничивания силы второй секции, ось другой полусекции - с осьюнамагничивающей силы третьей секции,полусекции электрически соединенымежду собой, образуя дополнительнуюгсекцию, сдвинутую относительно пер-вой секции на угол 292,5 эл.град.4. Электродвигатель по п.З, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что полу-,секции соединены параллельно, а ихсопротивления и числа витков удовлетворяют соотношению- - =2 -+1,К Игде И , К - число витков и активное сопротивление полусекции;И, К - число витков и активное сопротивление основной секции.5. Электродвигатель по п.З, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что полусекции соединены последовательно, аих сопротивления и числа витков удовлетворяют соотношениюК , 1К И1328889 ставитель А. Сантал Корректор Н.Король ктор В.Петр ехред М. идык 4 исное омитета ССС крыти д. 4/5Л. ая ектная,4 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,НИИПИ Гопо делам13035, М Тираж 659дарственногоизобретенийква, Ж, Р