Вентильный электродвигатель

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛ Изобретен технике, в ч электродвига регулируемом е относится к электростности к вентильнымелям, используемым вэлектроприводе. По основному авт,св. И 819893 известен вентильный электродвигатель, содержащий первичную двухфазную обмотку на статоре, секции которой соединены с выходом двухфазного инвертора, выполненного в виде двух параллельно соединенных ячеек, одна из ветвей каждой из которых состоит из последовательно соединенных конденсаторов, а вторая - из последовательно соединенных транзисторов, и содержащий также цепь запуска и синхронизации, выполненную в виде конденсатора, подключенного между общей точкой транзисторов ячейки, с базой транзистора которой соединена цепь запуска, и общей точкой конденсаторов другой ячейки 11. 2Недостатком данного двигателяявляется то, что. обмотки обратной связи размещены в пазах статора совместно сфазными обмотками двигателя, Это приводит к тому, что снижается использование активных материа; лов машины вследствие того, что фазные обмотки занимают не всю площадь пазов статора, а также к снижению о энергетических показателей, так каккаждая обмотка обратной связи работает в режиме однополупериодного вы" прямления. При различии в параметрах транзисторов ячейки в воздушном за зоре машины появляется постоянная составляющая магнитного потока, которая создает тормозной момент.Цель изобретения - повышение технико-экономических показателей двигателя и расширение функциональных возможностей за счет формирования мягких и жестких механических характеристик.2вичной обмотке 7 тока во вторичных обмотках 8 и 9 трансформатора, выполняющих функцию обмоток обратной связи, наводятся ЭДС. При увеличении тока в коллекторной цепи транзистора 13 рабочая точка перемещается по выходной характеристике транзистора и переходит из области насыщения в активную область. Прекращается увеличение тока коллектора, а следо.вательно, и тока,. протекающего по первичной обмотке трансформатора. Поэтому ЭДС во вторичных обмотках 8 и 9 трансформатора становятся равными нулю. Транзистор 13 закрывается. Вследствие этого ток в первичной обмотке 7 трансформатора уменьшается, что приводит к возникновению противоположных по знаку ЭДС в обмотках 8 и 9 обратной связи, Транзистор 12 открывается, и этим начинается второй полупериод работы первой ячейки инвертора. Работа ячейки В инвертора происходит аналогично, но благодаря связи точек 20 и 21 через синхронизирующий конденсатор 18 процессы в ячейке В инвертора протекают со сдвигом во .времени на Л /2 относительно процессов в первой ячейке инвертора,Так как параметры фазных обмоток двигателя зависят от скорости его вращения, то при изменении нагрузки на валу двигателя происходит изменение постоянной времени электрической цепи ячейки. Зто приводит к изменению скорости движения рабочей точки по выходной характеристике транзистора. Время, за которое рабочая точка перемещается из области насыщения в активную область, зависит как от постоянной времени обмоток двигателя и трансформаторов, так и от способа подключения:первичных обмоток трансформаторов к Фазным обмоткам двигателя.Рассмотрим влияние. способа подклюФ"чения первичных обмоток трансформато ,ров с Фазными обмотками двигателя на его механические характеристики.Пусть первичная обмотка трансформатора включена параллельно с фазной обмоткой двигателя (Фиг. 1). Изменение нагрузки двигателя влияет на скорость изменения тока в фазных обмотках двигателя, но не влияет на скорость изменения тока в первичной обмотке трансформатора. Вследствие этого ЭДС наводимые в обмотках обратной 3 97828Цель достигается тем,что в каждуюячейку двухфазного инвертора подключен трансформатор, первичная обмотка,которого включена параллельно илипоследовательно соответствующей Фазной обмотке двигателя, а две вторичные обмотки - в база-эмиттерные цепи соответствующих транзисторов ячейки.На фиг,1 приведена принципиальная 16схема предлагаемого двигателя, параллельное включение первичных обмотоктрансформаторов с фазными обмоткамидвигателя .на фиг.2 - то же, последовательное соединение указанных 1 бобмоток; на фиг,3 - механические характеристики при параллельном О) ипоследовательном (СГ) соединении Фазных обмоток двигателя и первичныхобмоток трансформаторов.20Устройство содержит вторичную короткозамкнутую обмотку ротора 1 ипервичную двухфаэовую обмотку с фазами 2 и 3,уложенную в пазы статора,Двухфазная обмотка 2,3 питается от 2 зисточника постоянного напряжения че"реэ двухфазный инвертор, каждая ячейка которого выполнена по полумостовойсхеме и содержит одинаковые элементы,На магнитопроводе трансформатора пер- щвой ячейки расположены первичная 4и вторичные 5 и 6 обмотки. Трансформатор второй ячейки имеет первичнуюобмотку 7 и вторичные 8 и 9, Однаиз Фаз подключена одним концом ксредней точке между транзисторами10 и 11, а другая - к средней точкемежду транзисторами 12 и 13. Другиезажимы фаз соединены соответственнос общими .точками конденсаторов 14,15 и 16,17. Между средней точкойтранзисторов 10 и 11 и средней точкойконденсаторов 16 и 17 подключен фаэирующий конденсатор 18, Управляющаяцепь транзистора 13 соединена черезконденсатор 19 с соответствующим зажимом источника питания,Рассмотрим работу схемы с моментапуска, При подключении питания положительное напряжение источника черезконденсатор 19 запуска открываеттранзистор 13 по его базовой цепи,и этим начинается полупериод работыпервой ячейки инвертора. При этомконденсатор 17 разряжается, а конденсатор 16 заряжается через транзистор 13, Фазную обмотку 3 и первичную обмотку 7 трансформатораВследствие увеличения протекающего по пер5 9782 связи, а следовательно, и токи баз не зависят от нагрузки, Поэтому предельное значение .ока коллектора 3 при котором происходит переключение транзисторов, а следовательно, и 5действующее значение тока в фазных обмотках двигателя остается постоянным и не зависит от нагрузки. Однако при изменении нагрузки изменяется скорость движения рабочей точки по 10 участку насыщения выходной характеристики транзистора, что приводит к изменению частоты переключения транзисторов.При увеличении нагрузки на валу двигателя возрастает скорость движения рабочей точки по выходной характеристике транзистора, соответственно возрастает частота переключения транзистров; уменьшение нагрузки 20 ведет к соответственному уменьшению частоты переключения. Следовательно, при изменении нагрузки двигателя изменяется частота переключения тран,зисторов, а действующее значение то ка в фазных обмотках двигателя не меняется, В этих условиях двигательработает при постоянной потребляемой мощности и имеет мягкую механическую характеристику, аналогичную Зв характеристике двигателя постоянного тока .линия Я на Фиг.3). Если же первичная обмотка трансформатора включена последовательно с фазной обмоткой двигателя фиг,2), то изменение нагрузки двигателя влияет не только на скорость изменения тока в Фазной обмотке двигателя, но также и на скорость изменения тока в первицной обмотке трансформатора. Вследствие этого ЭДС, наводимые в обмотках обратной связи, и токи баз изменяются при изменении нагрузки. При увеличении нагрузки увеличивается скорость движения рабочей точки по вы 82 6ходной характеристике транзистора, При этом возрастает предельное значение тока коллектора, при котором происходит переключение транзисторов, вследствие чего частота переключения транзисторов остается величиной постоянной. Следовательно, при изменении нагрузки двигателя частота переключения транзисторов остается постоянной, а действующее значение тока в фазных обмотках двигателя изменяется. В этих условиях двигатель работает при изменяющейся потребляемой мощности и имеет обычную для асинхронного двигателя жесткую механическую характеристику ( линия б на Фиг 3)Предлагаемый вентильный электродвигатель может найти применение в электроприводе промышленных установок, где требуется плавное регулирование скорости, особенно перспективно использование в автономных подвижных обьектахавтомобили, самолеты, тепловозы).Формула изобретенияВентильный электродвигатель по авт.св. У 819893, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических показателей и расширения функциональных возможностей, каждая ячейка инвертора снабжена трансформатором, первичная обмотка которого. подключена параллельно или последовательно фазной обмотке двигателя, а каждая иэ вторичных обмоток соединена с управляю щей цепью транзисторов ячейки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 819893, кл. Н. 02 К 29/02, 1979тент", г, Ужгород, ул. Проектная г ВИИИП илиал ПП 978282 каз 9235/7 Г Т 21 ур и писно