SU1552301A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Цель изобретени  - повышение надежности двигател . Вентильный электродвигатель (ВД) содержит электромеханический преобразователь, три фазы  корной обмотки которого, сдвинутые между собой по окружности статора на 120 эл.град., образованы секци ми 1 - 6 и подключены к шинам источника питани  через устройства коммутации, управл емые сигналами датчика положени  ротора (ДПР), образу  с транзисторами 11 - 16 три канала усилени . Он снабжен трехстержневым дросселем, одни одноименные выводы секций 8 - 10 которого соединены с одним зажимом источника питани , а другие одноименные выводы по отдельности через устройства коммутации соединены с каналом усилени . Предложение позвол ет повысить номинальный КПД трехфазного электродвигател  с углом сигнального сектора ДПР, равным 180 эл. град, и надежность за счет устранени  зон с нулевым значением электромагнитного момента, возникающих обычно после обрыва одной из фаз. Изобретение может быть использовано в приводах повышенной надежности автоматических систем. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к вентильным электродвигател м (вд).

Цель изобретени  - повышение на- дежности ВД.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема ВД; на фиг. 2 - пример выполнени  ВД с однопол рными устройствами коммутации; на фиг. 3 - фраг-1 мент схемы ВД с двухпол рным устройством коммутации; на фиг0 4 - диаграммы рабочих напр жений на элементах схемы ВД с однопол рными устройствами коммутации

ВД содержит электромеханический преобразователь ЭМП) с трехфазной обмоткой  кор , кажда  фаза выполнена из двух согласно соединенных секций 1 и2, 3 и 4, 5и6, трехстерж- невоЙ дроссель 7 с трехсекционной обмоткой , секции 8-10 которой, разме- .щенные на соответствующих стержн х магнитопровода, соединены одними одноименными концами с положительным зажимом источника питани , и транзисторы 11-16 коммутатора, управл емые датчиком 17 положени  ротора (ДПР).

Концы секций каждой фазы  корной обмотки подключены по отдельности к коллекторам управл емых в противофа- эе сигналами ДПР транзисторов 11 и 12, 13 и 14, 15 и 16, эмиттеры которых подключены к отрицательному зажи му источника питани  Общие точки А, Б,В секций  корной обмотки соединены по отдельности с другими концами фаз 8-10 дроссел  7„

Выход ДПР, пара транзисторов (на- пример, П и 12) и пара секций (например , 1 и 2) образуют один канал усилени .

Вентильный электродвигатель рабо- тает следующим образом. .,,

При подаче напр жени  питани  D на шины +, - (фиг.2) на выходах ДПР 17, имеющего угол сигнального сектора рс L80 эл.град., по вл ютс  напр жени , обеспечивающие насыщение в любой момент времени по одному транзистору в каждой паре: 11, 12; 13 и 14 и 15, 16. По подключенным к источнику питани  насыщенными транзисторами секци м  корной обмотки потекут токи. Взаимодействие токов с магнитным полем ротора (посто нного магнита) обусловит возникновение в

ВД электромагнитного момента, под действием которого его ротор начнет вращатьс  При вращении ротора его магнитное поле будет пересекать проводники обмотки  кор  и в ее секци х будут наводитьс  ЭДС вращени , амплитуда которых пропорциональна  частоте вращени .

Так как фазы  корной обмотки сдвинуты между собой в расточке статора на 120 эл. град, а секции в каждой фазе - на 180 эл. град., то и ЭДС в них также будут сдвинуты на соответствующие углыо Временные диаграммы ЭДС e...eg, действующих в соответствующих секци х, наход щихс  в цеп х открытых транзисторов, приведены на фиг„4а,б,в, (со рЯ; р - число пар полюсов индуктора, 52 углова  скорость вращени  ротора). ЭДС, показанные на фиг„4а,б,в, направлены встречно напр жению питани  U на интервалах открытого состо ни  транзисторов, поэтому , действу  в контурах, образованных секци ми  корных обмоток, фазами обмотки дроссел  и открытыми транзисторами (фиг.2) они, в соответствии с законом электромагнитной индукции, наведут в обмотке дроссел  фазные и линейные ЭДС. При синусоидальной форме ЭДС в секци х  корной обмот- ки величину линейных ЭДС е6Д,еАв,е&6, действующих между концами А,Б и В фаз автотрансформатора, можно найти из выражений

eBA Emjsin(o)t+7/3)f-Emfsincotl ; eftb Em|sinc3t|-Ejsin((ut+ )| ;

О Ejsin (Wt+ -)|-Em|sinfat+ ) ,

еье )| м i з

где Еы- амплитуда ЭДС секций.

Дл  примера на фиг.4д приведена диаграмма ЭДС е6д, построенна  дл  значени  В, соответствующего режиму холостого хода серийного ВД при питании его напр жением В.

Так как линейна  ЭДС,действующа  между фазами обмотки дроссел  автотрансформатора , имеет несинусоидальную форму, то не представл етс  возможным определить величину и форму фазных ЭДС дроссел  по выражени м дл  е6А,еЛ6,еВб. Однако, зна  величины линейных ЭДС в характерных точках

(Ot-0; 7/6; If/3; 7/2; ; Ј- и т.д.)

о о

диаграмм возможно построить диаграмму

фазных ЭДС автотрансформатора, пользу сь выражением дл  закона электромагнитной индукции: „

Л - -TJ ш.

Ч w dt где число витков в фазе;

ф - магнитный поток в сердечнике

автотрансформатора. Так, например, дл  со ЭДС е,0;

Л1 Лз

е4 У е§ у- Ем(фиг.4) . Тогда из фиг.2 и из второго закона Кирхгофа

ЛФо следует, что еЕД . +

+W

где ед.вв.Ф. , фч - ЭДС и

f dt мс Cfl c4 ТВ Г9 магнитные потоки в фазах 8 и 9 дроссел .

Так как присог.0, , они создадут в стержн х фа  8 и 9 потоки

Ф« Ф - Ф М гю 2 8

этой причине

+W,

ЛФй

т dT

-Зе

q

откуда величина фазной ЭДС е.ебД/3, а ев -2е6А/3 Б,, 22 В.

Использу  подобный метод дл  СО 1Г/6;7/3; и т.д., можно найти значени  фазных ЭДС дроссел .

На фиг. 4г приведена диаграмма фазной ЭДС ей (е гй ) .

Так как в каждый момент времени в цепи открытого транзистора действует ej-,- равна  сумме ЭДС вращени  секции обмотки  кор  и фазной ЭДС дроссел , то представл ет интерес знание формы этой суммарной ЭДС. Диаграмма суммарной ЭДС е. , действующей в цеп х транзисторов 11 и 12, приведена на фиг.4е.

Так как ег1 имеет незначительные пульсации (около 10%), то пульсации тока в секци х  корной обмотки при

работе ВЦ Гудут незначительными, что обеспечивает высокий его КПД.

При обрыве одной или даже двух секций  корной обмотки или при выгорании одного или двух силовых транзисторов ВД сохран ет работоспособность и высокие энергетические показатели , немного худшие чем в известном ВД. Указанное свидетельствует о высокой надежности вентильного электродвигател .

В случае применени  вместо одно- пол рного устройства коммутации

5 (фиг.З) характер электромагнитных процессов, протекающих в двигателе, сохран етс , но повышаютс  энергетические показатели и надежность электродвигател  за счет полного исполь0 зовани  меди  корной обмотки и устранени  сквозных токов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5 Вентильный электродвигатель, содержащий электромеханический преобразователь с многосекционной обмоткой  кор , соединенной с.выходом коммутатора , управл ющие цепи которого

   0 св заны с выходом датчика положени  ротора, образу  несколько каналов усилени , выполненные с возможностью изменени  направлени  намагничивающей силы секций каждого канала через каждые 180 эл.град., силова  цепь каждого канала св зана с одним из зажимов цепи питани  посто нного тока через секцию обмотки дроссел , расположенную на замкнутом магнитопроводе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности электродвигател , он выполнен с нечетным числом каналов усилени , дроссель выполнен многостержневым с числом стержней,

   5 равным числу каналов, а секции обмотки дроссел  соединены с соответствующим каналом усилени  своими одноименными 1 ыводами.

   5

   0

   фиг.1

   Фиед

   Я в

   2Я

   фиг 4