Тяговый вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электродвигателям с электронной коммутацией, вентильным двигателям. Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения числа ступеней регулирования и соответствующего числа замыкателей. Каждая фаза обмотки электродвигателя состоит из двух секций, соответственно по фазам 12 и 13, 14 и 15, 6 и 17 с отводами, которые соединены с управляющими входами силовых ключей 18 и 19. Обмотка подключена к выходу трехфазного коммутатора, собранного на шести транзисторных силовых ключг1х 3-8. Эти ключи управляются датчиком положения 9 ротора, механически связанным с индуктором 10. Выход датчика 11 частоты вращения связан с входами порогового устройства 22 дешифратором (Д) 23 и ключом управления 20 датчиком положения ротора. На выходах 24,25 дешифратора сигналы принимают значения, равные нолю и единице. Выход 24 Л связан с входом замыкателя 18 и входом 26 ключа л с ю сд J -vl 1 to

СОЮЗ СОЕ)ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Н 02 К 29/06

« (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 3824494/24-07 (22) 10.12.84 (46) 15.09.86. Вюл. Ф 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (72) В.М.Гандшу, В.Т.Гращенков, А.Н.Лебедев и Я.И.Явдошак (53) 621 ° 313.13 ° 014 ° 2:621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР юг 743131 кл. Н 02 К 29/02, !980 °

Авторское свидетельство СССР

1(г 845234, кл. Н 02 К 29/02, 1981.

Каган В.Г., Рояк С.Л., Боченков Б.М., Шраменко С.Г. Транзисторные приводы с бесконтактными синхронными двигателями дпя стан« ков с ЧПУ. — Электротехническая промышленность. Сер.Электропривод, 1984, вып.1, с.11-14. (54) ТЯГОВЫЙ ВЕНТИЛЬНИЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродвигателям с электронной коммутацией, вентильным двигателям. Целью изобре тения является повышение надежности за счет уменьшения числа ступеней регулирования и соответствующего числа замыкателей. Каждая фаза обмотки электродвигателя состоит иэ двух секций, соответственно по фазам 12 и 13, 14 и 15, 16 и 17 с отводами, которые соединены с управляющими входами силовых ключей 18 и 19. Обмотка подключена к выходу трехфазного коммутатора, собранного на шести транзисторных силовых ключах 3-8. Эти ключи управляются датчиком положения 9 ротора, механически связанным с индуктором 10. Выход датчика 11 частоты вращения связан с входами порогового устройства 22 дешифратором (Д) 23 и ключом управления 20 датчиком положения ротора.

На выходах 24,25 дешифратора сигналы принимают значения, равные нолю и единице. Выход 24 Д связан с входом замыкателя 18 и входом 26 ключа управления 20 датчиком положения ротора, Выход 25 Д 23 подключен к входу силового ключа 19 и через генератор импульсов 21 — к входу ключа управления 20. В процессе работы при превышении напряжения датчика частоты вращения над величиной опорного напряжения порогового устройства 22 Д 23 отключает секции 13, Г

1257772

15 и 17 обмотки и подключает гене1 ратор импульсов 21. Двигатель при этом переходит на другую механическую характеристику. Выбор опорного напряжения производится таким образом, чтобы избежать дополнительных потерь, связанных с переходными процессами изменения частоты вращения. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике в частности к электродвига-телям с электронной коммутацией вентильным двигателем !,ВД1!.

Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения числа ступеней регулирования и соответствую-щего .числа замыкателей.

На фиг.l 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 .l4,15 и 16,17 соответственно второй н третьей фаэ обмотки якоря, силовые ключи 18 и 19 замь|кателей, 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 фиг.2 приняты обозначения."

1 — частота вращения; jb — момент нагрузкл, P — мощность двигателя на валу, Я. — допустимая погрешность поддержания постоянства мощнОсти, !1,! вЂ, координаты характерных точек механической характеристики; А — диапазон изменения момента нагрузки при заданной погрешности у .

На фиг. 1 представлен трехфазный вариант тягового ВД. Каждая фаза обмотки состоит из двух секций !соответственноо по фазам 12 и !3, 14 н 15, 16 и 17) с отводами, которые соединены с управляющими входами силовых кличей 18,19, состоящих из транзистора и трехфазного диодного моста.

Обмотка подключена к выходу трехфазного коммутатора, собранного на шести транзисторных силовых ключах

3-8, управляемых датчиком 9 положе-. ния ротора,.механически связанным с индуктором 10. Выход датчика частоты вращения связан с входами поро гового устройства 22, образованного пороговыми элементами, дешифратором 23 и ключом 20 управления датчиком положения ротора, Дешифратор в данном случае представляет собой триггер с одним устойчивым положением, на выходах 24 и 25 которого сигналы принимают значения

"О" и "l". Выход 24 дешифратора связан с входом эамлкателя 18 и входом 26 ключа управления датчика положения ротора. Выход 25 подклю-чен к входу силового ключа 19 и через генератор 21 импульсов к входу

27 ключа 20 управления.

ВД работает следующим образом.

В исходном состоянии при частоте вращения, равной нулю, на выходе 24

ЗО дешифратора 23 сигнал равен "1", а на выходе 25 - "О", при этом ключ

20 и силовой ключ 18 замыкателя открыты, т.е. на датчик положения ротора подается напряжение питания, 35 а выводы секции 13 15 и 17 замкнуты между собой. При подаче напряжения на клеммы 1 и 2 ВД разгоняется под действием электромагнитного момента полной обмотки с двумя по40 следовательно включенными секциями каждой фазы. При увеличении час!

257772 тоты вращения, в момент, когда напряжение датчика частоты вращения превысит напряжение одного из элементов порогового устройства.22, на выходе 24 дешифратора 23 сигнал 5 станет равным "0", на выходе 25

В этом случае транзистор силового ключа 18 закрыт, а секции 13,15, l7 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 ротора импульсы с определенной скважностью.. Двигатель включен только в течение импульса генератора. При дальнейшем разгоне двигатель работает с меньшим числом витков обмот- 20 ки (секции I2,14, 16) 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 однополярных импульсов., длительность которых пропорциональна числу включен- 30 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 длитель— ности импульсов, а пусковой момент .прямо пропорционален длительности импульсов и не зависит от числа включенных витков °

С учетом изложенного, характерис- 40 тики 1 = 1{ и Р = 3(р) тягового

ВД,имеют вид, представленный на фнг.2.

При подключении к коммутатору полной обмотки, когда частота враще- 15 иия мала, т.е. напряжение датчика .-: частоты вращения меньше опорного напряжения порогового устройства, дви.гатель работает на участке механической характеристики с координата- 30 ми И = 1, 4 = l. В точке 1 при частоте вращения 4у, напряжение датчика частоты вращения превышает опорное напряжение порогового устройства 22, дешифратор 23 отключает 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 импульса составляет половину периода, то двигатель переходит на механическую характеристику с координатами

0,5;9 = 2.

Выбор опорного напряжения производится таким образом, чтобы переключение обмотки происходило в точке 3 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 учас гке А при кратности изменения момен(И та нагрузки 3 =-- — — определяется

1" величиной Z При этом изменение частст вращения определяется участком В.

Формулаизобретения

Тяговьп нентильный электродвигатель, содержащий индуктор, якорь с ш-глазной обмоткой, подключенной к цепи питания через силовые ключи коммутатора, управляющие цепи которых связаны с выходом датчика положения ротора, каждая фаза выполнена с отводами, каждый из одноименных от-. водов каждой фазы соединен с одним из каналов одного из m --канальных замыкателей, управляющий вход каждого из которых соединен с одним и 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,Санталов

Редактор Л.Пчелинская Техред JI.Ñåðäþêîâà Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5036/54 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4