CS217625B1

CS217625B1 - Collectorless electric motor with derivative chracteristic

Info

Publication number: CS217625B1
Application number: CS698478A
Authority: CS
Inventors: Mojmir Reznicek
Original assignee: Mojmir Reznicek
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1983-01-28

Description

Uvedený vynález tyto nevýhody odstraňuje a přibližuje bezkolektorový motor s derivační charakteristikou v provozu, běžnému asynchronnímu motoru svojí spolehlivostí, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že statorové sekce vinutí jsou připojeny přes výkonové tyristory ks svorkám napájecího napětí, kde v čele motoru je pevně uchyceno jádro primárního obvodu buzení, opatřené vinutím primární cívky, proti kterému je na hřídeli kotvy upevněno protilehlé jádro, opatřené vinutím sekundární cívky, ke kterému jsou přes polovodičový usměrňovač buzení, umístěný také na hřídeli kotvy, připojeny budicí cívky kotvy, a kde na téže hřídeli kotvy je upevněn držák s klemou jádra řídicího vnějšího obvodu, opatřenou isolační vložkou, na které je uložena klema jádra řídicího vnitřního obvodu, přičemž jádra primárních vinutí jsou opatřena primárními vinutími cívek řídicího obvodu a jádra sekundárních vinutí jsou opatřena sekundárními vinutími cívek, jež jsou jedním spojeným pólem připojena a přes předřadný odpor k jedné svorce napájecího napětí a druhými póly přes polovodičový usměrňovač a přepínač směru otáčení k řídicím elektrodám výkonových tyristorů, kde transformátor připojený primárním vinutím ke svorkám napájecího napětí je připojen sekundárním vinutím jednak k primární cívce buzení a jednak i k primárním vinutím cívek řídicího obvodu. Statorové sekce vinutí mohou být rozděleny na několik skupin pro přepínání jak v sérii, tak jednotlivě paralelně, nebo částečně v sérii a částečně paralelně. Jádro primárního obvodu buzení může být samostatnou částí obvodu statoru, zatímco protilehlé jádro opatřené vinutím sekundární cívky je uloženo na hřídeli kotvy radiálně.The present invention overcomes these drawbacks and brings the in-line collector motor with derivative characteristic in operation to a conventional asynchronous motor by its reliability, the principle of the invention being that the stator winding sections are connected via power thyristors to the power supply terminals where the core is fixed a primary excitation circuit provided with a primary coil winding against which an opposing core is mounted on the armature shaft, with a secondary coil winding to which an armature excitation coils are also connected via a semiconductor excitation rectifier, also located on the armature shaft, and where a holder with a control outer core core key provided with an insulating insert on which the control inner core core key is mounted, wherein the primary winding cores are provided with the primary coil windings of the control circuit coils and the secondary windings are equipped with secondary coil windings which are connected by one connected pole and through a series resistor to one supply voltage terminal and the other poles through a semiconductor rectifier and rotary switch to power thyristor control electrodes where a transformer connected by primary winding to the supply voltage terminals is connected secondary winding to the primary excitation coil and to the primary windings of the control circuit coils. The stator winding sections may be divided into several groups for switching both in series and individually in parallel, or partially in series and partially in parallel. The core of the primary excitation circuit may be a separate part of the stator circuit, while the opposite core provided with the secondary coil winding is mounted radially on the armature shaft.

Vyšší účinek vynálezu lze spatřovat v tom, že provozní spolehlivostí se přibližuje asynchronnímu motoru, odstraňuje použití rozběhových odporů, lze jej zhotovit i n,a vysoká napětí, je úspora značné váhy mědi na kolektor, odpadá údržba kartáčů, vykazuje značnou úsporu elektrické energie strávenou na odporech, lze jej bez změny v konstrukci napájet jak jednofázovým napětím, při využití v trakci, tak i třífázovým napětím při využití v obráběcích strojích, bez požadavků na zvláštní údržbu.The higher effect of the invention can be seen in the fact that the operational reliability approaches the asynchronous motor, eliminates the use of starting resistors, can be made in, and high voltages, saves considerable weight of copper per collector, eliminates brush maintenance , it can be supplied without changes in design by single-phase voltage, when used in traction, as well as by three-phase voltage when used in machine tools, without special maintenance requirements.

Příkladné provedení vynálezu je schematicky znázorněno na výkresech, kde na obr.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawings, where FIG.

jsou znázorněny statorové sekce vinutí s výkonovými tyristory a buzením kotvy, na obr. 2 pak budicí transformátor, s rozvinutou kotvou, řídicími obvody a statorovým vinutím, na obr. 3 pak boční pohled i řez řídicími obvody, na obr. 4 je elektrické schéma zapojení celého motoru.the stator sections of the windings with power thyristors and armature excitation are shown, in Fig. 2 the excitation transformer, with the developed armature, the control circuits and the stator winding, Fig. 3 shows a side view and a cross-section of the control circuits; of the whole engine.

Na obr. 1 je znázorněno vinutí jednotlivých statorových sekcí 1, 2, 3, s výkonovými tyristory 6, 7, 8, s bočním pohledem na kotvu 4, s pólovými nástavci 5 a cívkami 15 budicího vinutí. Statorové sekce jsou znázorněny v prostorovém uspořádání. Na obr.FIG. 1 shows the windings of the individual stator sections 1, 2, 3, with power thyristors 6, 7, 8, with a side view of the armature 4, the pole pieces 5 and the coils 15 of the field winding. The stator sections are shown in a spatial arrangement. In FIG.

je znázorněno uspořádání jednak primárního jádra 10 buzení s primární cívkou 11 buzení, uloženými v čele motoru 9, a protilehlého jádra 12 se sekundární cívkou 13 buzení. Dále je na hřídeli kotvy 16 znázorněna rozvinutá kotva 4 s pólovými nástavci 5 a budicími cívkami 15 kotvy a držákem 23. Následuje rozvinutá rovina primárních řídicích obvodů, s jádry 17, 19, 21, s primárním vinutím cívek 18, 20, 22 řízení a jejich sekundární část, složená z jader 31, 33, 35, se sekundárními cívkami 32, 34, 36, kteréžto části jsou i na obr. 3, kde je znázorněn boční pohled, jak na primární jádra 17,the arrangement of the primary excitation core 10 with the primary excitation coil 11 housed in the front of the motor 9 and the opposite core 12 with the secondary excitation coil 13 is shown. Further, the armature shaft 16 depicts an expanded armature 4 with pole extensions 5 and armature excitation coils 15 and a holder 23. The deployed plane of the primary control circuits, with the cores 17, 19, 21, the primary windings of the control coils 18, 20, 22 and their a secondary part composed of cores 31, 33, 35, with secondary coils 32, 34, 36, which parts are also shown in Fig. 3, which shows a side view of the primary cores 17,

19, 21 řízení s vinutím primárních cívek 18,19, 21 primary coil winding 18,

20, 22, držákem 23 a uspořádání v řezu A/A v bodu, kdy jádro 17 primárního obvodu řízení s primární cívkou 18 řízení je přes vnější klemu 24 a vnitřní klemu 26, sklemováno se sekundárním jádrem řízení 31 opatřeném sekundární cívkou 32 řízení. Na obr. 4, je celkové elektrické schéma zapojení.20, 22, bracket 23, and arrangement A / A at the point where the primary steering circuit core 17 with the primary steering coil 18 is over the outer clutch 24 and the inner clutch 26 is biased to the secondary steering core 31 provided with the secondary steering coil 32. Fig. 4 is an overall electrical circuit diagram.

Při zapnutí proudu do svorek napájecího napětí, je zapojen transformátor 28, jehož sekundární vinutí je připojeno jak na primární cívky 18, 20, 22 řízení, tak i na primární cívku 11 buzení s jádrem 10, jež je uložena v čele motoru 9. Elektromagnetický tok tohoto jádra se uzavře přes protilehlé jádro 12, jež je uloženo na hřídeli kotvy 16. Ze sekundární cívky 13 buzení se indukované napětí usměrní v polovodičových usměrňovačích 14, taktéž uložených na kotvě 4 a tímto napětím jsou napájeny budicí cívky 15 kotvy. Tvoří tedy elektromagnetický obvod složený z pevného primárního jádra 11 a rotačního sekundárního jádra 12, transformátor pro napájení budicích cívek 15 kotvy. Primární cívky 18, 20, 22 řízení jsou pod stálým napětím a v jejich jádrech protéká neustále elektromagnetický tok. Klemy jader 24 a 26 řízení uzavírají, podle polohy držáku 23, jímž jsou unášeny, elektromagnetický tok primárního jádra 17 řízení, se sekundárním jádrem 31 a napětí indukované v sekundární cívce 32, usměrněné polovodičovým usměrňovačem 37, dodá podle polohy přepínače 30 směru otáčení, kladný náboj na řídicí elektrodu výkonového tyristoru 6, který, uveden do stavu vodivosti, sepne okruh statorové sekce vinutí 1. Vlivem elektromagnetických sil statorové sekce 1 a pólových buzených nástavců 5 kotvy, dojde k pootočení kotvy 4, a tím i držáku 23 a klemy jader 24 a 26 řízení opustí elektromagnetické pole jader 17 a 31 řízení a uzavřou elektromagnetické pole další dvojice jader 19 a 33. Pootočením kotvy 4 se přestane indukovat v sekundární cívce 32 řízení napětí, neboí klemy jader 24 a 26 již její elektromagnetický tok neuzavírají s primárním jádrem 17 řízení, a tím dojde ke ztrátě kladného náboje na řídicí elektrodě výkonového tyristorů 6 a tento v následující půlvlně přejde do závěrného stavu, ěímž přeruší tok proudu ve statorové sekci 1. V tomto bodu je však již uzavřen elektromagnetický tok primárního jádra 19 řízení se sekundárním jádrem 33 řízení a indukované .napětí na sekundární cívce 34 řízení, usměrněné polovodičovým usměrňovačem 38, přivede kladný náboj opět přes přepínač 30 směru otáčení, na řídicí elektrodu výkonového tyristorů 7, který uveden do vodivého stavu, sepne obvod statorové sekce 2, kde opět vlivem elektromagnetických sil této statorové sekce 2 a pólových nástavců 5 kotvy, dojde k opětnému pootočení kotvy 4. Tento děj se stále opakuje. Předřadný odpor 29 je v jednofázovém zapojení, zapojen na jedné společné svorce napájecího napětí. Při třífázovém napájení je nutno jej připojit pro každou sekundární cívku řízení a výkonový tyristor zvláště. Statorové sekce vinutí 1, 2, 3 jsou každá provedeny z několika skupin vinutí, a jejich přepínáním jak v sérii, nebo částečně v sérii a částečně paralelně, nebo paralelně, lze vyloučit rozběhové odpory. Také elektromagnetický obvod buzení, složený z primárního jádra 10 a primární cívky 11 buzení a sekundárního jádra se sekundární cívkou 13 buzení, lze provést radiálně.When power is applied to the supply voltage terminals, a transformer 28 is connected, the secondary winding of which is connected both to the primary control coils 18, 20, 22 and to the primary excitation coil 11 with the core 10, which is housed in the motor 9. This core is closed over an opposing core 12, which is mounted on the armature shaft 16. From the secondary excitation coil 13, the induced voltage is rectified in the semiconductor rectifiers 14, also mounted on the armature 4, and energized the armature excitation coils 15. It thus forms an electromagnetic circuit composed of a fixed primary core 11 and a rotary secondary core 12, a transformer for supplying the armature excitation coils 15. The primary control coils 18, 20, 22 are at a constant voltage and an electromagnetic flux is continuously flowing in their cores. The steering knuckles 24 and 26 close, depending on the position of the bracket 23 through which they are carried, the electromagnetic flux of the primary steering core 17, with the secondary core 31 and the voltage induced in the secondary coil 32 rectified by the semiconductor rectifier 37 charge to the control electrode of the power thyristor 6, which, when brought into the conductivity state, closes the stator section of the winding 1. Due to the electromagnetic forces of the stator section 1 and the pole excited extensions 5, the armature 4 and thus the holder 23 and the core and 26 the control leaves the electromagnetic field of the control cores 17 and 31 and closes the electromagnetic field of the other pair of cores 19 and 33. Turning the armature 4 stops inducing voltage control in the secondary coil 32 since the flanges of the cores 24 and 26 management and thus the loss of the positive charge at the control electrode of the power thyristors 6 and this in the following half-wave turns to a shut-off state, interrupting the current flow in the stator section 1. At this point, however, the electromagnetic flux of the primary control core 19 with the secondary control core 33 and the induced voltage to the secondary is already closed. The control coil 34, rectified by the semiconductor rectifier 38, applies a positive charge again via the rotational direction switch 30 to the control electrode of the power thyristor 7, which is energized, closes the circuit of the stator section 2, where again under electromagnetic forces of this stator section 2 and the pole pieces. 5 of the anchor, the anchor 4 is rotated again. The series resistor 29 is connected in a single-phase connection to one common supply voltage terminal. For three-phase power supply, it must be connected for each secondary control coil and power thyristor separately. The stator sections of the windings 1, 2, 3 are each made of several groups of windings, and by switching them both in series or partially in series and partly in parallel or in parallel, starting resistances can be avoided. Also, the electromagnetic excitation circuit, consisting of the primary core 10 and the primary excitation coil 11 and the secondary core with the secondary excitation coil 13, can also be realized radially.

Tento bezkolektorový derivační elektro6 motor lze využít i u pásových dopravníků, k pohonu rýpadel, zakladačů, důlních strojů i jeřábů a výtahů.This collector-derivative electro6 motor can also be used on belt conveyors, to drive excavators, stackers, mining machines and cranes and elevators.

Claims

A collector-type electric motor having a derivative characteristic, characterized in that the stator sections of the windings (1, 2, 3) are connected via power thyristors (6, 7, 8} to the supply voltage terminals where the core (9J) is fixed. 10) a primary excitation circuit provided with a primary coil winding (11a) against which an opposing core (12) is secured to the armature shaft (16J) provided with a secondary coil winding (13) to which they are also located on the shaft via a semiconductor excitation rectifier (14) an armature excitation coils (15) are connected, and wherein a holder (23J with a core outer ring (24J) provided with an insulating insert (25) on which the core core (26) is mounted is mounted on the same armature shaft (16). of the control internal circuit, wherein the primary winding cores (17, 19, 21j) are provided with the primary windings of the control circuit coils (18, 20, 22J) and the secondary winding core (31, 33, 35J) The wires are provided with secondary coil windings (32, 34, 36) which are connected via one connected pole. «C f,» ti,! n „i

BACKGROUND OF THE INVENTION a series resistor (29) to one power supply terminal and other poles via semiconductor rectifiers (37, 38, 39, and a rotational direction switch (30) to power thyristor control electrodes (6, 7, 8j) wherein the transformer (28 j) is connected winding to the supply voltage terminals, it is connected by secondary winding to both the primary excitation coil (11) and to the primary windings of the control circuit coils (18, 20, 22).

Collector-free electric motor with a derivative characteristic according to claim 1, characterized in that the stator sections of the windings (1, 2, 3) are divided into several switching groups both in series and individually in parallel or partially in series and partly in parallel.

3. A collector electric motor according to claim 1 or 2, characterized in that the core (10) of the primary excitation circuit (11) forms a separate part of the stator circuit (27J) and the opposite core (12) provided with the secondary coil winding (13). on the armature shaft (16) radially.

«X h Ά tř tř tř tř A. A. a a a a a a a a a . . ......

4 sheets of drawings