RU1791903C - Nonreversible d c electric machine with rectifier-mechanical commutator - Google Patents

Nonreversible d c electric machine with rectifier-mechanical commutator

Info

Publication number
RU1791903C
RU1791903C SU894750421A SU4750421A RU1791903C RU 1791903 C RU1791903 C RU 1791903C SU 894750421 A SU894750421 A SU 894750421A SU 4750421 A SU4750421 A SU 4750421A RU 1791903 C RU1791903 C RU 1791903C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
contact
brushes
groups
contacts
collector
Prior art date
Application number
SU894750421A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Ломакин
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения
Priority to SU894750421A priority Critical patent/RU1791903C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1791903C publication Critical patent/RU1791903C/en

Links

Landscapes

  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

Использование: дл  улучшени  коммутации в электрических машинах. Сущность изобретени : машина содержит механический коллектор с провод щими и изолирующими пластинами, контактирующие с ними две разнопол рные группы щеток, схему управлени , в каждой группе щеток один из контактов смещен по дорожке рабочей поверхности коллектора относительно второго контакта, а в качестве коммутирующего устройства использован управл емый полупроводниковый элемент, например транзистор или запираемый тиристор. 3 ил.Use: to improve switching in electric machines. SUMMARY OF THE INVENTION: the machine contains a mechanical collector with conductive and insulating plates, two different-brushed groups of brushes in contact with them, a control circuit, in each group of brushes one of the contacts is offset along the track of the working surface of the collector relative to the second contact, and the control device is used as a switching device a removable semiconductor element, such as a transistor or a lockable thyristor. 3 ill.

Description

елate

сwith

Изобретение относитс  к электрическим машинам, в частности к электрическим машинам посто нного тока с дополнительными устройствами дл  улучшени  коммутации .The invention relates to electric machines, in particular to DC electric machines with additional devices for improving switching.

Известна электрическа  машина с вен- тильно-механическим коммутатором (ВМК), содержаща  механический коллектор и кон- .тактирующие с ним группы щеток, подключенные к источнику питани  через управл емые полупроводниковые элементы . В машине коммутаци  осуществл етс  без дополнительных полюсов с помощью емкостных накопителей электрической энергии.A known electric machine with a fan-mechanical commutator (VMC), comprising a mechanical collector and brush groups in contact with it, connected to a power source via controlled semiconductor elements. In the machine, switching is carried out without additional poles using capacitive electric energy storage devices.

Недостатком такой машины  вл етс  ее сложность.A disadvantage of such a machine is its complexity.

Известна также электрическа  машина посто нного тока с ВМК, содержаща  механический коллектор с провод щими и изолирующими пластинами, контактирующие сAlso known is an electric direct current machine with a VMC, comprising a mechanical collector with conductive and insulating plates in contact with

ними две разнопол рные группы щеток, подключенные к питающей сети через коммутирующие устройства и состо щие кажда  из двух контактов, шунтирующие  корную цепь диоды и схему управлени .They are two different-polarity groups of brushes connected to the mains supply via switching devices and consisting of two contacts each, diodes and the control circuit shunting the main circuit.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близкой к изобретению , прин той за прототип,  вл етс  машина, в которой примен ема  совокупность коммутирующих элементов обеспечивает выполнение функций коммутатора и регул тора напр жени  на  коре двигател  при любом направлении вращени . В то же врем  существует больша  группа нереверсивных электроприводов, в которых те же функции можно выполнить с помощью меньшего числа коммутирующих элементов .According to the technical nature and the achieved result closest to the invention adopted for the prototype, there is a machine in which the set of switching elements used provides the functions of a commutator and a voltage regulator on the motor cortex in any direction of rotation. At the same time, there is a large group of non-reversible electric drives in which the same functions can be performed using fewer switching elements.

Цель изобретени  состоит в упрощении электрической машины, работающей в нереверсивном режиме.An object of the invention is to simplify an electric machine operating in a non-reversible mode.

ч чэch che

ю оu o

соwith

Эта цель достигаетс  тем, что в каждой однопол рной группе щеток набегающий контакт смещен по рабочей поверхности коллектора относительно сбегающего на рассто ние, равное половине коллекторного делени , между набегающим контактом одной из групп щеток и клеммой питающей сети включен полностью управл емый полупроводниковый элемент, набегающий контакт группы щеток противоположной |юл рнос сочёд1|нен с соответствующей клеммой источника питани  непосредственно , между сбегающими контактами разно- пол рных групп щеток и соответствующими клеммами питающей сети включены тири- сторы.This goal is achieved by the fact that in each unipolar group of brushes the incoming contact is displaced along the working surface of the collector relative to the running one by a distance equal to half of the collector division, a fully controllable semiconductor incoming contact element is connected between the incoming contact of one of the brush groups and the mains terminal groups of brushes of opposite | yulnos are connected with the corresponding terminal of the power supply directly, between the run-down contacts of different-polished groups of brushes and the corresponding and terminals Mains included tiri- Store.

В отличие от прототипа и других известных устройств предлагаемое устройство содержит всего один полностью управл емый полупроводниковый элемент вместо двух, обеспечивающий функции импульсного регул тора напр жени  и коммутатора тока в секци х обмотки  кор . Включенные между сбегающими контактами и разнопол рны- ми шинами источника питани  тиристоры выполн ют функцию пусксьых устройств, которые обеспечивают кратковременное подключение источника питани  к обмотке  кор , если перед пуском двигател  один из набегающих контактов находитс  на изолирующей пластине. В соответствии с указан- ным функциональным назначением пусковые тиристоры имеют значительно меньшую установленную мощность, чем коммутирующие устройства прототипа.Unlike the prototype and other known devices, the proposed device contains only one fully controllable semiconductor element instead of two, providing the functions of a pulse voltage regulator and a current switch in sections of the core winding. The thyristors connected between the runaway contacts and the heterogeneous busbars of the power supply function as starters, which provide a short-term connection of the power supply to the core winding if one of the running contacts is on the insulating plate before starting the motor. In accordance with the indicated functional purpose, the starting thyristors have significantly lower installed power than the switching devices of the prototype.

На фиг. 1 (в качестве примера) приведена принципиальна  электрическа  схема машины с ВМК (машина двухполюсна , обмотка волнова , содержит 9 укрупненных секций. Обмотка возбуждени  не показана); на фиг. 2 приведена блок-схема одного из вариантов схемы управлени  двигателем с ВМК; на фиг. 3 представлены диаграммы сигналов управлени , которые поступают на коммутирующие устройства и диаграммы токов в этих устройствах.In FIG. 1 (as an example) is a circuit diagram of a machine with an IUD (bipolar machine, wave winding, contains 9 enlarged sections. Excitation winding is not shown); in FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of an engine control circuit with a VMC; in FIG. Figure 3 shows diagrams of the control signals that are supplied to the switching devices and current diagrams in these devices.

Машина содержит расположенную на  коре обмотку 1, подключенную к механическому коллектору 2 с провод щими 3-11 и изолирующими 12-20 пластинами, контактирующие с ними разнопол рные группы щеток, состо щие из контактов 21-24, подключенных к питающей сети через коммутирующие устройства 25-27, шунтирующие  корную цепь диоды 28, 29 и схемы 30 управлени . В схему управлени  вход т; датчик положени  31, формирователи импульсов 32, 33, суммирующее устройство 34, блок задержки 35, усилитель импульсов отпирани  36, усилитель 37 импульсов запирани  и блок 38 пусковых импульсов, обеспечивающий включение тиристоров 26 и 27 в пусковых режимах работы машины. Датчик положени  (ДП) дискретного типа, как в вентильном двигателе, вырабатывает две последовательности импульсов Б1, Б2, имеющие относительное смещение 180 электрических градусов. Число импульсов на один оборот вала двигател  в каждой после0 довательности равно числу провод щих пластин коллектора.The machine contains a winding 1 located on the cortex, connected to a mechanical collector 2 with conductive 3-11 and insulating 12-20 plates, heteropolistic groups of brushes in contact with them, consisting of contacts 21-24 connected to the mains through switching devices 25 -27, core shunts, diodes 28, 29 and control circuits 30. The control circuit includes; a position sensor 31, pulse shapers 32, 33, an adder 34, a delay unit 35, a gate pulse amplifier 36, a gate pulse amplifier 37 and a trigger pulse block 38, which enables thyristors 26 and 27 to be switched on in the machine starting conditions. The position sensor (DP) of a discrete type, as in a valve motor, generates two sequences of pulses B1, B2 having a relative displacement of 180 electrical degrees. The number of pulses per revolution of the engine shaft in each sequence is equal to the number of collector conductive plates.

При работе машины скольз щие контакты перемещаютс  по рабочей поверхности коллектора слева направо (фиг. 1). В поло5 жении скольз щих контактов, изображенном на фиг. 1, фиг. 3 и соответствующем моменту времени ti ток  кор    протекает от скольз щего контакта 21, через пластину 3, обмотку  кор , пластину 8, контакт 24,During operation of the machine, the sliding contacts move from left to right along the working surface of the collector (Fig. 1). In the position of the sliding contacts shown in FIG. 1, FIG. 3 and corresponding to the time ti, the core current flows from the sliding contact 21, through the plate 3, the core winding, the plate 8, contact 24,

0 через обратный диод 28. Тиристоры 25-27 отключены. В момент времени ti в канале Б1 датчика положени  вырабатываетс  импульс управлени , который, проход  через блоки 32,34,36, преобразуетс  в отпираю5 щий импульс Uo, обеспечивающий включение запираемого тиристора 25. После открывани  этого тиристора напр жение источника питани  прикладываетс  к секции обмотки  кор , св занной с пластинами0 through the reverse diode 28. Thyristors 25-27 are disabled. At time ti, a control pulse is generated in the channel B1 of the position sensor, which, passing through blocks 32,34,36, is converted into a trigger pulse Uo, which enables the locking thyristor 25 to turn on. After opening this thyristor, the voltage of the power supply is applied to the section of the coil winding associated with the plates

0 3, 4, в которой начинаетс  коммутационный процесс. Счита , что скольз щий контакт 23, наход сь на изолирующей пластине 12 в момент времени ti, начинает контактировать с провод щей пластиной 4, ток вентил 0 3, 4, in which the switching process begins. Assuming that the sliding contact 23, located on the insulating plate 12 at the time ti, starts to contact the conductive plate 4, the valve current

5 25 J25 протекает по контуру; плюс источника питани  - 25-23-4-секци -3-21-28-минус источника. По истечении времени Тк ток диода 28 28 уменьшаетс  до нул , ток вентил  25 становитс  равным току  кор  (zs  ). В5 25 J25 flows along the contour; plus power source — 25-23-4-section -3-21-28-minus power source. After the passage of time Tk, the current of the diode 28 28 decreases to zero, the current of the valve 25 becomes equal to the current core (zs). AT

0 секции, св занной с пластинами 3, 4, заканчиваетс  процесс реверсировани  тока, а ток  кор  протекает по контуру: плюс источ- ника-25-23-4-обмотка-8-24-минус источника .In section 0, connected to plates 3, 4, the current reversal process ends, and the core current flows along the circuit: plus source-25-23-4-winding-8-24-minus source.

5 В момент времени т.2, когда скольз щие контакты перемест тс  по коллектору на половину ширины провод щей пластины или по истечении времени задержки ги у Г, обеспечиваемой блоком 35, на выходе уси0 лител  импульсов запирани  37 по вл етс  сигнал Us отрицательной пол рности (на фиг. 3 он имеет положительную пол рность ), обеспечивающий выключение тиристора 25 (i25 0). При этом ток  кор  за счет5 At time point 2, when the sliding contacts move across the collector by half the width of the conductive plate or after the lag time Γ provided by block 35 expires, a negative polarity signal Us appears at the output of the blocking pulse amplifier 37 (in Fig. 3 it has a positive polarity), which turns off the thyristor 25 (i25 0). In this case, the core current due to

5 ЭДС самоиндукции обмотки продолжает протекать в прежнем направлении через шунтирующий диод 29 между скольз щими контактами 22, 23 (i29  ).5, the winding self-induction EMF continues to flow in the same direction through the shunt diode 29 between the sliding contacts 22, 23 (i29).

В момент времени 1з, когда скольз щий контакт 24 в обесточенном состо нии, наход сь на изолирующей плаастине 17, начинает контактировать с пластиной 9, в канале Б2 датчика положени  вырабатываетс  импульс управлени , который, проход  через блоки 33, 34, 36, сигналом Do включает ти- ристор 25. При этом начинаетс  коммутационный процесс в секции, св занный с пластинами 8, 9 и ток  кор  протекает по контуру: плюс источника-25-29-22-8-сек- ци -9-24-минус источника питани . По ис- течении времени т ток шунтирующего диода 29 уменьшаетс  до нул  i29 0), ток вентил  25 достигает значени  тока  кор  025  ), в секции, св занной с пластинами 8, 9, заканчиваетс  процесс реверсирова- ни  тока, а ток  кор  протекает так: плюс источника-25-23-4-обмотка-9-24-минус источника.At time 1c, when the sliding contact 24 in the de-energized state, being on the insulating plate 17, starts to contact the plate 9, a control pulse is generated in the channel B2 of the position sensor, which, through the blocks 33, 34, 36, is generated by the Do signal turns on thyristor 25. This starts the switching process in the section connected to the plates 8, 9 and the core current flows along the circuit: plus source-25-29-22-8-section -9-24-minus power source . Over time t, the current of the shunt diode 29 decreases to zero i29 0), the current of the valve 25 reaches the value of the current core 025), in the section connected to the plates 8, 9, the current reversal process ends, and the core current flows so : plus source-25-23-4-winding-9-24-minus source.

В момент времени т.4, когда скольз щий контакт 23 переместитс  на половину изолирующей пластины 13, или по истечении времени задержки tn y Т, на выходе усилител  импульсов 37 по вл етс  сигнал из на выключателе 25 025 0). Ори этом ток  кор  за счет ЭДС самоиндукции обмотки продолжает протекать в прежнем направлении через диод 28 между контактами 21, 24 и пластинами 4, 9 028  ).At time t.4, when the sliding contact 23 moves to half of the insulating plate 13, or after the delay time tn y T has elapsed, the signal from the switch 25 025 0) appears at the output of the pulse amplifier 37. Or this, the core current due to the EMF of the self-induction of the winding continues to flow in the same direction through the diode 28 between the contacts 21, 24 and the plates 4, 9 028).

В момент ts, когда скольз щий контакт 23, наход сь на изолирующей пластине 13, вступает в контактирование с провод щей пластиной 5, включаетс  вентиль 25 и начинаетс  коммутационный процесс, аналогичный моменту времени ti. Далее процессы повтор ютс .At the time ts, when the sliding contact 23, being on the insulating plate 13, comes into contact with the conductive plate 5, the valve 25 is turned on and the switching process starts, similar to the time ti. Next, the processes are repeated.

Дл  регулировани  частоты вращени  машины с помощью блока задержки 35, регулиру  врем  задержки т.и, можно измен тьTo adjust the speed of the machine using the delay unit 35, by adjusting the delay time, it is possible to vary

&SS. /& SS. /

коэффициент заполнени  импульсного цикла:pulse cycle duty cycle:

У Ui/T,(1) а, следовательно, и среднее напр жение на  коре двигател , т.е.Ui / T, (1) and, consequently, the average stress on the cortex of the engine, i.e.

и0 у Un.(2) Специфическим отличием предлагаемого устройства от прототипа  вл етс  то, что оно применимо только в нереверсивных электроприводах.and 0 for Un. (2) A specific difference of the proposed device from the prototype is that it is applicable only in non-reversible electric drives.

Claims (1)

Формула изобретени  Нереверсивна  электрическа  машина посто нного тока с вентильно- механическим коммутатором со свободным выбегом, содержаща  механический коллектор с провод щими и изолирующими пластинами, контактирующие с ним две разнопол рные группы щеток, состо щие из двух контактов, схему управлени , шунтирующие  корную цепь диоды, включенныё между набегающими и сбегающими контактами разнопол р- ных групп щеток, полностью управл емый полупроводниковый элемент, соедин ющий клемму питающей сети с набегающим контактом одной из групп щеток, отличающа с  тем, что, с целью упрощени , она содержит тиристоры, включенные между сбегающими контактами разнопол рных групп щеток и соответствующими клеммами питающей сети, набегающий контакт группы щеток пол рности, противоположной пол рности группы,соединенной с полностью управл емым элементом, соединён с соответствующей клеммой источника питани , а в каждой однопол рной группе щеток набегающий контакт смещен по рабочей поверхности коллектора относительно сбегающего на рассто ние, равное половине коллекторного делени .SUMMARY OF THE INVENTION A non-reversible direct-current DC electrical machine with a free-flow valve-mechanical switch, comprising a mechanical collector with conductive and insulating plates, two different-polarity brush groups in contact with it, consisting of two contacts, a control circuit, diodes, which are connected to the main circuit, connected between the incoming and outgoing contacts of different-polarity groups of brushes, a fully controllable semiconductor element connecting the mains terminal to the incoming contact of one h brush groups, characterized in that, for the sake of simplicity, it contains thyristors connected between the runaway contacts of the bipolar groups of brushes and the corresponding terminals of the mains, an incident contact of the brush group of a polarity opposite to the polarity of the group connected to the fully controllable element is connected to the corresponding terminal of the power supply, and in each unipolar group of brushes the incoming contact is displaced along the working surface of the collector relative to the running one by a distance equal to half the collector division. rr UU ЪB & && & JJ ПP // гg
SU894750421A 1989-10-17 1989-10-17 Nonreversible d c electric machine with rectifier-mechanical commutator RU1791903C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894750421A RU1791903C (en) 1989-10-17 1989-10-17 Nonreversible d c electric machine with rectifier-mechanical commutator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894750421A RU1791903C (en) 1989-10-17 1989-10-17 Nonreversible d c electric machine with rectifier-mechanical commutator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1791903C true RU1791903C (en) 1993-01-30

Family

ID=21475201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894750421A RU1791903C (en) 1989-10-17 1989-10-17 Nonreversible d c electric machine with rectifier-mechanical commutator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1791903C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 441631,кл. Н 02 К 13/14,1974. Авторское свидетельство СССР № 1492422,кл. Н 02 К 13/14,1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4746844A (en) Control and operation of brushless continuous torque toroid motor
US6212053B1 (en) Device and method for driving at least one capacitive actuator
RU1791903C (en) Nonreversible d c electric machine with rectifier-mechanical commutator
US4039915A (en) D-c commutator-type dynamo electric machine with electronic control
SU1272414A1 (en) Rectifier electric motor and method of adjusting it
SU1092672A1 (en) Thyratron motor
SU1295497A1 (en) Electric drive
SU1511809A1 (en) Electric machine with rectifier-mechanical switching device
SU1173544A1 (en) Arrangement for controlling induction motor
SU736316A1 (en) Device for regulating dc electric motor speed
SU1387152A1 (en) Device for excitation of synchronous electric machine
SU1715670A1 (en) Switch drive control device
SU294432A1 (en)
SU1203683A1 (en) Device for controlling two-winding linear electromagnetic motor
SU1295502A1 (en) Control device for four-phase stepping motor
SU1050086A1 (en) Device for controlling two-winding electromagnetic reciprocate-motion motor
SU1064406A1 (en) Device for starting d.c. series-wound motors
US3505585A (en) Adjustable d.c. voltage converter utilizing a multi-way switch
SU1023612A1 (en) Device for control of single-phase induction electric motor
SU744888A1 (en) Device for control of stepping electric motor
SU1246265A1 (en) Thyratron electric motor
SU736275A1 (en) Dc machine with controllable power-diode mechanical switching device
SU1265964A1 (en) Device for controlling m-phase stepping motor
SU904181A1 (en) Power amplifier for control of electromechanical converter
SU705635A1 (en) D-c electric drive