SU1130969A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, обмотка  кор  KOTopoto подключена к однофазной сети переменного тока посредством статического преобразовател  со звеном посто нного тока, содерг жащего инвертор, управл ющие цепи тиристоров которого св заны с выходом датчика положени  ротора, и неуправл емый мостовой выпр митель, отличающийс  тем, что, с целью его упрощени , в него введено реле переменного тока, управл юща  цепь которого включена в цепь выходного тока вьшр мител , а нормально замкнутые контакты реле - в одно из плеч выпр мител .9

Description

v

со о со

2J J,

0д СО

5 Wff W7 We

Фиг,1 Изобретение относитс  к электротех нике, в частности к электрическим машинам дл  бытовой техники. Известны вентильные двигатели, многофазна  обмотка которых подключена к сети переменного тока через полупроводниковый преобразователь со звеном посто нного тока, содержащий инвертор, тиристоры которого управл ютс  по сигналам с датчика положени  ротора, управл емый выпр митель и сглаживающий дроссель l3 и 2. Коммутаци  тока при пуске двигател  ClJ осуществл етс  прерыванием тока путем шунтировани  сглаживающего дроссел  с помощью ключевого элемента и перевода выпр мител  в инверторный режим по сигналам с датчика положени  ротора. Это вызьтает спадение тока через провод щие тиристоры до нул  и их запирание. В известном вентильном двигателе . коммутаци  тока при пуске происходит благодар  тому, что плечи выпр мител  ввод тс  в действие постеденно , поэтому ток и напр жение на выходе .выпр мител  имеют прерывистую форму. Недостатком известных вентильных двигателей  вл етс  сложность как силовой части преобразовател , так и его системы управлени , обусловленна  необходимостью управл ть тиристорами инвертором и выпр мителем, что не поз вол ет использоват их дл  бытовых вентильных двигателей малой мощности с простейшими системами управлени . Кроме того, недостатком преобразователей с управл емым вьтр мителем  вл етс  более низкий cos Ч по сравнению с преобразовател ми с неуправл емым выпр мителем. Это объ сн етс  тем, что дл  обеспечени  надежной сетевой коммутации управл емого выппр мител  минимальный угол регулиров ни  его тиристоров должен составл ть пор дка 8-10°, что снижает cos Ч. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  вентильный электродвигатель содержащий обмотку, подключенную к однофазной сети переменного тока с помощью статического преобразовател  со звеном посто нного тока. Преобразователь состоит из инвертора, управ л ищие цепи тиристоров которого св заны с датч:иком положени  ротора, неуправл емого мостового выпр мител  выполненного на диодах, сглаживающего дроссел  в звене посто нного тока и устройства принудительной коммутации, содержащего конденсатор, два вспомогательных тиристора и дополнительный источник . Устройство принудительной коммутации обеспечивает коммутацию тока при пуске двигател  и при частотах вращени  до 0,2 номинальной. При больших частотах вращени  двигатель переходит на коммутацию тока с помощью ЭДС коммутируемых фаз з}. Недостатками известного двигател   вл ютс  сложность и неудовлетворительные массогабаритные показатели, не позвол ющие использовать его в бытовой технике. Цель изобретени  - упрощение вентильного электродвигател . Указанна  цель достигаетс  тем, что вентильный электродвигатель, обмотка  кор  которого подключена к однофазной сети переменного тока посредством статического преобразовател  со звеном посто нного тока, содержащего инвертор, управл ющие цепи тиристоров которого св заны с выходом датчика положени  ротора, и неуправл емый мостовой выпр митель, содержит реле переменного тока, управл юща  цепь которого включена в цепь выходного тока выпр мител , а нормально замкнутые контакты реле - в одно из плеч выпр мител . На фиг. 1 приведена функциональна  схема вентильного электродвигател , используемого в бытовом пылесосе; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие работу двигател . Обмотка  кор  электродвигател , имеюща  фазы 1-4, подключен к однофазной сети переменного тока посредством статического преобразовател  со звеном посто нного тока, содержащего инвертор, вьшолненный на тиристорах 5-8, управл ющие цепи которых св заны с датчиком положени  ро .тора (не показан), и неуправл емый мостовой выпр митель, выполненньй на диодах 9-12. Реле 13 имеет управл ющую цепь 14, включенную в цепь 15 выходного тока выпр мител , и контакт 16 включенный в одно из плеч вьтр мител , например, последовательно с диодом 10. В качестве реле 13 может быть использовано , например, токовое реле переменного тока, управл юща  обмотка которого включена в разрыв выходной цепи выпр мител , а нормально замкнутый контакт - в одно из плеч вьшр мител . Двигатель работает следующим образом . В исходном состо нии контакт 16 реле 13 замкнут. При включении двигател  в сеть на управл ющий переход одного из тиристоров инвертора в зави симости от положени  ротора подаетс  сигнал управлени  и по соответствующей фазе двигател  начинает протекать пусковой ток, вызыва  вращение двигател  . Так как значение пускового тока в несколько раз превьппает номиналь ный ток двигател , то при этом срабатывает реле 13 и разрывает одно из плеч выпр мител , превраща  его в од- нополупериодный, т.е. в дальнейшем выпр млении тока участвуют только два диода (на фиг. 1 это диоды 9 и 12 Поскольку реле переменного тока обладает значительной вьщержкой времени на отпускание, то при паузе напр жени  на его обмотке его контакты не замыкаютс . Благодар  этому каждый раз во врем  отрицательной полуволны се тевого напр жени  происходит быстрый спад тока в работающей фазе двигател  до нул , а во врем  положительной полуволны - возобновление тока. На фиг. 2 на интервале времени Ц показаны напр жение U на выходе вьт- р мител  и ток I в звене посто нного тока. При повороте ротора до положени , соответствующего зоне работы следующей фазы, сигнал с датчика положени  ротора подаетс  на тиристор этой фазы , а его подача на тиристор предыду щей фазы прекращаетс , В результате с этого момента до первого прерывани  тока работают две фазы двигател  После спада тока до нул  тиристор отключаемой фазы закрьтаетс  и с началом положительной полуволны напр жени  в работе остаетс  одна подключивша с  фаза. Так происходит коммутаци  тока при пуске и до скорости, при которой действующее значение тока двигател  больще величины тока срабатывани  реле 13. При увелиг1ении скорости Двигател  увеличиваетс  величина ЭДС мащины, а ее ток уменьщаетс  по экспоненциальному закону. В момент, когда ток двигател  I. станет меньше тока срабатывани  реле „, происходит отключение реле 13, его контакт 16 замыкаетс  и вьшр митель начинает работать как двухполупериодньА. Причем реле настраиваетс  таким образом, чтобы скорость при этом бьша пор дка 0,15-0,2 от номинальной. Начина  с этого момента (на фиг; 2 это интервал зремени t) благодар  двухполупериодному вьтр млению тока улучшаютс  энергетические характеристики двигател , а ко1« таци  тока происходит под действием ЭДС коммутируемых фаз. Необходимый дл  этого угол опережени  включени  по отношению к точкам пересечени  ЭДС холостого хода обеспечиваетс  предварительной. установкой датчика. Таким образом, благодар  наличию реле в вентильном двигателе его пуск происходит при однополупериодном вьтр млении тока выпр мителем, что обеспечивает эффективную сетевую коммутацию тока, а работа на более высоких скорост х осуществл етс  при двухполупериодном выпр млении и коммутации от ЭДС двигател , что улучшает его энергетические характеристики. Причем, достигаетс  это более простыми и дешевыми средствами, чем у известных вентршьных двигателей. Это дает возможность.использовать вен-. тильный электродвигатель в бытовой технике, например дл  пылесосов.

Фиг. г

ГУЛА

Claims (1)

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, обмотка якоря которого подключена к однофазной сети переменного тока посредством статического преобразователя со звеном постоянного тока, содержащего инвертор, управляющие цепи тиристоров которого связаны с выходом датчика положения ротора, и неуправляемый мостовой выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, в него введено реле переменного тока, управляющая цепь которого включена в цепь выходного тока выпрямителя, а нормально замкнутые

   Фиг. 1

   1 1130969