SU1130970A1 - Вентильный двигатель - Google Patents

Abstract

ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхронную машину, m-фазна  обмотка  кор  которой подключена каждой фазой к основным ключам коммутатора , а своим нулевым выводом соединена с одним из полюсов источника питани  через дополнительный ключ, устройство блокировки дополнительного ключа и ключей одной из групп коммутатора , например катодной, вентиль, включенный между нулевым вьгоодом и положительным полюсом источника питани  во встречном ему направлении, мост обратного тока, вентили анодной группы которого выполнены с цеп ми управлени , широтно-импульсный модул -; тор, выход которого св зан с цеп ми управлени  дополнительного ключа и ключей катодной группы коммутатора, отличающийс  тем что, с целью повьшени  надежности, он снабжен m одновибраторами, вход каждого из которьк подключен к цепи § управлени  соответствующего ему ключа анодной группы коммутатора, а вы (Л ход - к цепи управлени  соединенного с этим ключем вентил  анодной группы моста обратного тока.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к вентильным . двигател м, у которьпс управление пре образователем (коммутатором) осущест л етс  от датчика положени  ротора, и может быть использовано дл  создани  бесконтактных электроприводов посто нного тока с широкш- диапазоно регулировани  частоты вращени . Известен вентильный двигатель, содержащий синхронную машину с m -фа ной обмоткой  кор  с нулевьм выводом св занным через дополнительный ключ с одним из полюсов источника питани  посто нного тока, например отрицательным , и устройство взаимной блоки ровки одной из группы ключей коммутатора , например катодной, и дополни тельного ключа дл  изменени  структу ры устройства коммутатора из двухполупериодной в однополупериодную l 1Известное устройство имеет все преимущества, характерные дл  электродвигателей посто нного тока, относительно высокий КПД, большой пусковой момент, хорошие регулировочные свойства (и лишено недостатков, св занных с наличием кбллекторно-щеточного узла,малый срок службы, сравнительно низка  надёжность. Кроме того, наличие дополнительных ключей дает возможность,регулиро вать частоту вращени  путем изменени  структуры, ЧТО расшир ет функциональные возможности двигател . Недостатком данного устройства  вл етс  узка  область применени , вызванна  возможностью реализации лишь частных регулировочных характе ристик в двигателе с измен емой структурой коммутатора... Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  вен тильный двигатель,, содержащей синх ронную машину, гп -фазна  обмотка  кор  которой подключена каждой фазой к основным ключам ксммутатора, а, СВОИ1.1 нулевым вьтодом соединена с одним из полюсов источника питани  через дополнительный ключ, устройство блокировки дополнительного ключа .и ключей одной из групп коммутатора, например катодной, вентиль, включенньй между нулевым вьгаодом и положительным полюсом источника питани  во встречном ему направлении, мост обратного тока, вентили анодной груп пы которого вьшолнен с цеп ми управлени , подключенными к устройству блокировки, щиротно-импульсный модул тор , выход которого св занс цеп ми управлени  дополнительного ключа и ключей катодной группы коммутатора 2. По сравнению с 1 } известное устройство имеет улучшенные регулировочные свойства и позвол ет получить Жесткие регулировочные характеристики вентильного двигател . Недостатком известного двигател   вл етс  наличие снижающих надежность двигател  всплесков перенапр жени  на силовьк переходах ключей анодной группы коммутатора, обусловленных тем, что вентили анодной группы моста обратного тока при работе с однополупериодной схемой коммутатора посто нно заблокированы. Блокировка вентилей, преследующа  цель устранени  тормозных токов от противо-ЭДС неработающих фаз, приводит к разрыву в паузе широтно-импульсного модул тора цепи спадани  тока отключающейс  фазы двигател , вследствие чего в момент начала паузы ЭДС самоиндукции отключающейс  фазы достигает значительной величины и вызывает перенапр жени  на силовом переходе ключа анодной группы, закрывающегос  сигналом датчика положени  ротора. . Цель изобретени  - повышение надежности вентильного двигател  с измен емой структурой коммутатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что вентильный двигатель, содержащий синхронную машину, m-фазна  обмотка  кор  которой подключена каждой фазой к основным ключам коммутатора, а своим нулевым вьтодом соединена с одним из полюсов источника питани  через дополнительньм ключ, устройство блокировки дополнительного ключа и ключей одной из групп коммутатора, например катодной, вентиль, включенный между нулевым вьгеодом и положительным полюсом источника питани  во встречном ему направлении, мост обратного тока, вентили анодной группы которого выполнены с цеп ми управлени ,широтноимпулъсный модул тор, выход которого св зан с цеп ми управлени  дополнительного ключа и ключей катодной группы коммутатора, снабжен w одновибраторами , вход каждого из которых подключен к цепи управлени  соответствующего ему ключа анодной группы коммутатора, а выход - к цепи управлени  соединенного с этим клюнем вен тил  анодной группы моста обратного тока. Во всех возможных режимах работы предлагаемого вентильного двигател  имеютс  цепи замыкани  токов отключающихс  фаз двигател , что предотвр щает возникновение всплесков перенап р жени  на силовых переходах ключей коммутатора, и отсутствуют цепи, по которым могут протекать тормозные токи от противо-ЭДС неработающих фаз Это позвол ет повысить надежность вентильного двигател , сохран   свойственные известному двигателю хорошие регулир.овочные и энергетичес кие характеристики. На чертеже приведена функциональна  схема вентильного двигател  с измен емой структурой коммутатора. Вентильньш двигатель содержит син ронную машину 1 с многофазной обмоткой  кор  (в данном случае трехфазной ) с нулевым вьгоодом 2,,св занным через дополнительный ключ 3 с одним из полюсов источника 4 посто нного тока, например отрицательным, а чере дополнительный вентиль 5 - с другим полюсом источника. Фазы обмотки  кор  синхронной машины 1 подключены к выходу коммутатора с анодной группой ключей 6-8 и катодной группой ключей 9-11. Коммутатор снабжен мостом обратного тока на вентил х 12-17. Вентили анодной группы 15-17 выполнены управл емьми. Цепи управлени  ключей 6-11 св заны с чувствительным элементами 18-23 датчика положени  ротора, который может быть выполнен по любой известной конструктивной схеме. Вентильный двигатель снабжен широтно-импульсным модул тором 24, выход которого св зан с цеп ми управлени  дополнительного ключа 3 и ключей 9-11 катодной группь} комму татора, и устройством 25 блокировки, вькод которого св зан с цеп ми лени  дополнительного ключа 3 и клю .чей 9-11 катодной группы коммутатора Цепь 26 управлени  устройством 25 блокировки может быть подключена к выходу дополнительного широтно-импул сного модул тора (не показан). Входы дополнительных одновибраторов 27-29 подключены к цеп м управлени  ключей 6-8 анодной группы коммутатора, а их выходы 27-29 - к цеп м управле- ни  вентилей. 15-17 анодной группы моста обратного тока. Вентильный двигатель работает следующим образом. Устройство 25 блокировки разблокирован дополнительный ключ 3 и заблокированы ключи 9-11. Вентильньй двигатель работает с однополупериодной схемой коммутации при помощи клочей 6-8, управл емых по сигналам чувствительных элементов 18-20 датчика положени  ротора, дополнительного ключа 3 и вентилей 5, 15, 16 и 17. При этом в течение каждого межкоммутационного интервала в импульсе широтно-импульсного модул тора открыт ключ 3 и сигналами соответствующих чувствительных элементов открыты ключи анодной группы коммутатора, вследствие чего соответствующие фазы обмотки  кор  подключены к источнику питани , а в паузе широтно-импульсного модул тора закрываетс  ключ 3 и  корный ток замыкаетс  через отстающиес  открытыми ключи анодной группы коммутатора и рткрьгоающийс  под действием ЭДС самоиндукции дополнительный вентиль 5, тем самым реализуетс  режим динамического торможен 1Я. При закрывании одного из ключей анодной группы, например ключа 6 по сигналу чувствительного элемента 18, запускаетс  одновибратор 27 и в течение установленного времени вьздержки одновибратора сигнал с его выхода разблокирует вентиль 15. Врем  выдержки одновибратора подбираетс  такой величины, чтобы в течение этого времени ток отключаемой фазы успевал снизитьс  до нул  во всех ра- бочих режимах. Разблокирование вентил  15 приводит к тому, что в-паузе широтно-импульсного модул тора на кoм ryтaциoннoм интервале ток отключаемой фазы замыкаетс  через вентили 5 и 15, и источник питани  (реализуетс  режим рекуперативного торможени ). В импульсе широтно-импульсного модул тора ток отключаемой фазы замыкаетс  через ключ 3 и вентиль 15 (реализуетс  режим динамического торможени ) . По истечении времени вьщержки однойибратора 27 сигнал на его выходе заблокирует вентиль 15 вплоть до нового запуска одновибратора, блогодар  чему исключаетс  протекание тормозного тока от противо-ЭДС неработающей фазы.

Аналогичным образом протекают рабочие процессы на коммутационных интервалах других фаз двигател . Широтно-импульсна  модул ци  напр жени , подвожимого к фазам двигател , позвол ет регулировать частоту вращени  при относительно малой величине потерь в ключах вьтолн ющик. функции исполнительного органа регул тора частоты вращени . При этом регулировочные характеристики имеют относительно большую жесткость, поскольку при достаточных величинах частоты широтноимпульсного регул тора и индуктивности обмотки  кор  ток двигател  не претерпевает разрыва.

Изменение структуры устройства коммутатора осуществл етс  за счет блокировки ключа 3 и разблокировки ключей 15-17. Вентильный двигатель работает с двухполупериодноц схемой коммутатора при помощи ключей 6-11, управл емых по сигналам чувствительных элементов 18-23 датчика положени  ротора, и вентилей 12-17 моста обратного тока.

Регулирование частоты вращени  осуществл етс  lio сигналам широтноимпульсного модул тора, взаимодействующего с ключами 9-11 коммутотора. Рабочие процессы на коммутационных интервалах протекают аналогично процессам при работе с однополупериодной схемой коммутатора, при этом в импульсе широтно-импульсного модул тора ток отключаемой фазы замыкаетс  через соединенньш с выводом этой фазы управл емый вентиль анодной группы моста обратного тока и открытый сигналом чувствительного элемента соответствующий ключ катодной группы коммутатора, а в паузе - через указаный управл емый вентиль и через один из вентилей катодной группы моста обратного тока.

Управление устройством 25 блокироки может осуществл тьс  как от дополнительного широтно-импульсного модул тора , так и вручную.

Таким образом, введение дополнительных одновибраторов, управл ющих вентил ми анодной группы моста обратного тока, позвол ет предотвратить возникновение всплесков перенапр жени  на силовых переходах ключей коммутатора , сниажющих надежность дви гател .

Claims (1)

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий синхронную машину, m-фазная 'обмотка якоря которой подключена каждой фазой к основным ключам коммутатора, а своим нулевым выводом соединена с одним из полюсов источника питания через дополнительный ключ, устройство блокировки дополнительного ключа и ключей одной из групп коммутатора, например катодной, вентиль, включенный между нулевым выводом и положительным полюсом источника питания во встречном ему направлении, мост обратного тока, вентили анодной группы которого выполнены с цепями управления, широтно-импульсный модулятор, выход которого связан с цепями управления дополнительного ключа и ключей катодной группы коммутатора, отличающийся тем, что, ' с целью повыпения надежности, он снабжен m одновибраторами, вход каждого из которых подключен к цепи управления соответствующего ему клю- g ча анодной группы коммутатора, а выход - к цепи управления соединенного с этим ключем вентиля анодной группы моста обратного тока.

   SU ,„.1130970

   1 1130970