SU1365272A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  состоит в повышении надежности за счет сглаживани  перенапр жений на элементах инвертора. Вентильный электродвигатель содержит инвертор, выполненный по мостовой схеме, в каждом из смежных плеч 1,2 - дроссель 3,4 и цепь 5,6 из параллельно соединенных участка коллектор - эмиттер транзистора 7,8, диода 9,10 и последовательной цепи 11,12, образованной диодом 13, 14 и конденсатором 15,16. При этом f (Л

Description

вывод обмотки машины I7 соединен с общей точкой дросселей, свободными выводами подключенных к соответствующим свободным выводам указанных параллельных цепей в точках соединени  транзистора и диодов, включенных в пол рности, противоположной источнику питани  18, а между общими точками указанных последовательных цепей подключен резистор 19. В каждое плечо дополнительно введены диоды 21,22 и включены между средней точкой последовательной цепи и противоположным по отношению к плечу полюсом источника питани  также в пол рности, обратной по отногаению к пол рности данного полюса. При использовании изобретени  в приводах металлор ежу- щих станков может быть повьшена надежность , расширена область применени  в более т желых режимах работы и снижена стоимость за счет использовани  элементов с более низкими рабочими напр жени ми. 1 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электродвигател м , в состав которых вход т инвертор на транзисторах и электромеханический преобразователь (синхронна  машина) с индуктором на посто нных магнитах, предназначенным дл  быстродействующих систем отработки механического параметра с высокой точностью , например дл  электропривода подачи металлорежущего станка.

Цепь изобретени  - повьшение надежности за счет снижени  перенапр жений на элементах инвертора.

На чертеже представлена схема вентильного электродвигател .

Электродвигатель содержит трехфазный мостовой инвертор, кажда  ветвь которого образована двум  плечами 1 и 2, которые содержат соответственно дроссели 3 и 4 и цепь 5 и 6 из параллельно соединенных участков коллектор - эмиттер транзисторов 7 и 8, диодов 9 и 10 и последовательных цепей 11 и 12, образованных диодами 13 и 14 и конденсаторами 15 и 16, машину 17, источник 18 питани , резистор 19, диоды 20 и 21.

Выключение мощных транзисторов происходит за врем , измер емое дес тками микросекунд. Поэтому необходима установка конденсаторов 15 и 16 величиной в дес тки нанофара,ц дл  обеспечени  благопри тной траектории выключени  транзисторов. Врем  включени  таких транзисторов намного меньше времени выключени , но оно

5

все же относител-ьно больше - единицы микросекунд, и дл  обеспечени  благопри тной траектории включени  транзисторов необходима установка дросселей 3 и 4. Кроме того, дроссели защищают транзисторы от импульсных сверхтоков, возникающих при перезар дке паразитных емкостей обмоток ;машины и кабел  между машиной и инвертором , и от сквозных токов, йо в- л ющихс  из-за конечного времени выключени  диодов 9 и 10, через которые в паузе между импульсами в основном замыкаетс  ток обмоток машины.

Процессы в паузе между импульсами управлени  в предлагаемом вентильном электродвигателе происход т следующим образом.

После съема импульсов управлени  одновременно, например, с транзистора 7 и со среднего транзистора в нижней группе (при этом на других тран- зисторах импульсы отсутствуют) потенциал эмиттера транзистора 7 начинает понижатьс  от величины, примерно равной положительному потенциалу источника 18 питани . Скорость снижени  потенциала практически определ етс  временем зар да конденсатора 15 через диод 13 и дроссель 3, так как обмотку машины в Данном режиме можно считать генератором тока, а долей тока от разр да конденсатора 16 через резистор 19 и диод 13 можно пренебречь ввиду относительно большой веичины резистора 19 (сотни ом), вели

чина которого в данной схеме не критична и выбираетс  из услови  полного разр да конденсатора в паузе. На этом этапе переходного процесса, длительность которого определ етс  током мшпины (единицы микросекунд), остальные диоды 10, 14, 9, 20 и 21 заперты.

При снижении потенциала эмиттера транзистора 7 до величины, меньшей потенциала отрицательного полюса источника 18 на величину пр мого падени  на диодах 20 и 13, дальнейшее снижение потенциала прекращаетс , так как оно фиксируетс  этими открытыми диодами. В известной схеме снижение потенциала продолжаетс  и может быть уменьшено только выбором резистора с относительно малой величиной сопротивлени , что требует применени  транзистора и других элементов схемы на более высокое напр жение и на больший ток.

До момента открывани  диода 10, с учетом электромагнитной энергии, запасенной в дросселе 3, через диоды I3 и 20 и обмотку указанного дроссел  замыкаетс  ток обмотки машины. После открывани  диода 10 через него течет разностный ток: открывающей пол рности от отрицательного полюса источника 1.8 питани , через диод 10, обмотку дроссел  4 в обмотку машины 17 и закрывающей пол рности, где источником тока  вл етс  электромагнитна  энерги  в дросселе 3, от нижнего вывода обмотки дроссел  3 через обмотку дроссел  4, открытые диоды 10, 13 и 20 к верхнему вьшоду обмотки дроссел  3.

К концу паузы между импульсами ток обмотки машины течет через цепь из диода 10 и дроссел  4, а через параллельную цепь из двух диодов 20 и 13 и обмотку дроссел  3 не течет, так как энерги  дроссел  3 сброшена по указанной ранее цепи. Выбира  диод 20 с повьшгенным пр мым падением (например, последовательно соединенные диод и стабилитрон или другой эквивалентный двухполюсник), можно при незначительном контролируемом перенапр жении на транзисторе выбрать величины индуктивностей дросчге- лей, обеспечивающие более благопри тную траекторию включени  транзисторов , не увеличива  врем  паузы между

импульсами на большее, чем минимально требуемое дл  выключени  транзистора . В результате повьш1аетс  надежность, снижаетс  стоимость и улучшаютс  энергетические показатели вентильного электродвигател .

В паузе после работы другой пары транзисторов, например после съеМа

Q импульсов управлени  одновременно с транзистора 8 и со среднего транзистора в верхнем р ду, происход т аналогичные процессы, но остаютс  закрытыми диоды 13 и 20, тогда как в пре5 дьщущем случае закрыты диоды 14 и 21.

При использовании изобретени  в приводах металлорежущего станка может быть повышена надежность работы, расширена область применени  в сторо0 более т желых режимов работы и, кроме того, снижена стоимость за счет использовани  элементов с более низкими рабочими напр жени ми.

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Вентильный электродвигатель, со- держашдй электромеханический преобразователь , обмотка  кор  которого под0 ключена к выходу мостового транзис- торного инвертора, каждое плечо каждой ветви которого содержит транзистор , первый силовой вывод которого соединен с общей точкой транзисторов

   с одной группы, две параллельные цепочки , подключенные между первым и вторым силовыми выводами транзистора, одна из которых образована первым диодом, а друга  - цепью из последо0 вательно соединенных второго диода и конденсатора, дроссель, обмотка которого подключена между вторым силовым выводом транзистора и выводом обмотки  кор , диоды подключены в пол р5 ности, обратной направлению пр мой проводимости транзисторов, между общими точками диодов и конденсаторов последовательных цепей плеч одной ветви подключен резистор, о т.дличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  надежности за счет снижени  перенапр жений на элементах инвертора, каждое плечо инвертора снабжено третьим диодом, подключенg ным между общей точкой транзисторов противоположной группы и общей точкой второго диода и конденсатора согласно с первым и вторым диодами.