SU1663714A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электродвигател м с электронной коммутацией - вентильным электродвигател м. Цель изобретени  - повышение энергетических показателей в области высоких частот вращени , уменьшение габаритов элементов цепи рекуперации реактивной энергии. Вентильный двигатель содержит индуктор 1,  корь с M-фазной обмоткой, подключенной к источнику 4 питани  через коммутатор, содержащий цепь 3 рекуперации и силовые ключи 2, управл ющие цепи которых св заны с выходами датчика положени  ротора, кажда  фаза состоит из N секций, M одноименных выводов которых соединены с выходами M-канальных замыкателей 12, 13, число которых равно N, их управл ющие входы через логическое устройство св заны с выходом датчика частоты вращени . При укладке в пазы магнитопровода кажда  многосекционна  фазна  обмотка выполнена многослойной, при этом проводники каждой одноименной секции фазной обмотки располагаютс  во всех пазах. В частности, кажда  многосекционна  фазна  обмотка может быть выполнена пучком проводников, каждый из которых образует одну секцию. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к двигател м с электронной коммутацией - вентильным электродвигател м (ВД).

Целью изобретени   вл етс  повышение энергетических показателей ВД в области высоких частот вращени , а также уменьшение габаритов элементов в цепи рекуперации реактивной энергии.

На фиг.1 изображена функциональна  схема ВД; на фиг.2 и 3 - варианты укладки секций фазной обмотки в пазы магнитопровода .

ВД содержит индуктор 1, транзисторный мост 2 и цепь 3 рекуперации реактивной энергии, включающую в себ  обратный диодный мост и конденсатор, подключенные к источнику питани  4, управл ющие

входы транзисторного моста 2 подключены к выходам датчика положени  ротора 5. К выходам транзисторного и входам обратного диодного моста подсоединены фазные обмотки, состо щие из двух секций кажда  соответственно по фазам 6-7, 8-9, 10-11 с отводами, подключенными к выходам замыкателей 12, 13, состо щих из диодного моста и транзисторного ключа. Управл ющие входы замыкателей 12, 13 через дешифратор 14 и пороговые элементы 15, 16 соединены с выходом тахогенератора 17.

Переключение транзисторов моста 2 происходит в пор дке, определ емом датчиком положени  ротора 5. ЭДС самоиндукции , возникающа  при отключении фазных обмоток 6-7, 8-9, 10-11, вызывает ток в диоо

Os

со VI

Ј

дах обратного моста и зар д конденсатора цепи 3 рекуперации.

При работе вентильного двигател  один из замыкателей 12 или 13 находитс  в провод щем состо нии в соответствии с управл ющим сигналом, получаемым с выхода дешифратора 14 и пороговых элементов 15, 16, срабатывающих при определенных уровн х напр жени  тахогенератора 17.

В области низких скоростей вращени  включен транзистор замыкател  13 и работают обе секции фазных обмоток 6-7, 8-9, 10-11. В области высоких скоростей вращени  работают верхние секции фазных обмоток 6, 8, 10(фиг.1).

При отключении нижних секций 7,9,11 происходит уменьшение числа проводников в пазу в два раза (фиг.2,3). В два раза уменьшаетс  коэффициент заполнени  пазов медью и также в два раза уменьшаетс  электромагнитна  посто нна  фаз. Такой же результат достигаетс  при намотке фаз проводниками, сложенными вдвое (по числу секций) с отводами от мест соединени  проводников . Если бы проводники занимали бы только часть пазов, как в известном ВД, посто нна  времени осталась бы неизменной .

Использование изобретени  позвол ет повысить мощность вентильного двигател  в области высоких скоростей вращени , что объ сн етс  следующим образом. Токи фаз при коммутации в вентильном двигателе с трапецеидальной формой ЭДС нарастают от нулевого значени  до установившегос  по закону экспоненты за врем , равное примерно трем посто нным времени Т3 обмотки . Выключение тока происходит значительно быстрее. При этом вращающий момент снижаетс  более, чем на 30%, если скорость вращени  превышает значение

()

3тр17

где Р - число пар полюсов вентильного двигател ;

m - число фаз.

Поскольку техническое решение позвол ет при отключении половины витков фазных обмоток уменьшать электромагнитную посто нную времени в два раза, снижение момента в области высоких скоростей вращени  будет значительно меньше. Допустима  по услови м коммутации скорость вращени  возрастает в два раза.

Вследствие уменьшени  электромагнитной посто нной времени снижаютс  nqтери при коммутационных процессах, так как сокращаютс  порции реактивной энергии , проход щей через цепи рекуперации. При этом увеличиваетс  КПД вентильного двигател , снижаетс  требуема  мощность,

а следовательно, масса и габариты элементов цепи рекуперации.

Преимуществом изобретени   вл етс  также возможность увеличени  скорости вращени  вверх от номинальной без ограничений , создаваемых коммутацией. Это позвол ет, в частности, применить вентильные двигатели в электроприводах главного движени  станков, а также повысить скорости холостых ходов механизмов подачи, имеющих электроприводы с вентильными двигател ми.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1,Вентильный электродвигатель, со- держащий индуктор,  корь, в пазах магни- топровода которого размещена т-фазна 

   обмотка, подключенна  к цепи питани  через коммутатор, содержащий цепь рекуперации реактивной энергии и силовые ключи,

   управл ющие цепи которых св заны с выходом датчика положени  ротора, кажда  фаза состоит из п секций, выводы секций соединены с выходами m-канальных замыкателей , число которых равно п, управл ющие входы замыкателей через логическое устройство и пороговые элементы св заны с выходом датчика частоты вращени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  энергетических показателей в

   области высоких частот вращени , а также уменьшени  габаритов элементов цепи рекуперации реактивной энергии проводники одноименных секций размещены во всех пазах магнитопровода  кор .
2. 2.Электродвигатель по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что проводники одноименных секций фазных обмоток занимают в пазу один слой.
3. 3. Электродвигатель по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что кажда  фаза  кор  выполнена пучком проводников, а число проводников равно числу секций.

   с5Нгда 5&ч vSjaSaSSSsSSvN

   Фиг.2

   Составитель А. Санталов Редактор М. Васильева Техред М.Моргентал

   Заказ 2271Тираж 329Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

   Фиг.З

   Корректор С.Шевкун