SU445104A1 - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области регулируемого электропривода.

Известны вентильные электро двигатели , на магнитопроводах статора которых размещены обмотки возбуждени , подключенна  к однофазной сети переменного тока первична  обмотка динамического трансформатора и первична  обмотка управл ющего трансформатора, а на роторе - совмещенные с вторичными обыотками динамического трансформатора секции  корной обмотки электродвигател , замкнутые полупроводниковыми ключами, например тиристорами , к управл ющим цеп м которых подключены вторичные обмотки управл ющего трансформатора.

Однако такие электродвигатели имеют низкие энергетические показатели , обусловленные сильным вли нием потока реакции  кор  и малой эффективностью работы динамического трансформатора.

Цель изобретени  - повысить энергетические показатели электродвигател .J

Это достигаетс  за счет увеличени  эффективности работы динамического трансформатора, т.е. увеличени  среднего значени  тока в секци х обмотки  кор  при заданном значении напр жени  питани , а также уменьшени  вли ни  потока реакции  кор  в зоне действи  основного потока возбуждени  без увеличени  воздушных зазоров в магнитных цеп х системы возбуждени  и динамического трансформатора .

Дл  этого магнитопровод ротора выполнен с торцовой, рабочей поверхностью и состоит из отдельных ферромагнитных элементов, разделенных по всей длине аксиальными воздушными зазорами, в которых расположены активные проводники секций  корной обмотки, а магнитопровод статора системы возбуждени  состоит из кольцевых сердечников замкнутых двум  П-образными ферромагнитными элементами, каждый из которых несет обмотку возбуждеНа фиг. I показан предлага,емый электродвигатель, частичный продольный разрез : на фиг, 2 разрез по А-А на фиг, I; на фиг.З - разрез по Б-Б на фиг, I; на фиг, 4 - схема секции обмотки  кор ; на фиг, 5 - конструкци  управл ющего трансформатора; на фиг, 6 схема замыкани  силовых линий по .тока реакции  кор  по элементам. магнитопровода двигател ,

Ротор I двигател  закреплен на валу 2 и имеет по окружности вырезы, в которых размещаютс  ферромагнитные элементы 3, разделенные между собой по всей длине аксиальными воздушными зазорами, в которых располагаетс  обмотка  кор  4, На роторе размещены полупроводниковые ключи (тиристоры) 5,

Статор состоит из двух фланцев 6,7, выполненных из немагнитного материала, в пазах которых помещены ленточные кольцевые сердечники 8,9, Фланцы и кольцевые сердечники имеют вырезы дл  магнитопроводов 10 Д1 динамического трансформатора с первичными однофазными обмотками 12,13 переменного тока. Вторые обмотки динамического трансформатора совмещены с секци ми обмотки  кор . Магнитопровод системы возбуждени  включает ленточные кольцевые сердечники 8,9 и замыкающие их П-образные. ферромагнитные элементы 14,15 с обмотками 16,17 возбуждени .

Пример намотки секции обмотки  кор  показан на фиг. 4 (дл  простоты в каждом пазу показано по одному активному проводнику). Обмотка выполнена с диаметральным шагом Концы каждой секции замкнуты парой встречно включенных тиристоров 18, 19, Контур секции обмотки  кор  сцепл етс  с двум  переменными магнитными потоками и двум  магнитными потоками возбуждени . Зоны 20,21 действи  переменных магнитных потоков динамического трансформатора условно ограничены пунктиром .

На П-образном статоре 22 управл ющего трансформатора (см, фиг, 1,5) размещена первична  обмотка 23. Вторичные обмотки 24 располагаютс  на тороидальном магнитопроводе ротора 25, закрепленном на валу двигател . Число вюричных обмоток управл ющего трансформатора равно числу тиристоров, т.е. вдвое больше числа секций обмотки  кор .

На фиг, 6 представлена схема , замыкани  силовых линий потока реакции  кор  по элементам магнитопровода двигател  дл  момента времени , когда переменный ток в пер-; вичных обмотках динамического трансформатора имеет указанное.на фиг, 6 направление. Показаны так- же активные проводники обмотки

 кор  и направлени  тока в них, а также направление силовых линий . потока реакции  кор  в тороидальных сердечниках и в магнитопроводах статора динамического трансформатора .

Двигатель работает следующим образом.

Первичные обмотки 12, 13 динамического трансформатора включены последовательно и встречно и создают два магнитных потока, измен ющихс  в противофазе. Сцепл  сь с контуром секции обмотки  кор , они создают в ней сумматорную

переменную э,д,с. При включении одного из тиристоров 18,19 по обмотке протекает выпр мленный пульсирующий ток. Активные проводники обмотки  кор  наход тс  в зоне действи  двух магнитных потоков возбуждени  разных направлений, создаваемой посто нными токами, протекающими в обмотках 16,17, что приводит к возникновению вращающего

электромагнитного момента. При повороте ротора на 90 по отношению к положению, -еображенному на фиг, 4, когда активные проводники секции окажутс  в зонах 20,21 дейстВИЯ переменных потоков, суммарное по токосцепление контура секции обмотки  кор  с переменными потоками равно нулю, и э,д.с. не наводитс ,

Дл  включени  тиристоров используетс  управл ющий трансформатор , имеющий одну первичную обмотку , на которую выдаютс  однопол рные импульсы управлени , синхронизированные с напр жением сети . Каждой секции обмотки  кор  соответствуют две вторичные обмотка управл ющего трансформатора , намотанные одинаково и включенные в цепи управл ющих тиристоров 18,19 таким образом, что совпадение во времени импульса на управл ющем электроде и положительной полуволны э,д.с., наводимой в секции, обеспечиваетс  лишь дл  одного из двух тиристоров, соответствующих данной секции, что и приводит к протеканию в обмотке 54  кор  выпр мленного тока. Дл  коммутации тока в секци х обмотки  кор  в данной конструкции используетс   вление опрокидывани  фазы переменной э.д.с. при прохождении секцией линии геометрической нейтрили машины, котора  в данном случае соедин ет центры зон 20,21 действи  переменных потоков и проходит черев центр вращени  ротора. При опрокидывании фазы .с. Б секции совпадение во времени импульса на управл ющем электроде и положительной полуволны з.д.с. обеспечиваетс  уже дл  другого тиристора , что и приводит к коммутации тока. Таким образом, при враще нии  кор  секции его обмотки коммутируютс  последовательно во времени при одновременной подаче упра л ющих импульсов на все тиристоры что позвол ет создать достаточно простую одноканальную схему управлени  двигателем, обеспечивающую регулирование скорости и реверс за счет соответствующего фазового сдвига управл ющих импульсов по отношению к напр жению питани , а следовательно по отношению к переменной Э.Д.С., наводимой в обмотке  кор . Силовые ЛИНИИ части потока реакции  кор , действующей в зоне основ ных полюсов системы возбувдени , за мыкаютс  в осевом направлении по ферромагнитным элементам 3 ротора, а в полоскост х, перпендикул рных оси вращени /, - по ленточным кольцевым сердечникам 8,9. Направление силовых линий потока реакции  кор  на фиг. 6 условно- показано пунктиром . Дл  этой части потока реак ции  кор , котора  может одновременно считатьс  потоком рассто ни  вторичной обмотки динамического трансформатора, магнитна  цепь включает в себ  четыре воздущных зазора. Магнитна  цепь части потока реакции  кор , котора  замыкаетс  по магнитопроводу статора динамического трансформатора и сцепл етс  с его первичной обмоткой , а также аксиально замкнутые магнитные цепи потоков возбуждени  и потока первичной обмотки динамического трансформатора, имеют два воздушных зазора. Этим достигаетс  существенное ослабление части потока реакции  кор , замыка ющейс  в зоне действи  полюсов сис темы возбуждени , и уменьшение ин 4 уктивности рассе ни  вторичной обмотки динамического трансформатора , что позвол ет повысить эффективность его работы, В режиме насыщени  магнитопровода системы возбуждени  часть потока реакции  кор  (размагничивающа  составл юща ) может замыкатьс  также по П-образным элементам 14,15, так как услови  замыкани  подмагничивающей и размагни чивающей составл ющей через эти элементы будут различными, В этом случае, сцепл  сь с контурами обмоток 16,17 возбуждени , импульсный поток реакции  кор  наводит в них переменные э.д.с. Протекающие под действием этих э.д.с, токи создают встречно действующие потоки , вследствие чего размагничивающа  составл юща  потока реакции  кор  оказываетс  в значительной степени скомпенсированной также и в этом режиме. Обмотки возбуждени  выполн ют в данном случае также функцию компенсационных обмоток. Предмет изобретени  Вентильный электродвигатель, на магнитопроводах статора которого размещены обмотки возбуждени , подключенна  к однофазной сети переменного тока первична  обмотка динамического трансформатора и первична  обмотка управл ющего трансформатора , а на роторе - совмещенные со вторичными обмотками динамического трансформатора секции  корной обмотки электродвигател , замкнутые полупроводниковыми ключами , например тиристорами, к управл ющим цеп м которых подключены вторичные обмотки управл ющего трансформатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  энергетических показателей, магнитопровод ротора выполнен о торцовой рабочей поверхностью и состоит из отдельных ферромагнитных элементов, разделенных по всей длине аксиальными воздушными зазорами, в которых размещены активные проводники секций  корной обмотки, а магнитопровод статора системы возбуждени  состоит из ленточных кольцевых сердечников, замкнутых двум  П-образными ферромагнитными элементами, каждый из которых снабжен обмоткой возбуждени .

16 /4. 4

85

2225

/

S

IX

И

umilllil

М1ПМ11111111111111111|)|||Т|

I I I .

J 7 /

бу::

Й

.у

11

131517М15

9 игл

Фиг. 2 б (Риг.з в

(fJu3.6