Claims (1)
гател и расширение функциональных возможностей за счет формировани м гких и жестких механических- характеристик . 397 Цель достигаетс тем,что в каждую чейку двухфазного инвертора подключен трансформатор, первична обмотка .которого включена параллельно или последовательно соответствующе фазной обмотке двигател , а две вторичные обмотки - в база-эмиттерные цепи соответствующих транзисторов чей ки. На фиг.1 приведена принципиальна схема предлагаемого двигател , парал лельное включение первичных обмоток трансформаторов с фазными обмотками двигател -на фиг.2 - то же, последовательное соединение указанныхобмоток; на фиг.З - механические характеристики при параллельном (а) и последовательном (d) соединении фазных обмоток двигател и первичных обмоток трансформаторов. Устройство содержит вторичную короткозамкнутую обмотку ротора 1 и первичную двухфазовую обмотку с фазами , 2 и 3,уложенную в пазь статора. Двухфазна обмотка 2,3 питаетс от источника посто нного напр жени через двухфазный инвертор, кажда чейка которого выполнена по полумрстовой схеме и содержит одинаковые элементы На магнитопроводе трансформатора пер вой чейки расположены первична и вторичные 5 и 6 обмотки. Трансформатор второй чейки имеет первичную обмотку 7 и вторичные 8 и 9. Одна из фаз подключена одним концом к средней точке между транзисторами 10 л 11, а друга - к средней точке между транзисторами 12 и 13- Другие фаз соединены соответственно с общими .точками конденсаторов Н, 15 и 16,17. Между средней точкой транзисторов 10 и 11 и средней точко конденсаторов 16 и 17 подключен фазирующий конденсатор 18, Управл юща цепь транзистора 13 соединена через конденсатор 19 с соответствующим зажимом источника питани . Рассмотрим работу схемы с момента пуска. При подключении питани положительное напр жение источника через конденсатор 19 запуска открывает транзистор 13 по его базовой цепи, и этим начинаетс полупериод работы первой чейки инвертора. При этом конденсатор 17 разр жаетс , а конденсатор 1б зар жаетс через транзистор 13, фазную обмотку 3 и первич . ную обмотку 7 .трансформатора. Вслед ствие увеличени протекающего по пер вичной обмотке 7 тока во вторичных обмотках 8 и 9 трансформатора, выполн ющих функцию обмоток обратной св зи , навод тс ЭДС. При увеличении тока в коллекторной цепи транзистора 13 рабоча точка перемещаетс по выходной характеристике транзистора и переходит из области насыщени в активную область. Прекращаетс увеличение тока коллектора, а следовательно , и тока, протекающего по первичной обмотке трансформатора. Поэтому ЭДС во вторичных обмотках 8 и 9 трансформатора станов тс равными нулю. Транзистор 13 закрываетс . Вследствие этого ток в первичной обмотке 7 трансформатора уменьшаетс , что приводит к возникновению противоположных по знаку ЭДС в обмотках 8 и 9 обратной св зи. Транзистор 12 открываетс , и этим начинаетс второй полупериод работы первой чейки инвертора. Работа чейки В инвертора происходит аналогично, но благодар св зи точек 20 и 21 через синхронизирующий конденсатор 18 процессы в чейке В инвертора протекают со сдвигом во .времени на Т 11 относительно процессов в первой чейке инв®Р°РЗ Так как параметры фазных обмоток двигател завис т от скорости его вращени , то при изменении нагрузки на валу двигател происходит изменение посто нной времени электрической цепи чейки. Это приводит к изменению скорости движени рабочей точки по выходной характеристике транзистора. Врем , за которое рабоча точка перемещаетс из области насыщени в активную область, зависит как от посто нной времени обмоток двигател и трансформаторов, так и от способа подключени .первичных обмоток трансформаторов к фазным обмоткам двигател . Рассмотри - вли ние способа подключени первичных обмоток трансформато .ров с фазными обмотками двигател на его механические характеристики. Пусть первична обмотка трансформатора включена параллельно с фазной обмоткой двигател (фиг.. Изменение нагрузки двигател вли ет на скорость изменени тока в фазных обмотках двигател , но не вли ет на скорость изменени тока в первичной обмотке трансформатора. Вследствие этого ЭДС наводимые в обмотках о1ратной св зи, а следовательно, и токи баз не завис т от нагрузки. Поэтому предельное значение ока коллектора Зц при котором происходит переключение транзисторов, а следовательно, и действующее значение тока в фазных обмотках двигател остаетс посто нным и не зависит от нагрузки. Однако при изменении нагрузки измен етс скорость движени рабочей точки по участку насыщени выходной характеристики транзистора, что приводит к изменению частоты переключени транзисторов. При увеличении нагрузки на валу двигател возрастает скорость движени рабочей точки по выходной характеристике транзистора, соответственно возрастает частота переключени транзистров; уменьшение нагрузки . ведет к соответственному уменьшению частоты переключени . Следовательно при изменении нагрузки двигател изI мен етс частота переключени тран|3исторов , а действующее значение тока в фазных обмотках двигател не мен етс . В этих услови х двигатель работает при посто нной потребл емой мощности и имеет м гкую механическую характеристику, аналогичную характеристике двигател посто нного тока (.лини Q на фиг.З). Если же первична обмотка трансформатора аклх)чена последовательно с фазной обмоткой двигател (.фиг.2), то изменение нагрузки двигател вли ет не только на скорость из менени тока в фазной обмотке двигател , но также и на скорость изменени тока в первичной обмотке трансформатора.Вследствие этого ЗДС, наводимые в обмотка обратной св зи, и токи баз измен ютс при изменении нагрузки. При увеличении нагрузки увеличиваетс скорость движени рабочей точки по вы2 ходной характерист1 ке транзистора. При этом возрастает предельное значение тока коллектора, при котором происходит переключение транзисторов, вследствие чего частота переключени транзисторов остаетс величиной посто нной . Следовательно, при изменении нагрузки двигател частота переключени транзисторов остаетс посто нной, а действующее значение тока в фазных обмотках двигател измен етс . В этих услови х двигатель работает при измен ющейс потребл емой мощности и имеет обычную дл асинхронного двигател жесткую механическую характеристику (лини б на фиг.З). Предлагаемый вентильный электродвигатель может найти применение в электроприводе промышленных установок , где требуетс плавное регулирование скорости, особенно перспективно использование в автономных подвижных объектах (автомобили, самолеты, тепловозы . Формула изобретени Вентильный электродвигатель по авт.св. № 8l9893t отличающийс тем, что, с целью повышени энергетических показателей и расширени функциональных возможностей , кажда чейка инвертора, снабжена трансформатором, первична обмотка которого.подключена параллельно или последоватепьно фазной обмотке двигател , а кажда из вторичных обмоток соединена с управл ю- щей цепью транзисторов чейки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 819893, кл. Н 02 К 29/02, 1979.gattel and expansion of functionality due to the formation of soft and rigid mechanical characteristics. 397 The goal is achieved by the fact that a transformer is connected to each cell of a two-phase inverter, the primary winding of which is connected in parallel or in series with the phase winding of the motor, and the two secondary windings are connected to the base-emitter circuit of the corresponding transistors whose ki. Figure 1 shows the schematic diagram of the proposed motor, the parallel connection of the primary windings of transformers with phase windings of the motor, figure 2 is the same, the series connection of these windings; on fig.Z - mechanical characteristics with parallel (a) and series (d) connection of the phase windings of the engine and the primary windings of transformers. The device contains a secondary short-circuited winding of the rotor 1 and the primary two-phase winding with phases 2 and 3, laid in the stator groove. The two-phase winding 2.3 is powered from a constant-voltage source through a two-phase inverter, each cell of which is made in a half-gray circuit and contains the same elements. The primary and secondary 5 and 6 windings are located on the magnetic circuit of the transformer of the first cell. The transformer of the second cell has the primary winding 7 and the secondary 8 and 9. One of the phases is connected at one end to the middle point between the transistors 10 l 11, and the other to the middle point between the transistors 12 and 13- Other phases are connected respectively to common points of the capacitors H , 15 and 16,17. Between the midpoint of the transistors 10 and 11 and the middle point of the capacitors 16 and 17, the phase capacitor 18 is connected, the control circuit of the transistor 13 is connected via a capacitor 19 to the corresponding terminal of the power supply. Consider the operation of the circuit from the start. When the power is connected, the positive voltage of the source through the start capacitor 19 opens the transistor 13 through its base circuit, and this starts the half-life of the first cell of the inverter. In this case, the capacitor 17 is discharged, and the capacitor 1b is charged through the transistor 13, the phase winding 3 and the primary. 7 winding transformer. Due to an increase in the current flowing in the primary winding 7 in the secondary windings 8 and 9 of the transformer, which function as the feedback windings, an emf is induced. With increasing current in the collector circuit of the transistor 13, the operating point moves along the output characteristic of the transistor and moves from the saturation region to the active region. The increase in the collector current and, consequently, the current flowing through the transformer primary winding stops. Therefore, the EMF in the secondary windings 8 and 9 of the transformer becomes zero. The transistor 13 is closed. As a result, the current in the primary winding 7 of the transformer is reduced, which leads to the appearance of opposite-voltage EMF in the windings 8 and 9 of the feedback. Transistor 12 opens, and this starts the second half period of operation of the first cell of the inverter. The operation of cell Inverter B is similar, but due to the connection of points 20 and 21 through the synchronizing capacitor 18, the processes in cell B of the inverter proceed with a shift in time by T 11 relative to the processes in the first cell of the inverter Р ° РЗ Since the parameters of the phase windings of the motor depend t on the speed of its rotation, then when the load on the motor shaft changes, the time constant of the cell electric circuit changes. This leads to a change in the speed of movement of the operating point in the output characteristic of the transistor. The time during which the operating point moves from the saturation region to the active region depends both on the time constant of the motor windings and transformers and on the method of connecting the primary windings of the transformers to the phase windings of the motor. Consider the influence of the method of connecting the primary windings of transformers with phase windings of the engine to its mechanical characteristics. Let the primary winding of the transformer be connected in parallel with the phase winding of the motor (Fig. Changing the motor load affects the rate of change of current in the phase windings of the motor, but does not affect the rate of change of current in the primary winding of the transformer. As a result, the emf induced in the windings of the coupling and, therefore, the base currents do not depend on the load. Therefore, the limit value of the collector eye for the switching transistors and, therefore, the effective value of the current in the phase windings of the motor remains constant and does not depend on the load. However, when the load changes, the speed of movement of the operating point along the saturation section of the output characteristic of the transistor changes, which leads to a change in the switching frequency of the transistors. accordingly, the switching frequency of the transistors increases; reducing the load leads to a corresponding decrease in the switching frequency. Consequently, when the load of the motor changes, the switching frequency of the transistors changes, and the effective value of the current in the phase windings of the motor does not change. Under these conditions, the motor operates at a constant power consumption and has a soft mechanical characteristic similar to that of a DC motor (.line Q in FIG. 3). If the primary winding of the transformer battery is consistent with the phase winding of the motor (.fig.2), the change in engine load affects not only the rate of change of current in the phase winding of the engine, but also the rate of change of current in the primary winding of the transformer. As a consequence, the SDS induced in the feedback winding and the base currents change as the load changes. As the load increases, the speed of movement of the operating point along the output characteristic of the transistor increases. This increases the limit value of the collector current, at which the switching of the transistors takes place, as a result of which the switching frequency of the transistors remains constant. Therefore, when the load of the motor changes, the switching frequency of the transistors remains constant, and the effective value of the current in the phase windings of the motor changes. Under these conditions, the motor operates at varying power consumption and has a rigid mechanical characteristic common to an asynchronous motor (line b in FIG. 3). The proposed valve electric motor can be used in electric drives of industrial installations where smooth speed control is required, especially promising for use in autonomous mobile objects (cars, airplanes, diesel locomotives. Invention formula of the motor according to bus no. 8l9893t, in order to increase energy performance and functionality, each cell of the inverter is equipped with a transformer, the primary winding of which is connected in parallel Whether posledovatepno motor phase winding, and each of the secondary windings is connected to a control circuit Yu-conductive cell transistors. Sources of information received note in the examination 1. Copyright certificate USSR № 819893, cl. H 02 K 29/02, 1979.
ф1гг. ff1gg. f