SU1201970A1 - Thyratron motor - Google Patents

Abstract

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ , содержащий двухфазную обмотку , состо щую.из четырех секций по две секции в каждой фазе, последовательно с которыми соединены транзисторные ключи, причем начало одной секции и конец другой секции первой фазы подключены к первому зажиму источника питани , начало одной секции и конец другой секции второй фазы объединены и подключены к выходам транзисторных ключей первой фазы, выходы транзисторньк. ключей второй фазы подключены к второму зажиму источника питани , а управл ющие цепи ключей соединены с выходом датчика положени  ротора, отличающийс  тем, что. с целью улучшени  энергетических характеристик электродвигател  и повьшени  надежности, в него.введены втора  двухфазна  обмотка, соосна  с первой, четьфе резистора, четыре измерител  мгновенной частоты вращени  и четыре бесконтактных реле, четыре дополнительных ключа и пороговое устройство, при этом секции каждой фазы второй обмотки соединены параллельно с секци ми первой обмотки через транзисторные ключи, а управл ющие входы каждого из дополнительных транзисторных ключей через резисторы и силовые цепи реле соединены с коллекторами ключей, св занных с другой секцией той же О) фазы, входы измерителей мгновенной частоты вращени  подсоединены к общим точкам секций, и транзисторных ключей каждой фазы первой обмотки выходы объединены и св заны с входом порогового устройства, а управЮ л ющие цепи бесконтактных реле объединены и подключены к выходу порогового устройства. ;о 2. Электродвигатель по п.1, о т ч личающийс  тем, что в него введен фильтр, вход которого подключен к выходам измерителей мгновенной частоты вращени , а вы- ход - к входу порогового устройства.1. A VENTILATED ELECTRIC MOTOR containing a two-phase winding consisting of four sections, two sections in each phase, in series with which transistor switches are connected, with the beginning of one section and the end of another section of the first phase connected to the first terminal of the power source, the beginning of one section and The end of another section of the second phase is combined and connected to the outputs of the transistor switches of the first phase, the outputs of the transistor. the keys of the second phase are connected to the second terminal of the power source, and the control circuits of the keys are connected to the output of the rotor position sensor, characterized in that. In order to improve the energy characteristics of the electric motor and increase reliability, a second two-phase winding, coaxially with the first, a resistor circuit, four instantaneous rotational frequency meters and four non-contact relays, four additional switches and a threshold device are inserted, the sections of each phase of the second winding are connected in parallel with the sections of the first winding through transistor switches, and the control inputs of each of the additional transistor switches are connected to the call terminals via resistors and power circuits By means of switches connected to another section of the same O) phase, the inputs of the instantaneous rotational frequency meters are connected to common points of the sections, and the transistor switches of each phase of the first winding are connected to the input of the threshold device, and the control circuits of the contactless relays are combined and connected to the output of the threshold device. about 2. An electric motor according to claim 1, wherein the filter is injected into it, the input of which is connected to the outputs of the meters of the instantaneous frequency of rotation, and the output to the input of the threshold device.

Description

1 one

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электродвигател м с бесконтактной электронной коммутацией, и может быть использовано в электроприводах с вентильными электродвигател ми (ВД).The invention relates to electrical engineering, in particular to electric motors with contactless electronic switching, and can be used in electric drives with valve electric motors (HP).

Целью изобретени   вл етс  улучшение .энергетических характеристик электродвигател  и повышение надежности .The aim of the invention is to improve the energy performance of an electric motor and increase reliability.

На фиг.1 показана схема вентильного электродвигател ; на фиг.2 его механическа  характеристика , на фиг.З - временные диаграммы.Figure 1 shows a diagram of a valve motor; Fig. 2 shows its mechanical characteristic; Fig. 3 shows timing diagrams.

Схема вентильного электродвигател  содержит секции 1-4 первой дву фазной обмотки, транзисторные ключи 5-8 первой обмотки. , Секции 912 второй двухфазной обмотки, транзисторные ключи 13-16 второй обмотки , резисторы 17-20, дополнительные резисторы 21-24, бесконтактные реле 25-28, измерители 29-32 мгновенной частоты вращени , например измерители мгновенной ЭДС секций двухфазной обмотки, фильтр 33 и пороговое устройство 34. На фиг.2 и 3 обозначены частота вращени  п , момент нагрузки на валу электродвигател  М, ЭДС секций е, Сс врем  -fc, напр жение на входе порогового устройств U- , амплитуда пульсаций напр жени  на выходе фильтра лО.The valve motor circuit contains sections 1-4 of the first two-phase winding, transistor switches 5-8 of the first winding. , Sections 912 of the second two-phase winding, transistor switches 13-16 of the second winding, resistors 17-20, additional resistors 21-24, contactless relays 25-28, meters of 29-32 instantaneous rotation frequency, for example, meters of instantaneous EMF of two-phase winding sections, filter 33 and threshold device 34. Figures 2 and 3 denote the rotation frequency n, the moment of load on the motor shaft M, EMF sections e, Cc time -fc, the input voltage of the threshold device U-, the amplitude of the voltage pulsations at the output of the filter LO.

Секции 1-4 двухфазной обмотки включены последовательно с транзисторными ключами 5-8, причем начало секции 1 и конец секции 2 подключены к первому зажиму источника питани , а начало секции 3 и конец секции 4 объединены и подключены к выходам транзисторных ключей 5 и 6.Sections 1-4 of a two-phase winding are connected in series with transistor switches 5-8, with the beginning of section 1 and the end of section 2 connected to the first terminal of the power supply, and the beginning of section 3 and the end of section 4 are combined and connected to the outputs of transistor switches 5 and 6.

Выходы транзисторных ключей 7 и подключены к второму зажиму источника питани . Секции 9-12 второй двухфазной обмотки, соосной с первой, соединены последовательно с силовыми транзисторными ключами 13-16 соответственно , причем начало секции 9 и конец секции 10 подключены к первому зажиму источника питани , а начало секции 11 и конец секции 12 объединены и подключены к выходам силовых транзисторных,ключей 13 и 14 и к выходам транзисторных ключей 5 и 6. Управл ющие входы силовых транзисторных ключей 13-16 чере последовательно соединенные резисто 18 и бесконтактное реле 25, резистор 17 и бесконтактное реле 26, ре019702The outputs of the transistor switches 7 and are connected to the second terminal of the power source. Sections 9-12 of the second two-phase winding, coaxial with the first, are connected in series with power transistor switches 13-16, respectively, with the beginning of section 9 and the end of section 10 connected to the first terminal of the power supply, and the beginning of section 11 and the end of section 12 are combined and connected to the outputs of the power transistor, keys 13 and 14 and to the outputs of the transistor switches 5 and 6. The control inputs of the power transistor switches 13-16 through a series connected resistor 18 and contactless relay 25, resistor 17 and contactless relay 26, re019702

зистор 20 и бесконтактное реле 27, резистор 19 и бесконтактное реле 28 , соответственно подключены к точке соединени  секций 10, 9, 12 и 11 с соответствующими силовьаЛ транзисторами ключами. Управл ющие входы СИ7 ловых транзисторных ключей 13-16 . через резисторы 21-24 соответственно соединены со своими выходами. ВхоfQ ды измерителей 29-32 мгновенной частоты вращени , например измерителей мгновенной ЭДС секций, подключены соответственно к точкам соединени  секций 1,2,4 и 3 с транзис . торными ключами 5-8, а их выходы объединены и через последовательно включенное пороговое устройство 34 подключены к управл ющим входам бесконтактных реле 25-28. Последовательно с noporoBbiM устройством 34 может быть включен фильтр 33, поэтому вход его подключен к выходам измерителей 29-32 мгновенной частоты вращени , а выход - к пороговомуthe resistor 20 and the contactless relay 27, the resistor 19 and the contactless relay 28, respectively, are connected to the junction point of sections 10, 9, 12 and 11 with the corresponding keys of the power transistors. Control inputs of SI7 light transistor switches 13-16. through resistors 21-24 respectively connected to their outputs. Inputs of instantaneous rotational frequency meters 29-32, for example, instantaneous EMF meters of sections, are connected respectively to the junction points of sections 1, 2, 4 and 3 with transis. key switches 5-8, and their outputs are combined and through a series-connected threshold device 34 are connected to the control inputs of the contactless relays 25-28. The filter 33 can be switched on sequentially with the noporoBbiM device 34, therefore its input is connected to the outputs of the meters 29-32 of the instantaneous rotation frequency, and the output to the threshold

25 устройству 34.25 to the device 34.

В исходном состо нии бесконтактные реле 25-28 нормально разомкнуты. Пороговое устройство 34 напр жением и настраиваетс  на величину ЭДС секции, соответствующей частоте вращени  Пс(фиг.2).In the initial state, the contactless relays 25-28 are normally open. The threshold device 34 is powered by voltage and adjusts to the value of the emf of the section corresponding to the rotation frequency PS (Fig. 2).

В момент пуска по сигналам датчика положени  ротора (не показан) коммутируютс  транзисторные ключи 5-8, в результате чего к источникуAt the time of start-up, transistor switches 5-8 switch over the rotor position sensor signals (not shown), as a result of which the source

35 питани  оказьшаютс  подключенными секции 1-4 первой двухфазной обмотки . Сопротивление секций первой двухфазной обмотки рассчитьгоают таким образом, чтобы пусковой ток35 power supplies are connected to sections 1-4 of the first two-phase winding. The resistance of the sections of the first two-phase winding is designed so that the starting current

не превьш1ал допустимого тока транзисторных ключей 5-8. Двигатель таким образом начинает разгон тьс  по механической характеристике М а (фиг.2). При достижении частоты did not exceed the permissible current of transistor switches 5-8. The engine thus begins to accelerate according to the mechanical characteristic of M a (Fig. 2). When reaching the frequency

5 вращени  вала п на входе порогового устройства 34 напр жение U достигает величины U настройки порогового устройства 34 (фиг.З а), которое срабатьтает и выдает сигнал5, the rotation of the shaft n at the input of the threshold device 34, the voltage U reaches the value U of the setting of the threshold device 34 (FIG. 3 a), which triggers and issues a signal

50 на открытие бесконтактных реле 2528 , в результате чего силовые транзисторные ключи 13-16 потенциалами с делителей, образованных основными и дополнительными резисторами соответственно 17, 22, 18, 21, 19, 24, 20, 23, открьшаютс , в результате чего вступают в работу секции 9-12 второй двухфазной обмотки. При этом50 to open contactless relays 2528, as a result of which the power transistor switches 13-16 potentials from the dividers formed by the main and additional resistors 17, 22, 18, 21, 19, 24, 20, 23, respectively, open, resulting in section 9-12 of the second two-phase winding. Wherein

поскольку секции 9 и 11 относительно секций 10 и 12 сдвинуты на 180 эл.град., в то врем , когда транзисторные ключи 13 и 15 открыты под воздействием ЭДС, наводимой соответственно в секци х 10 и 12, транзисторные ключи 14 и 16 закрыты , поскольку ЭДС в секци х 9 и 11 в это же врем  имеет противоположную пол рность. Таким образом, параллельно первой двухфазной обмотке оказываетс  подключенной втора  двухфазна  обмотка, сопротивление которой выбираетс  значительно меньшим, чем сопротивление первой из услови  обеспечени  высокого КПД в диапазоне частот вращени  выше Пд . При дальнейшем увеличении частоты вращени  двигатель работает на участке аЬ механической характеристики . В этом диапазоне происходит периодическое срабатывание порогового устройства 34 ввиду пульсаций мгновенной ЭДС (фиг.З) секций, поступающих на вход фильтра 38. При достижении частоты вращени  п. и превышени  ее, при которой амплитуда ЭДС секции достигает значени  О , пороговое устройство 34 вьщает непрерывный сигнал на открытие бесконтактных реле 25-28, и двигатель в результате работает на участке механической характеристики . При увеличении момента нагрузки элементы схемы работают в обратной последовательности.since sections 9 and 11 relative to sections 10 and 12 are shifted by 180 electr. grades, while transistor switches 13 and 15 are open under the influence of an emf induced in sections 10 and 12, respectively, transistor switches 14 and 16 are closed, because The emf in sections 9 and 11 at the same time has an opposite polarity. Thus, parallel to the first two-phase winding, a second two-phase winding is connected, the resistance of which is chosen to be much lower than the resistance of the first of the conditions of providing high efficiency in the range of rotational frequencies above FR. With a further increase in the frequency of rotation, the engine operates in the ab section of the mechanical characteristic. In this range, the threshold device 34 is periodically triggered due to the instantaneous EMF pulsations (Fig. 3) of sections entering the input of the filter 38. Upon reaching the rotation frequency of the section and exceeding it, at which the section EMF amplitude reaches the value O, the threshold device 34 increases continuous the signal to open the contactless relay 25-28, and the engine as a result of running on the mechanical characteristics of the site. As the load moment increases, the circuit elements work in reverse order.

В случае синусоидальной ЭДС секций . Крутизна участка аЪ механической характеристики (фиг.2) зависит от величины пульсаций напр жени , поступаемого на вход порогового устройства. Введение фильтра 3 в конечном счете приводит к увеличению крутизны участка «Ъ механической характеристики и увеличеншо перегрузочной способности электродвигател  по моменту нагрузки при работе на высоких частотах вращени  Включение фильтра приводит к сглаживанию пульсаций ЭДС на входе порогового устройства (фиг.З S), При этом если включение в работу второй двухфазной обмотки происходит также при частоте п , то частота вращени  п., при которой пороговое устройство 34 начинает вьздавать непрерывный сигнал на бесконтактные реле 25-28, меньше, чтем в первом случае, и определ етс  лишь величиной ди пульсаций напр жени  на выходе фильтра 33. При увеличении нагрузки на валу электродвигател , работающего на участке , переход на нижнюю ветвь механической ха-In the case of sinusoidal EMF sections. The slope of the section ab of the mechanical characteristic (Fig. 2) depends on the magnitude of the voltage ripples supplied to the input of the threshold device. The introduction of filter 3 ultimately leads to an increase in the steepness of the section “b” of the mechanical characteristic and an increase in the motor overload capacity at the moment of load when operating at high rotational frequencies. Turning on the filter smoothes the EMF pulses at the input of the threshold device (FIG. S). the second two-phase winding is also activated at the frequency n, the rotational frequency of the section at which the threshold device 34 starts to output a continuous signal to the non-contact relays 25-28, less moreover, in the first case, and is determined only by the magnitude of the voltage fluctuations at the output of the filter 33. When the load on the shaft of the electric motor operating on the section increases, the transition to the lower branch of the mechanical

рактеристики «Mj, начинает происходить с частоты вращени , определ емой нижним значением напр жени  на выходе фильтра 33, Механическа  характеристика электродвигател  в этомThe characteristics "Mj" begin to occur from the rotational frequency determined by the lower voltage value at the output of the filter 33. The mechanical characteristic of the electric motor in this

0 случае имеет вид, показанный пунктирной линией (фиг.2). В случае идеального сглаживани  напр жени  на выходе фильтра ч 0 case has the form shown by the dotted line (figure 2). In the case of perfect smoothing of the voltage at the filter output,

Таким образом, введение в схемуThus, the introduction to the scheme

5 вентильного электродвигател  измерителей ЭДС секций  корной обмотки, второй двухфазной обмотки, соосной с первой, последовательно с секци ми которой включены силовые транQ зисторные ключи, калсдый из которых управл етс  рт- ЭДС соседних секций той же фазы порогового устройства и бесконтактных реле, управл емых сигналом с выхода порогового устройства, вход которого подключен к выходам (измерителей ЭДС секций, обеспечивает повышение надежности электродвигател  за счет ограничени  величины пускового тока и увеличение КПД при работе в области номинальных частот вращени .5 valve motors of EMF meters of the main winding sections, the second two-phase winding coaxially with the first, in series with sections of which are included power transvist keys, each of which is controlled by the RT-EMF of the next sections of the same phase of the threshold device and non-contact relays controlled by the signal from the output of the threshold device, the input of which is connected to the outputs (section EMF meters, provides increased reliability of the electric motor by limiting the starting current and increasing the efficiency during operation in the range of nominal frequencies of rotation.

Введение в схему вентильного электродвигател  фильтра, вход которого подключен к выходам измерителей мгновенной ЭДС секций, а выходк входу порогового устройства, обеспечивает расширение функциональных возможностей электродвигател  за счет увеличени  его перегрузочной способности по моменту нагрузки.Introduction of the filter motor to the circuit, the input of which is connected to the outputs of the instantaneous EMF meters of the sections, and the output to the input of the threshold device, expands the functionality of the electric motor by increasing its overload capacity according to the load moment.

Claims (2)

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий двухфазную обмотку, состоящую.из четырех секций по две секции в каждой фазе, последовательно с которыми соединены транзисторные ключи, причем начало одной секции и конец другой секции первой фазы подключены к первому зажиму источника питания, начало одной секции и конец другой секции второй фазы объединены и подключены к выходам транзисторных ключей первой фазы, выходы транзисторных, ключей второй фазы подключены к второму зажиму источника питания, а управляющие цёпи ключей соединены с выходом датчика положения ротора, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик электродвигателя и повышения надежности, в него.введены вторая двухфазная обмотка, соосная с первой, четыре резистора, четыре измерителя мгновенной частоты вращения и четыре бесконтактных реле, четыре дополнительных ключа и пороговое устройство, при этом секции каждой фазы второй обмотки соединены параллельно с секциями первой обмотки через транзисторные ключи, а управляющие входы каждого из дополнительных транзисторных ключей через резисторы и силовые цепи реле соединены с коллекторами ключей, связанных с другой секцией той же фазы, входы измерителей мгновенной частоты вращения подсоединены к общим точкам секций, и транзисторных ключей каждой фазы первой обмотки_у выходы объединены и связаны с входом порогового устройства, а управляющие цепи бесконтактных реле объединены и подключены к выходу порогового устройства.1. VENTAL ELECTRIC MOTOR, containing a two-phase winding, consisting of four sections of two sections in each phase, which are connected in series with transistor switches, with the beginning of one section and the end of the other section of the first phase connected to the first terminal of the power source, the beginning of one section and the end the other sections of the second phase are combined and connected to the outputs of the transistor switches of the first phase, the outputs of the transistor, keys of the second phase are connected to the second terminal of the power source, and the control circuits of the keys are connected to the output rotor position sensor, characterized in that, in order to improve the energy characteristics of the electric motor and increase reliability, a second two-phase winding coaxial with the first, four resistors, four meters of instantaneous speed and four contactless relays, four additional switches and a threshold device are introduced into it. wherein sections of each phase of the second winding are connected in parallel with sections of the first winding through transistor switches, and the control inputs of each of the additional transistor switches through tori and relay power circuits are connected to key collectors connected to another section of the same phase, the inputs of instantaneous speed meters are connected to the common points of the sections, and the transistor keys of each phase of the first winding _{at the} outputs are combined and connected to the input of the threshold device, and the control circuits are non-contact relays are combined and connected to the output of the threshold device. 2. Электродвигатель по п.1, о т пинающийся тем, что в' него введен фильтр, вход которого подключен к выходам измерителей мгновенной частоты вращения, а выход - к входу порогового устройства.2. The electric motor according to claim 1, characterized in that a filter is inserted into it, the input of which is connected to the outputs of the meters of instantaneous rotation speed, and the output to the input of the threshold device. SU ..,1201970 >SU .., 1201970> 1 1201970 21 1201970 2