ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

6. МПК HO2K29/02
Вентильный двигатель
Полезная модель относится к области элеетротехники, и может быть использована, например, в системах регулируемого и не регулируемого силового электропривода.
Известен вентильный электропровод по патенту РФ № 107 5901 МКИ НО2К29/06, который содержит ротор, статор с обмоткой якоря, секции которого соединены с выходом мостового полупроводникового коммутатора, включающего транзисторы, управляющие элеюроды которых соединены с выходами датчика положения ротора, а также диодный мост и силовой транзистор.
Недостатком данного технического решения являются сложная схема запуска электродвигателя в нужном направлении вращения, что уменьшает его надежность.
Целью полезной модели является повышение надежности конструкции, благодаря упрощению управления электродвигателем в момент пуска.
Для достиядания поставленной цели в двигателе, содержащем ротор, статор с обмотками якоря, секции которого соединены с выходом мостового полупроводникового коммутатора, включающего транзисторы, управляющие электроды которых соединены с выходами датчиков положения ротора, а также транзистор, соединенный с диодным мостом, дополнительно введен новый признак, а именно, статор выполнен с переменным радиусом внутренней расточки на каждой полюсной дуге.
Выполнение статора с переменным радиусом внутренней расточки на каждой полюсной дуге статора, за счет образующейся магнитной асимметрии
позволяет задавать нужное направление вращения, благодаря чему упрощается управление электродвигателем в момент пуска и повышается его надежность.
На фиг.1 представлена функциональная схема электродвигателя.
На фиг.2 представлен лист пакета статора.
На фиг.З представлена схема остового полупроводникового коммутатора.
На фиг.4 представлен источник питания.
Вентильный электродвигатель содержит рабочий ротор (1) с постоянными магнитами с редкоземельными элементами разноименной направленности, выполненные в виде сегментов, прикрепленных к валу и жестко закрепленных бандажными кольцами из немагнитного материала; шихтованный статор (2) выполнен с переменным радиусом внутренней расточки на кахадой полюсной дуге статора (фиг.2) для создания магнитной асимметрии, статор (2) имеет т-фазные обмотки якоря (3), секции которого соединены с выходами мостового полупроводникового коммутатора (4), который предназначен для коммутации рабочего тока в якорной обмотке (3) статора (2). Коммутатор (4) имеет два плеча, в каждое из которых включено по два ЮВТ-транзистора (5), являющиеся исполнительными элементами мостового полупроводникового коммутатора (4) и предназначены для изменения направления тока в обмотке якоря (2) статора (3). Управляющие электроды IGBT-транзисторов (5) мостового полупроводникового коммутатора (4) соединены с выходами датчика положения ротора 6, предназначенного для выдачи управляющих сигналов в систему управления в зависимости от положения ротора. Датчик положения ротора (6), предназначенного для выдачи управляющих сигналов в систему управления в зависимости от
положения (6) ротора (1). Датчик положения (6) ротора (1) выполнен в виде неподвижно установленной обоймы на базе датчиков Холла и взаимодействуют с постоянными магаитами ротора (1). В цепь плеч мостового полупроводникового коммутатора (6) включен транзистор (7), работающий в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в функции нагрузки вентильного двигателя и диодный мост (8).
Для питания управляющих эле1сгродов (5) IGBT транзисторов и
чувствительных элементов датчика положения (6) ротора (1) установлен низковольтный источник питания 9.
Источник питания (9) собран по мостовой схеме с внешним возбу |адением и состоит из задающего генератора (10), формирователя импульсов (11). Нагрузкой формирователя импульсов и служит трансформатор (12) с гальванически развязанными т-выходами 13 (U1, U2, ... U5) выполненных на фильтрах RC 14.
Управляющие электроды IGBT-транзисторов и входы датчиков положения (6) ротора (1) питаются от общих выводов гальванически развязанных выходов 13 (U1, U2, ... U5) источника питания (9). А на вход коммутатора, через диодный мост (8) подается напряжение сети , 50Гц.
В зависимости от положения ротора (1) напряжение управления с выхода датчиков положения (6) ротора (1) подается на затворы IGBTтранзисторов (5) какой-либо из диагоналей мостового полупроводникового коммутатора (4). Напряжение управления подается на управляющие электроды транзисторов (5) таким образом, что минусовой вывод U1, U2,... U5 каждого гальванически развязанного источника питания (9) является общим для датчика положения ротора (6) и эмиттера соответствующего транзистора (5).
Элекгродвигатель работает следующим образом: с выхода RC 14 налряжение подается на датчики положения (6) ротора (1) и на одно из плеч электродов улравления транзисторов (5) мостового полулроводникового коммутатора (4). Одновременно через диодный мост (8) на вход полупроводникового коммутатора (4) подается напряжение , подготавливая цепь питания обмотки (3) статора (2). При наличии сигнала от датчика положения (6) ротора (1) открываются IGBT-транзисторы (5), включенные в одно из плеч полупроводникового коммутатора (4). Напряжение сети через диодный мост (8), через открытые транзисторы (5) на секции обмоток (3) статора (2), согласно , 1я, Фя ротор начинает вращаться.
Пусковой момент, вследствие того, что статор выполнен с переменным радиусом расточки, направлен в сторону уменьшения воздушного зазора между ротором (1) и статором (2). Вращение двигателя происходит в заданном направлении. При подходе постоянного магнита ротора (1) к очередному полюсу статора (2) по сигналам датчика положения ротора (6) происходит переключение тока Я секции обмотки якоря (3) статора (2) таким образом, что
Мер  )-(-Фя) момент вращения не меняет своего знака.
При токе нафузок, превышающей зaдaffнoe значение, срабатывает система офаничения тока двигателя, состоящая из транзистора (7) и ШИМ, при этом уменьшается действующее значение напряжения в диагонале лолупроводникового коммутатора (4) и следовательно уменьшается действующий ток, протекающий через обмотку якоря (3) двигателя, уменьшается момент двигателя и как следствие, двигатель несет меньшую нагрузку.