Бесконтактный электродвигатель постоянного тока

368697

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.Ч1.1970 (Фе 1453329/24-7) М. Кл. Н 02k 2990 с присоединением заявок № 1455905 24-7 № 1472654/24-7 и 1472641/24-7

Приоритет — № 1458392i24-7

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете квииистрое

СССР

Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 17Х11.1973

УДК 621.313.392 (088.8) )

Авторы изобретения

В. А. Андреев и В. И, Верескун

Заявитель

БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к бесконтактным электродвигателям постоянного тока и может применяться в электроприводе, где требуется бесконтактное регулирование скорости в широких пределах, либо стабилизация скорости. а также может быть использован в электроприводе во взрывоопасных помещениях, или устройствах, не допускающих помех радиоприему, в электрической тяге.

Известны бесконтактные электродвигатели постоянного тока с якорной обмоткой, подключенной к обмотке вращающегося трансформатора через выпрямители, у которых указанный трансформатор выполняет роль датчика положения ротора.

Цель изобретения — повысить к. п. д. и уменьшить габариты. Согласно изобретению последовательно с секциями якорной обмотки включены формирователи импульса тока, выполненные на транзисторах, в цепь базы которых включены стабилитроны.

Уменьшение габаритов и веса достигается благодаря совмещению в общем магнитопроводе обмотки вращающегося трансформатора и якорной обмоткой двигателя, а также благодаря электрическому объединению обмоток возбуждения двигателя и трансформатора в одной обмотке, выполненной по схеме моста.

На фиг. 1 изображено принципиальное устройство бесконтактного однофазпого двигателя переменного тока; на фиг. 2 — электрическая схема одной из «m» обмоток двигателя; на фиг. 3 и 4 — схема и конструкция варианта с совмещением двигателя и трансформатора в общем магнитопроводе; на фиг. 5 приведена зависимость момента от угла поворота (а).

Вращающийся трансформатор состоит из статора 1 и ротора 2, набранных из листовой электротехнической стали. Число пар полюсов — одна пара. На статоре размещается од15 нофазная обмотка 8, подключаемая к питающей сети переменного тока. В пазах ротора размещается обмотка 4. В общем случае число обмоток может быть «m». Обмотка 4 ротора подсоединена к выпрямительному устрой20 ству 5, смонтированному на диске б и закрепленному на валу 7 двигателя.

К устройству 5 подключена обмотка 8 якоря двигателя постоянного тока. Число обмоток якоря также «m».

25 Двигатель постоянного тока состоит из якоря 9 и четырехполюсного статора 10.

Пакет якоря набран из листов электротехнической стали. В пазах его уложены обмотки 8. На полюсах статора размещены обмот30 ки возбуждения 11.

368697

15 го г5

З0

Вал 7 вместе с закрепленным на нем ротором 2, диском б, якорем 9 двигателя установлен в подшипниковых щитах двигателя.

Вращающийся трансформатор в двигателе предназначен для бесконтактной передачи энергии в якорь двигателя, согласования напряжения питающей сети U> с максимально допустимым напряжением Uq транзисторов устройства управления, преобразования угла поворота ротора а в напряжение, пропорциональное синусу угла поворота ротора.

Преобразованное напряжение Uq с обмотки 4 ротора выпрямляется выпрямителем 5 устройства управления и имеют форму в зависимости от угла поворота.

В зависимости от угла а магнитный поток

Ф в зоне обмотки 8 якоря изменяется по величине и направлению.

Приведенная на фиг. 2 схема управления, состоящая из транзистора 12, резисторов 13, 14, стабилитрона 15, формирует напряжение

U> в зависимости от угла поворота а таким образом, что напряжение на обмотке 8 якоря электродвигателя изменяется в соответствии с кривой Уз=/(к), приведенной на фиг. 5.

Это осуществляется следующим образом.

До тех пор, пока напряжение меньше напряжения пробоя стабилитрона 15, транзистор 12 закрыт, так как база его через резисторы 18, 14 подключена к положительному зажиму выпрямителя 5. Когда же напряжение окажется равным напряжению пробоя стабилитрона 15, то на базу транзистора 12 подается от выпрямителя 5 отрицательный потенциал.

Транзистор 12 открывается, и под действием напряжения через обмотку 8 течет ток 1, практически повторяя форму напряжения 1з=,f (я).

Взаимодействие тока 1 с потоком Ф приводит к созданию электромагнитного вращающегося момента М.

Помещая в общем случае «т» обмоток на роторе трансформатора и якоре двигателя, получаем зависимость М=/(к) без нулевых значений.

Электродвигатель может быть выполнен по типу обращенной конструкции — с неподвижной якорной обмоткой и вращающимся индуктором.

В пазах статора 1 размещены четыре обмотки lб, 17, 18, 19, соединенные электрически мостом (см. фиг. 3).

В одну диагональ моста подключается переменное напряжение питающей сети. Обмотки, расположенные на статоре в соответствии с фиг. 4 и соединенные в соответствии с фиг.

3, создают при протекании переменного тока переменный магнитный поток, образующий одну пару полюсов и при подключении источника постоянного тока на вторую диагональ моста образуют в магнитопроводе совмещенной машины четыре полюса.

В пазах якоря размещаются одновременно вторичные обмотки вращающегося трансформатора и бесколлекторного двигателя постоянного тока.

Каждая вторичная обмотка трансформатора подключается к своему устройству переключения.

Электрические схемы устройств переключения собраны на диске б, закрепленном на валу 7 двигателя.

К выходу устройств переключения подключаются обмотки 20 и 21 двигателя постоянного тока, причем обмотки, сдвинутые на 90 в пространстве, электрически соединены между собой накрест в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 3, где рассматриваются две вторичные обмотки вращающегося трансформатора 22, 28, сдвинутые в пространстве на 90 и две обмотки якоря двигателя постоянного тока 20, 21, сдвинутые в пространстве также на 90 .

В общем случае число таких обмоток может быть «т».

Вал 7 вместе с закрепленным на нем якорем 9 двигателя постоянного тока диском б у станавливается в подшипниковых щитах двигателя.

Предмет изобретения

1. Бесконтактный электродвигатель постоянного тока с якорной обмоткой, подключенной через выпрямители к связанному с ним общим валом вращающемуся трансформатору, выполняющему функции датчика положения ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, последовательно с секциями якорной обмотки включены формирователи тока, выполненные в виде транзисторов, в цепь базы которых включены стабилитроны.

2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что секции обмотки якоря, сдвинутые на 90 эл. град., соединены параллельно между собой и включены встречно.

3, Электродвигатель по пп. 1 — 2, отличающийся тем, что выходная обмотка вращающегося трансформатора и якорная обмотка двигателя совмещены в общем магнитопроводе.

4. Электродвигатель по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что обмотки возбуждения трансформатора и двигателя электрически объединены в общей обмотке, выполненной по мостовой схеме, одна диагональ которой подключена к сети переменного тока, а другая— к сети постоянного тока.

Приоритет по и. 2 исчислять от 8Л1П.1971 г.. по пп. 3 и 4 от 27Л П.1971 г.

368697

Составитель В. Ратайко

Техред T. Миронова

Редактор В. Фельдман

Корректор Е. Миронова

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2150/7 Изд. № 556 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5