[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2704494C1 - Single-key multiphase electric drive - Google Patents

Single-key multiphase electric drive Download PDF

Info

Publication number
RU2704494C1
RU2704494C1 RU2019102994A RU2019102994A RU2704494C1 RU 2704494 C1 RU2704494 C1 RU 2704494C1 RU 2019102994 A RU2019102994 A RU 2019102994A RU 2019102994 A RU2019102994 A RU 2019102994A RU 2704494 C1 RU2704494 C1 RU 2704494C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diode
winding
cathode
source
anode
Prior art date
Application number
RU2019102994A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Петрушин
Владислав Юрьевич Смачный
Original Assignee
Александр Дмитриевич Петрушин
Владислав Юрьевич Смачный
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Дмитриевич Петрушин, Владислав Юрьевич Смачный filed Critical Александр Дмитриевич Петрушин
Priority to RU2019102994A priority Critical patent/RU2704494C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2704494C1 publication Critical patent/RU2704494C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electromechanics; engines.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electromechanics, namely to the electric drive with a multiphase valve-inductor motor (VID), and is intended for actuation of machines and mechanisms. Technical result is achieved by the fact that single-key multi-phase electric drive containing two capacitors, three diodes, PC and VID with stator winding divided into two parts, two constant voltage sources, wherein the plus of the first source is connected to the positive of the first capacitor, to the diode anode, the cathode of which is connected to the beginning of the first winding part, to the diode cathode; minus second source is connected to negative of second capacitor, to end of part of second winding, to anode of diode; that in circuit for each of n phases there added is 2 diodes, connected as follows: cathode of the first diode is connected to minus of first source, anode is connected to first terminal of PC, to negative of first capacitor, to diode anode, cathode of which is connected to beginning of part of second winding; anode of the second diode is connected to the positive of the second source, the cathode is connected to the second terminal of the PC, the positive of the second capacitor and the end of the part of the first winding, besides, the number of phases connected to the sources is not limited and equals 1, 2, …, n. In the proposed electric drive circuits of currents of different phases are separated from each other, which ensures operability of multiphase LED, and namely enables to switch phases at different times.
EFFECT: technical result achieved by invention consists in expansion of functional capabilities of single-key electric drive for multiphase valve-inductor drives.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электромеханике, а именно к электроприводу с многофазным вентильно-индукторным двигателем (ВИД) и предназначено для приведения в движение машин и механизмов.The invention relates to electromechanics, and in particular to an electric drive with a multiphase induction induction motor (VID) and is intended to propel machines and mechanisms.

Известны электроприводы с ВИД, близкие к заявляемому электроприводу по признаку наличия в силовой схеме одного полупроводникового ключа (ПК) на фазу [Miller Т. Switched Reluctance Motors and Their Control. Magna Physics Publishing and Oxford University Press. Oxford. 1993, c. 88, рис. 6.4 (b)], основной недостаток которого заключается в том, что при выключении ПК электромагнитная энергия, накопленная в обмотке статора ВИД, не рекуперируется в сеть, а гасится на резисторе, и [Патент РФ №2119227. Электропривод одноключевой / А.Д. Петрушин, В.Ю. Дейниченко / Б.И. 1998. №26], основным недостатком которого является неравные условия питания частей обмотки ВИД.Known electric drives with VID close to the claimed electric drive on the basis of the presence in the power circuit of one semiconductor key (PC) per phase [Miller T. Switched Reluctance Motors and Their Control. Magna Physics Publishing and Oxford University Press. Oxford 1993, c. 88, fig. 6.4 (b)], the main disadvantage of which is that when the PC is turned off, the electromagnetic energy accumulated in the VID stator winding is not recovered into the network, but is extinguished by the resistor, and [RF Patent No. 2119227. Single-key electric drive / A.D. Petrushin, V.Yu. Deinichenko / B.I. 1998. No. 26], the main disadvantage of which is the unequal power conditions of the parts of the VID winding.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому электроприводу (прототипом) является электропривод одноключевой, содержащий два источника напряжения, два конденсатора, три диода, ПК и ВИД со статорной обмоткой, разделенной на две части [Патент РФ №2459341 Электропривод одноключевой / А.Д. Петрушин, P.M. Девликамов, В.Ю. Смачный. - №2011119730/07; заявл. 16.05.2011; опубл. 20.08.2012 бюл. №23]. Однако, данная схема применима только для однофазных ВИД и неработоспособна для многофазных ВИД, что поясняется рис. 1 приложения №1. При подключении нескольких фаз к источникам и открытии одного ПК питание получают все фазы, следовательно, ВИД будет неработоспособным, так как требуется фазы включать в разное время.The closest in technical essence to the claimed electric drive (prototype) is a single-key electric drive containing two voltage sources, two capacitors, three diodes, a PC and a view with a stator winding, divided into two parts [RF Patent No. 2459341 Single-key electric drive / A.D. Petrushin, P.M. Devlikamov, V.Yu. Delicious. - No. 20111119730/07; declared 05/16/2011; publ. 08/20/2012 bull. No. 23]. However, this scheme is applicable only for single-phase VIDs and is inoperative for multiphase VIDs, which is illustrated in Fig. 1 application number 1. When you connect several phases to the sources and open one PC, all phases receive power, therefore, the VID will be inoperative, since the phases must be turned on at different times.

Изобретением решается задача обеспечения работоспособности одноключевого электропривода для многофазных ВИД.The invention solves the problem of ensuring the operability of a single-key electric drive for multiphase VID.

Это достигается тем, что в схему электропривода одноключевого, содержащего два конденсатора, три диода, полупроводниковый ключ (ПК) и вентильно-индукторный двигатель (ВИД) со статорной обмоткой, разделенной на две части, два источника постоянного напряжения, при этом плюс первого источника соединен с плюсом первого конденсатора, с анодом диода, катод которого подключен к началу части первой обмотки, с катодом диода; минус второго источника соединен с минусом второго конденсатора, с концом части второй обмотки, с анодом диода; согласно изобретению, в схему для каждой из n фаз дополнительно введены по 2 диода, подключенных следующим образом: катод первого диода подключен к минусу первого источника, анод подключен к первому выводу ПК, к минусу первого конденсатора, к аноду диода, катод которого подключен началу части второй обмотки; анод второго диода подключен к плюсу второго источника, катод подключен ко второму выводу ПК, плюсу второго конденсатора и концу части первой обмотки, причем количество фаз, подключенных таким образом, к источникам не ограничивается и равно 1, 2, …, n.This is achieved by the fact that in the single-key electric drive circuit containing two capacitors, three diodes, a semiconductor switch (PC) and a valve-induction motor (VID) with a stator winding, divided into two parts, two DC voltage sources, while the plus of the first source is connected with the plus of the first capacitor, with the anode of the diode, the cathode of which is connected to the beginning of the first winding, with the cathode of the diode; the minus of the second source is connected to the minus of the second capacitor, with the end of part of the second winding, with the anode of the diode; according to the invention, 2 diodes are additionally introduced into the circuit for each of the n phases, connected as follows: the cathode of the first diode is connected to the minus of the first source, the anode is connected to the first output of the PC, to the minus of the first capacitor, to the anode of the diode, the cathode of which is connected to the beginning of the part second winding; the anode of the second diode is connected to the plus of the second source, the cathode is connected to the second terminal of the PC, the plus of the second capacitor and the end of the part of the first winding, and the number of phases connected in this way to the sources is not limited and equal to 1, 2, ..., n.

Изобретение поясняется графически. На фиг. 1 приведена силовая схема электропривода одноключевого многофазного. Схема электропривода одноключевого многофазного состоит из двух источников напряжения 1 и 2, ПК 3, 13, n, конденсаторов 6, 7, 16, 17, n+3, n+4, диодов 4, 5, 8, 9, 12, 14, 15, 18, 19, 22, n+1, n+2, n+5, n+6, n+9, обмоток статора, каждая из которых, разделена на две части 10, 11, 20, 21, n+1, n+8.The invention is illustrated graphically. In FIG. 1 shows the power circuit of a single-key multiphase electric drive. The single-key multiphase electric drive circuit consists of two voltage sources 1 and 2, PC 3, 13, n, capacitors 6, 7, 16, 17, n + 3, n + 4, diodes 4, 5, 8, 9, 12, 14, 15, 18, 19, 22, n + 1, n + 2, n + 5, n + 6, n + 9, stator windings, each of which is divided into two parts 10, 11, 20, 21, n + 1 , n + 8.

Плюс источника 1 подключен к плюсам конденсаторов 7, 17, n+4, к катодам диодов 12, 22, n+9, к анодам диодов 9, 19, n+6; катод диода 9 соединен с началом части первой обмотки ВИД 11; катод диода 19 соединен с началом части первой обмотки ВИД 21; катод диода n+6 соединен с началом части первой обмотки ВИД n+8; минус источника 1 подключен к катодам диодов 5, 15, n+2; анод диода 5 соединен с первым выводом ПК 3, с минусом конденсатора 7, с анодом диода 8; анод диода 15 соединен с первым выводом ПК 13, с минусом конденсатора 17, с анодом диода 18; анод диода n+2 соединен с первым выводом ПК n с минусом конденсатора n+4, с анодом диода n+5; катод диода 8 подключен к началу части второй обмотки ВИД 10; катод диода 18 подключен к началу части второй обмотки ВИД 20; катод диода n+5 подключен к началу части второй обмотки ВИД n+7; плюс источника 2 подключен к анодам диодов 4, 14, n+1; катод диода 4 соединен со вторым выводом ПК 3, с плюсом конденсатора 6, с концом части первой обмотки ВИД 11; катод диода 14 соединен со вторым выводом ПК 13, с плюсом конденсатора 16, с концом части первой обмотки ВИД 21; катод диода n+1 соединен со вторым выводом ПК n, с плюсом конденсатора n+3, с концом части первой обмотки ВИД n+8; минус источника 2 подключен к минусам конденсаторов 6, 16, n+3, к концам второй части обмотки ВИД 10, 20, n+1, к анодам диодов 12, 22, n+9;The plus of source 1 is connected to the pluses of the capacitors 7, 17, n + 4, to the cathodes of the diodes 12, 22, n + 9, to the anodes of the diodes 9, 19, n + 6; the cathode of the diode 9 is connected to the beginning of part of the first winding VID 11; the cathode of the diode 19 is connected to the beginning of part of the first winding VID 21; the cathode of the diode n + 6 is connected to the beginning of part of the first winding of the VID n + 8; minus source 1 is connected to the cathodes of the diodes 5, 15, n + 2; the anode of the diode 5 is connected to the first output of the PC 3, with the minus of the capacitor 7, with the anode of the diode 8; the anode of the diode 15 is connected to the first output of the PC 13, with the minus of the capacitor 17, with the anode of the diode 18; the anode of the diode n + 2 is connected to the first output of the PC n with the minus of the capacitor n + 4, with the anode of the diode n + 5; the cathode of the diode 8 is connected to the beginning of the second part of the VID 10; the cathode of the diode 18 is connected to the beginning of part of the second winding of the VID 20; the cathode of the diode n + 5 is connected to the beginning of the part of the second winding of the VID n + 7; plus source 2 is connected to the anodes of diodes 4, 14, n + 1; the cathode of the diode 4 is connected to the second output of the PC 3, with the plus of the capacitor 6, with the end of the part of the first winding VID 11; the cathode of the diode 14 is connected to the second output of the PC 13, with the plus of the capacitor 16, with the end of the part of the first winding VID 21; the cathode of the diode n + 1 is connected to the second terminal of the PC n, with the plus of the capacitor n + 3, with the end of the part of the first winding of the VID n + 8; minus source 2 is connected to the minuses of the capacitors 6, 16, n + 3, to the ends of the second part of the winding VID 10, 20, n + 1, to the anodes of the diodes 12, 22, n + 9;

Электропривод одноключевой многофазный работает следующим образом. В исходном состоянии, когда ПК 3, 13, n разомкнуты, ток во всех частях обмоток статора ВИД отсутствует, а все конденсаторы заряжены полярностью, показанной на фиг. 1. При замыкании ПК n (работает n-ая фаза) через части обмотки статора n+7 и n+8 протекает ток по двум цепям. Первая цепь: источник 1 - диод n+6 - часть первая обмотки статора n+8 - ПК n - диод n+2 - источник 1; конденсатор n+4 выполняет функцию фильтра, то есть частично компенсирует падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника 1. Вторая цепь: источник 2 - диод n+1 - ПК n - диод n+5 - часть вторая обмотки статора n+7 - источник 2; конденсатор n+3 выполняет функцию фильтра, то есть частично компенсирует падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника 2. При этом в ВИД происходит преобразование электромагнитной энергии в механическую. При размыкании ПК n энергия, накопленная в индуктивностях частей обмотки статора n+7 и n+8, заряжает конденсаторы n+3 и n+4 по следующим цепям: часть первая обмотки статора n+8 - конденсатор n+3 - диод n+9 - диод n+6 - часть первая обмотки статора n+8; часть вторая обмотки статора n+7 - диод n+9 - конденсатор n+4 - диод n+5 - часть вторая обмотки статора n+1. Далее цикл повторяется. Остальные фазы работают аналогично.The single-key multiphase electric drive operates as follows. In the initial state, when the PCs 3, 13, n are open, there is no current in all parts of the VID stator windings, and all capacitors are charged with the polarity shown in FIG. 1. When PC n is closed (n-th phase is working), current flows through the two circuits through the stator winding parts n + 7 and n + 8. First circuit: source 1 - diode n + 6 - part one of the stator winding n + 8 - PC n - diode n + 2 - source 1; capacitor n + 4 performs the function of a filter, that is, it partially compensates for the voltage drop at the internal resistance of source 1. Second circuit: source 2 - diode n + 1 - PC n - diode n + 5 - part two of the stator winding n + 7 - source 2; the capacitor n + 3 performs the function of a filter, that is, it partially compensates for the voltage drop at the internal resistance of source 2. At the same time, electromagnetic energy is converted into mechanical energy in the VID. When PC n is opened, the energy accumulated in the inductances of the parts of the stator winding n + 7 and n + 8 charges the capacitors n + 3 and n + 4 in the following circuits: part one of the stator winding n + 8 - capacitor n + 3 - diode n + 9 - diode n + 6 - part one of the stator winding n + 8; part two of the stator winding n + 7 - diode n + 9 - capacitor n + 4 - diode n + 5 - part two of the stator winding n + 1. Next, the cycle repeats. The remaining phases work similarly.

В заявленном электроприводе одноключевом многофазном, с помощью диодов 4, 5, 14, 15, n+1, n+2, отделяются контуры токов различных фаз друг от друга, что обеспечивает работоспособность многофазного ВИД, а именно дает возможность включать фазы ВИД независимо друг от друга в различное время.In the claimed single-phase multi-phase electric drive, with the help of diodes 4, 5, 14, 15, n + 1, n + 2, the current circuits of the various phases are separated from each other, which ensures the operability of the multi-phase VID, namely it makes it possible to turn on the VID phases independently friend at different times.

ПРИЛОЖЕНИЕ №1ANNEX No. 1

Схема электропривода одноключевого (Патент РФ №2459341 Электропривод одноключевой / А.Д. Петрушин, P.M. Девликамов, В.Ю. Смачный. - №2011119730/07; заявл. 16.05.2011; опубл. 20.08.2012 бюл. №23) применима только для однофазных ВИД и неработоспособна для многофазных ВИД. Приведенная на рис. 1 схема получена из схемы электропривода одноключевого по пункту 2 формулы изобретения путем добавления нескольких фаз. При подключении нескольких фаз к источникам и открытии одного ПК питание получают все фазы, например при открытии ПК n по следующим цепям: источник 1 - диод n+4 - полуобмотка n+6 - ПК n -источник 1, источник 2 - ПК n - диод n+3 - полуобмотка n+5 - источник 2, источник 1 - диод n+4 - полуобмотка n+6 - ПК n - диод 14 - полуобмотка 16 - источник 2, источник 1 - диод 15 - полуобмотка 17 - ПК n - диод n+3 - полуобмотка n+5 - источник 2, источник 1 - диод n+4 - полуобмотка n+6 - ПК n - диод 6 - полуобмотка 8 - источник 2, источник 1 - диод 7 - полуобмотка 9 - ПК n - диод n+3 - полуобмотка n+5 - источник 2, следовательно, ВИД будет неработоспособным, так как требуется фазы включать в разное время.Single-key electric drive circuit (RF Patent No. 2459341 Single-key electric drive / A.D. Petrushin, PM Devlikamov, V.Yu. Smachny. - No. 20111119730/07; Claim 05.16.2011; publ. 08.20.2012 Bulletin No. 23) is applicable only for single-phase VID and inoperable for multiphase VID. Shown in fig. 1, the circuit is obtained from a single-key electric circuit according to paragraph 2 of the claims by adding several phases. When several phases are connected to the sources and one PC is opened, all phases are powered, for example, when you open PC n through the following circuits: source 1 - diode n + 4 - half-winding n + 6 - PC n - source 1, source 2 - PC n - diode n + 3 - half-winding n + 5 - source 2, source 1 - diode n + 4 - half-winding n + 6 - PC n - diode 14 - half-winding 16 - source 2, source 1 - diode 15 - half-winding 17 - PC n - diode n + 3 - half-winding n + 5 - source 2, source 1 - diode n + 4 - half-winding n + 6 - PC n - diode 6 - half-winding 8 - source 2, source 1 - diode 7 - half-winding 9 - PC n - diode n + 3 - semi-winding n + 5 - source 2, investigator But, the VIEW will be inoperative, since the phases must be included at different times.

Claims (1)

Электропривод одноключевой многофазный, содержащий два конденсатора, три диода, полупроводниковый ключ (ПК) и вентильно-индукторный двигатель (ВИД) со статорной обмоткой, разделенной на две части, два источника постоянного напряжения, при этом плюс первого источника соединен с плюсом первого конденсатора, с анодом диода, катод которого подключен к началу части первой обмотки, с катодом диода; минус второго источника соединен с минусом второго конденсатора, с концом части второй обмотки, с анодом диода; отличающийся тем, что в схему для каждой из n фаз дополнительно введены по 2 диода, подключенных следующим образом: катод первого диода подключен к минусу первого источника, анод подключен к первому выводу ПК, к минусу первого конденсатора, к аноду диода, катод которого подключен к началу части второй обмотки; анод второго диода подключен к плюсу второго источника, катод подключен ко второму выводу ПК, плюсу второго конденсатора и концу части первой обмотки, причем количество фаз, подключенных таким образом к источникам, не ограничивается и равно 1, 2, …, n.Single-key multiphase electric drive, containing two capacitors, three diodes, a semiconductor switch (PC) and a induction motor (VID) with a stator winding, divided into two parts, two DC voltage sources, while the plus of the first source is connected to the plus of the first capacitor, with the anode of the diode, the cathode of which is connected to the beginning of the first winding, with the cathode of the diode; the minus of the second source is connected to the minus of the second capacitor, with the end of part of the second winding, with the anode of the diode; characterized in that 2 diodes are additionally introduced into the circuit for each of the n phases, connected as follows: the cathode of the first diode is connected to the minus of the first source, the anode is connected to the first output of the PC, to the minus of the first capacitor, to the anode of the diode, the cathode of which is connected to the beginning of the second part of the winding; the anode of the second diode is connected to the plus of the second source, the cathode is connected to the second terminal of the PC, the plus of the second capacitor and the end of the part of the first winding, and the number of phases connected in this way to the sources is not limited and equal to 1, 2, ..., n.
RU2019102994A 2019-02-04 2019-02-04 Single-key multiphase electric drive RU2704494C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019102994A RU2704494C1 (en) 2019-02-04 2019-02-04 Single-key multiphase electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019102994A RU2704494C1 (en) 2019-02-04 2019-02-04 Single-key multiphase electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704494C1 true RU2704494C1 (en) 2019-10-29

Family

ID=68500478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019102994A RU2704494C1 (en) 2019-02-04 2019-02-04 Single-key multiphase electric drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704494C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2119227C1 (en) * 1995-08-23 1998-09-20 Александр Дмитриевич Петрушин Single switch electric drive
RU2179779C2 (en) * 2000-01-10 2002-02-20 Петрушин Александр Дмитриевич Valve-type inductor generator
US7852038B2 (en) * 2007-08-14 2010-12-14 Ramu Inc. Single switch controlled switched reluctance machine
RU2459341C1 (en) * 2011-05-16 2012-08-20 Александр Дмитриевич Петрушин Single-key electric drive

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2119227C1 (en) * 1995-08-23 1998-09-20 Александр Дмитриевич Петрушин Single switch electric drive
RU2179779C2 (en) * 2000-01-10 2002-02-20 Петрушин Александр Дмитриевич Valve-type inductor generator
US7852038B2 (en) * 2007-08-14 2010-12-14 Ramu Inc. Single switch controlled switched reluctance machine
RU2459341C1 (en) * 2011-05-16 2012-08-20 Александр Дмитриевич Петрушин Single-key electric drive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5430568B2 (en) Single-switch controlled reluctance machine
TWI680630B (en) Control device for inverter
US9559627B2 (en) Switched reluctance motor device, and driving circuit and reluctance motor thereof
Mondal et al. Performance evaluation of brushless DC motor drive for three different types of MOSFET based DC-DC converters
CN109219923B (en) Power output device
RU2704494C1 (en) Single-key multiphase electric drive
Pittermann et al. Converters for switched reluctance motor-topology comparison
US8040094B2 (en) Voltage clamping and energy recovery circuits
Amudhavalli et al. Improved Z source inverter for speed control of an induction motor
KR102246884B1 (en) Power conversion circuit
Thong et al. Two phase switched reluctance drive with voltage doubler and low dc link capacitance
Amudhavalli et al. Speed control of an induction motor by V/F method using an improved Z source inverter
Singh et al. A PFC based switched-capacitor buck-boost converter fed BLDC motor drive
KR102299110B1 (en) Power converting circuit
US9379659B2 (en) Lossless snubber drive for a permanent magnet synchronous motor
Pan et al. Cell voltage balancing of a series-connected multiphase BLDC motor drive
Sindhuja et al. Design of a novel high grade converter for switched reluctance motor drive using component sharing
RU2459341C1 (en) Single-key electric drive
Muthulakshmi et al. A new switched reluctance motor drive using passive network for marine propulsion
Muthulakshmi et al. A new modified switched reluctance motor drive using passive network for torque ripple minimization
JP6836933B2 (en) Rectifier, power supply, electric motor and air conditioner
Guan et al. A novel low-cost and high-performance converter topology for six-phase SRM
Garinto et al. A novel 3-phase L-dump converter for switched reluctance motors
Shah et al. A Multi-Level Converter for SRM Drive Based EV Applications with Auxiliary Load Driving Capability
Koteswararao et al. A closed loop speed control of a switched reluctance motor with a new converter topology

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210205