Электропривод
Иллюстрации
Реферат
ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, за-. шунтированных обратными диодами, отличающийся тем, что, с целью повьпиения надежности работы за счет исключения сквозных токов через полупроводниковые элементы, в него введены транзистор и диоды, один из которых шунтирует базо-эмиттерный переход транзистора и включен между первым входным выводом и выводом диагонали постоянного тока мостового усилителя мощности, два другие соединены катодами с зажимами двигателя, а анодами через введенный резистор с базой транзистора коллектор которого соединен со вторым входным выводом.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1103337 А Ш Н 02 Р 7/28; Н 02 M 7/537
ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3587105/24-07 (22) 29 .04.83 (46) 15.07.84. Бюл. Ф 26 (72) Ю.Ф.Михеев и С.Л.Пахомов (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизиро.ванных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.314.721(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Ф 1588509, кл. Н 02 Р 7/28, 1967.
2. "Электронная техника в автоматике". Сборник под ред.Конева Ю.M.
М.-"Советское радио", 1973, с. 47.
3. Букреев С.С. и др. Вторичные источники питания и устройства управления. М., МАИ, с. 29. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, за- . шунтированных обратными диодами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет исключения сквозных токов через полупроводниковые элементы, в него введены транзистор и диоды, один из которых шунтирует. базо-эмиттерный переход транзистора и включен между первым входным выводом и выводом диагонали постоянного тока мостового усилителя мощности, два другие соединены катодами с зажимами двигателя, а анодами через введенный резистор с базой транзистора, коллектор которого. соединен со
1103337
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления электроприводами постоянного тока.
Известны мостовые транзисторные регуляторы для электроприводов, содержащие двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя на силовых транзисторах, зашунтированных обратными диодами, а в каждую стойку моста включены реактивные элементы (13.
-Причем реактивные элементы могут быть включены и в схему управления силовыми транзисторами Р27.
Недостатками этих регуляторов является то, что в них существует опасность возникновения сквозных токов при переключении полупроводниковых элементов, а также не осуществляется торможение двигателя в аварийных режимах, что снижает надежность работы привода °
Наиболее близким к предлагаемому является электропривод„ содержащий двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, зашунтированных обратными диодами (3 ).
Недостатками этого электропривода являются наличие сквозных то- ков через полупроводниковые элементы, а также отсутствие э@фективного торможения двигателя в аварийных режимах.
Цель изобретения — повышение надежчости работы за счет исключения сквозных токов через полупроводниковые элементы.
Поставленная цель достигается тем, что в электропривод, содержащий двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, зашунтированных обратными диодами, введены транзистор и диоды, один из которых шунтирует базо-эмиттерный переход транзистора и включен между первым входным выводом и выводом диагонали постоянного тока мостового усилителя мощности, два другие соединены катодами с зажимами двигателя, а анодами через введенный резистор с базой транзистора, коллектор которого соединен со вторым входным выв од ом .
На чертеже представлена схема мостового транзисторного регулятора.
5 !
О
Устройство содержит двигатель 1, включенный в выходную диагональ мостового усилителя мощности, выполненного на силовых транзисторах 2-5 и шунтирующих их обратных диодах
6-9. Параллельно мостовому усилителю включен транзистор .10, базоэмиттерный переход которого шунтирует диод 11, включенный между первым (положительным) входным выводом и мостовым усилителем. К зажимам двигателя катодами подключены другие диоды 12 и 13, а их аноды через резистор 14 соединены с базой транзистора- 10, коллектор которого соединен со вторым (отрк (ательным) выводом,.
Электропривод работает следующим образом.
При отсутствии сигнала управления в исходном состоянии транзисторы
2-5 мостового усилителя закрыты.
Двигатель отключен от источника питания.
В зависимости от полярности напряжения управления переключаются транзисторы одной из диагоналей моста, например транзисторы 3 и 4, а транзисторы 2 и 5 другой диагонали закрыты. С приходом импульса управления транзисторы 3 и 4 открываются и ток нагрузки протекает по цепи: "плюс" источника питания, диод
11, транзистоР 4» якорь двигателя 1, транзистор 3, "минус" источника питания. Ток, протекающий через якорь двигателя, создает вращающий момент на валу, и двигатель начинает вращаться в определенном направлении..
На диоде 11 при протекании по нему тока создается падение напряжения, которое прикладывается к базо-эмиттерному переходу транзистора 10 и закрывает его. В паузе между нмпуль" сами управления транзисторы 3 и 4 закрываются. Нри этом до тех пор, пока полностью не закроются транзисторы диагонали моста, падение напряжения на диоде 11 будет держать в закрытом состоянии транзистор 10.
После запирания транзисторов 3 и 4 ток через диод 11 не протекает и под действием ЭДС самоиндукции автоматически открывается транзистор
10 по-цепи: якорь двигателя, диод
6, переход эмиттер-база транзистора, резистор 14, диод 13, якорь двигателя, и ток нагрузки продолжает протекать в том же направлении по
1103337
Составитель В. Хандогин
Редактор А. Долинич Техред Т.Фанта Корректор О. Луговая
Заказ 5035/42 Тираж 667 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цепи: якорь двигателя, диод 6, эмиттер-коллектор транзистора 10, диод 9, якорь двигателя. Этим осуществляется безразрывность тока якоря в паузах импульсов управления.
В переходных режимах, например при сбросе нагрузки или уменьшения сигнала управления в системе с обратной связью по скорости, относительная продолжительность включения моУ жет стать равной нулю. При этом транзисторы 3 и 4 закрываются, ток через диод 11 не протекает и под действием ЭДС вращения автоматически открывается транзистор 10 по цепи: якорь двигателя, диод 8, эмиттербаза, резистор 14, диод 12, якорь двигателя. Ток в двигателе меняет свое направление и протекает по цепи: якорь двигателя, диод 8, эмиттер-коллектор транзистора 10, диод
7, якорь двигателя, т.е. осуществляется автоматический перевод двигателя в тормозной режим.
При остановке двигателя, когда снимаются импульсы управления, а также в аварийных режимах, например, при исчезновении питания в схеме, в известных регуляторах транзисторы моста закрываются и двигатель тормозится выбегом.
Предложенный электропривод в подобных случаях работает следующим образом.
Транзисторы 3 и 4 закрываются, ток через диод ll не протекает и, под действием ЭДС вращения, автоматически открывается транзистор 10, который образует контур динамического торможения: якорь двигателя, диод 8, эмиттер-коллектор, диод 7, якорь двигателя. Ток, г.„отекающий через двигатель, создает тормозной момент, противоположный моменту вращения, и происходит быстрый останов двигателя.
При вращении двигателя в проти- . воположную сторону, когда переклю5 чаются синфазно транзисторы 2 5, а
3 и 4 закрыты, процессы в схеме протекают аналогичным образом. При этом, пока протекает ток через диод
11, транзистор 10 закрыт. В паузах между импульсами от открывается и вместе с диодами 7 и 8 создает путь для протекания тока через двигатель под действием ЭДС самоиндукции, а в режимах торможения транзис1 тор t0 с диодами 6 и 9 образует контур протекания тормозного тока от ЭДС вращения. Для ограничения амплитуды тормозного тока в коллекторную цепь транзистора 10 может
20 быть включен резистор.
Таким образом, введение в электропривод транзистора вместе с диодами позволяет обеспечить безразрывность тока двигателя во всех режимах его работы, и,следовательно, использовать раздельный принцип управления транзисторами моста, что упрощает схему управления. При таком построении регулятора на нагрузке
ЗО формируются однополярные импульсы напряжения как и в регуляторах с несимметричным законом управления. Однако при этом устраняются сквозные токи, и, следовательно, по энергетическим характеристикам, предложенный электропривод превосходит регуляторы с несимметричным законом управления.
Кроме того, в предложенном регуляторе осуществляются автоматиче4р ски режимы динамического торможения двигателя в аварийных ситуациях, при этом не требуется дополнительных устройств управления и источников питания. Все это повышает надежность его работы,