Устройство для управления синхронным гистерезисным электродвигателем

Патент 951619

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союэ Советских

Социалистических

Реслублии

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () )) 951619 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.10.80 (21) 2990368/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 15.08.82 (51)М. Кл.

Н 02 P 7/36

Н 02 К 19/08

1Ъаударатееиы6 квинтет

СССР ао делам иэабретеннй и атхрытий (53) УДК62-83:

:62 1. 31 3. .333.072. 9 (088,8) (72) Авторы изобретения

A. К. Малеваный и В. В. Ярош ъ

) Jl (71) Заявитель. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ

ГИСТЕРЕЗИСНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению микроэлек-" троприводом на базе гистерезисного двигателя, и может быть использовано в аппаратуре магнитной записи.

Известно устройство для управления лентопротяжным механизмом, содержащее трехфазный гистерезисный синхронный электродвигатель, связанный с лентопротяжным механизмом, коммутатор фаз электродвигателя, подключенный к шине питания, и ключевой элемент fl) .

Однако низкие функциональные возможности известного устройства, а именно невозможность получения дополнительной скорости вращения электродвигателя, гак как коммутатор фаз электродвигателя выполнен на силовых транзисторах одного типа проводимости, приводит к тому, что в некоторых режимах работы запирание силовых транзисторов коммутатора, включенных по схеме с общим коллекцэром, зависит от состоянияяагрузки. Поэтому, при изменении режимов работы устрой2 ства (например увеличении скорости вращения синхронного гистерезисного электродвигателя лентопротяжного механизма) происходит нечеткое запирание упомянутых силовых транзисторов, а

5 это, в конечном итоге, приводит к искажению выходного напряжения, а также к снижению КПД коммутатора фаз и устройства в целом. (о

Наиболее близким по технической сущности к изобретению; является устройство для управления синхронным гистере; зисным электродвигателем, содержащее трехфазный инвертор напряжения, входы которого подсоединены к блоку управления и к регулятору напряжения, а выходы вЂ” к обмоткам электродвигателя, причем инвертор на каждую фазу содержит

gQ стойку ключей, сосгоящую из последовательно соединенных транзисгоров разного ига проводимости, транзистор типа и-р-Исоединен с положительной шиной регулятора напряжения, транзисто10

3 95 ра типа И-Р- и с отрицательной шиной, ч а их общая точка является выходом инвертора, база транзистора типа и:-р-ф связана через резистор и дополнительный транзистор типа И-р- И отрицательной шиной регулятора напряжения, управляющие входы транзисторов типа И-р-Й г подсоединены к блоку управления инвертором (2 j .

Недостатком этого устройства является снижение КПД инвертора при регулировании напряжения эа счет увеличения потерь в базовых цепях транзисторов при увеличении напряжения.

Цель изобретения вЂ” повышение KHQ инвертора и всего устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в „устройство введены в каждую стойку вспомогательные транзисторы типа р-И-р и шунтирующие их эмиттер-коллектор резисторы, при этом общие точки их соединения включены последовательно в коллекторную цепь упомянутых дополнительных транзисторов типа и-р-И а баЭ зы соединены с регулятором напряжения.

На чертеже показана схема цредлагаемого устройства.

Устройство содержит управляемый трехфазный инвертор 1 напряжения, входы которого соединены с блоком 2 управления. Инвертор 1 состоит из транзистооов разной проводимости. Транзистор 3 типа И-р-р соединен с положительной шиной источника, а транзистор 4 типа

И-р- ì с: отрицательной. Общая точка транзисторов соединена с синхронным гистерезисным электродвигателем 5 лентопротяжного механизма 6. Источник 7 литания имеет два выхода, транзисторный ключ 8 с управляющим входом подключен к катоду диода 9 и к положительной шине 10 питания инвертора. Блоки 7, 8 и 9 образуют дискретный регулятор напряжения 11. Анод диода 9 подключен ко второму выходу ис гочника питания 7.

Инвертор 1 напряжения содержит гри до. полнительных транзистора 12 типа р г-р> эмиттеры которых обьединены с эмиттерами транзисторов 4, а коллекторы (каждый в отдельности) соединены с амит терами трех вспомогательных транзисторных ключей 13 и с выводами резисторов

14, которые шунтируют переходы коллектор-эми гтер вспомогательных транзисторных ключей 13. Вторыв выводы шунтируюших резисторов 14, объединенные с коллекторами вспомогательных тран16: 9 б эисторных ключей 13, подключены к с оответствуюшим ограничительным ре. зисторам 15, связанным с базами соответствующих силовых транзисторов 3, эмиттеры которых подключены к положительной шине 10 питания иниертора 1.

Базы вспомогательных транзисторных ключей 13 объединены между собой и подключены к регулятору напряжения и к командной шине 16 переключения скорос гей.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала управления в командной шине 16 переключения скоростей управляемый трехфазный инвертор 1 напряжения вырабатывает импульсное напряжение прямоугольной формы с часто той, соответствуищей рабочей скорости вращения синхронного гистерезисного электродвигателя 5 лентопротяжного механизMB 6. Это напряжение посгупает на соответствующие входы инвертора 1. Транзисторный ключ 8 а управляющим входом находится в запертом оос гоянии. При этом со второго выхода источника 7 питания через диод 9 к положительной шине 10 питания выходного каскада прикладывается напряжение с, низким уровнем. Вспомогательные транзисторные ключи 13 находятся в насыщенном состоянии. За счет этого базовый ток для силовых транзисторных ключей 3 инвертора 1 протекае г через транзисторы 12, переход коллек35 тор-эмиттер насыщенных транзисторных ключей 13 и ограничительные резисторы

15 и определяется, в основном, величиной ограничительных резисторов 15, т.е. к электродвигателю 5 лентопротяжного

4Е механизма 6 прикладывается низкое напряжение малой час готы и он вращается со скоростью рабочего хода. Для обеспечения скорости перемотки к командной шине 16 переключения скоростей

45 подводится сигнал управления, под действием которого управляемый трехфазный инвертор 1 напряжения вырабатывает напряжение прямоугольной формы высокой частоты. Транзисторный ключ 8 с управляющим входом переходит в насыщенное состояние и через него к положительной шине 10 питания инвертора 1 прикладывеется напряжение питания. с высоким уровнем, снимаемое с первого выхода источника питания 7. При атом диод 9 переходит в запергое состояние, что предогвращает короткое замыкание между выходами источника питания 7. Одновременно

5 951 транзисторные ключи 13 переходят в режим отсечки, за счет чего базовый ток для силовых транзисторов 3 инвертора 1 протекает через транзисторы 12 резисторы 14, шунтирующие переходы коллектор-эмиттер транзисторных ключей 13, и ограничительные резисторы 15. ,Величина этого тока определяется суммарной величиной ограничительных резисторов 15 и шунтирующих резисторов 10

14. Таким образом, к электродвигателю

5 лентопротяжного механизма 6 прикладывается повышенное напряжение большей частоты и он начинает вращаться cb скоросгью перемотки. Поскольку ток пот- !% ребления синхронного электродвигателя

5 на низкой скорости вращения выше чем на большой скоросги, то величина ограничительных резисторов 15 выбирает ся из условия хорошего насьпцения сило- щ вых транзисторов 3 инвертора 1 на низкой скорости вращения электродиигателя

5. При переходе же на большую скорость вращения электродвигателя 5 ток через огранинительные резисторы 15 резко воз-г растает, гго приводит к нежелаемым. потерям мощности как на самих ограни- . чи гельных резисторах 15, так и на переходах база-эмитгер силовых транзис горов

3 инвертора 1 и, тем самым, к уменьше-зо нию КПД устройсгва. Введение на большой скорости в базовые цепи силовых транзисторов 3 дополнительных резисторов (шунтирукицих резис горов 14) позволяет уменьшигь базовый ток до величины, достаточной для хорошего насыщения силовых транзисторов 3, и, тем самым, сократить потери мощности в базовых цепях силовых транзисторов 3 инверто ра 1.

619 6

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить КЛД инвертора и всего устройства в целом.

Формула и зо брете ния

Устройство для управления синхронным гистерезисным электродвигателем, содержащее трехфазный инвертор напряжения, входы которого подсоединены к блоку управления и к регулятору напряжения, а выходы вЂ” к обмоткам элекгродвигателя, инвертор на каждую фазу содержит стойку ключей, состоящую из последовательно соединенных транзисторов разного типа проводимости, транзистор типа р -р соединен с шжожительной выходной шиной регулятора напряжения, транзистор типа И-р-И- с отрицательной шиной,а их общая точка является выходом инвертора, база транзистора тира p-p --р.вЂ” связана через резистор и дополнительный транзистор типа ) -p-и;с отрицатЕльной выходной шиной регулятора напряжения, управляющие входы транзисторов типа и-р-И подсоединены к блоку управления инвертором, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, введены в каждую стойку вспомогательные транзисторы. типа fl-p-p и шунтирующие их эмиттер-коллектор резисторы, общие точки их соединения включены последовательно в коллекторную цепь упомянугых дополнительных транзисторов типа p-yi-p, а базы соединены с регулятором напряжения.

Источники инйопмации. прййятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No- 547828, кл. G 11 В 15/32, 1977.

2. Труды МЖ. Вып. 291, 1978, с. 78-84.

951619

Составитель В. Тарасов

Редактор М. Келемеш Техред Т.Маточка Корректор М. Шарощи

Заказ 5968/71 Тираж 721 П одписное

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