Реверсивный инвертор

Реверсивный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 13.06.81 {21) 3302509/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02 Н 7/537

3Ъсударстаенный комитет

СССР

Il0 делам кзебретений н открытий

Опубликовано 30 . 1 1 . 82. Бк>ллетень М 44

Дата опубликования описания 02. 12.82 (БЗ) УЙК 621 ° 31.4.

° 57 (088. 8) автоматизированных систем управления и радиоэлектр (54) РЕВЕРСИВНЫМ WHSFPTOP

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис пользовано для питания электроприводов.

Известен реверсивный преобразова5 тель, выполненныи Ilo мостовой схеме на транзисторах, шунтированных обратными диодами (1 3, Недостатком таких преобразователей является наличие бросков тока в тор" мозных режимах, что создает динамические удары в двигателе и снижает надежность работы преобразователя.

Известны такие реверсивные преоб,разователи, в которых в цепь якоря двигателя введен ограничительный резистор, который уменьшает броски тока только в пусковых режимах (23.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому яв- 20 ляется преобразователь, в котором . смежные плечи ка>едой половины моста соединены между собой через резистор и шунтируащий его диод, включенный в прямом направлении, что позволяет уменьшить броски тока через двигатель и плечи моста в переходных режимах и, следовательно, повышает надеж ность работы преобразователя (3 ).

Недостатком преобразователя является то, что в нем не обеспечивает" ся торможение двигателя при снятии импульсов управления с транзисторов моста при его останове либо в аварийных ситуациях, например при исчезновении напряжения питания, и он продолжает некоторое время вращаться в прежнем направлении по инерции (тор-. мозиться выбегом ), при этом кине nul" ческая энергия объекта управления идет на энергию удара о механический упор, что может GbtsoGTb поврежденйе объекта управления либо выход из строя силовой части следящей системы и двигателя. Особенно важно это в аварийных ситуациях, так как,в этих условиях привод становится неуправляемым, а для многих производственных

0 4 двигатель продолжает протекать в том же направлении под действием ЗДС самоиндукции по цепи - якорь двигателя 11, резистор 10, обратный диод 6, открытый транзистор 4, диоды 15 и 13, якорь двигателя 1.

Транзистор 17 под действием паде ния напряжения на диоде 15 продолжает оставаться в закрытом состоянии. ! В переходных режимах, например при сбросе нагрузки или уменьшении сигнала управления в системе с обратной связью по скорости, относительная продолжительность включения может стать равной нулю. При этом тран. зистор 3 закрывается, и ток в двигателе под действием ЭДС вращения меняет свое направление и протекает по цепи. " якорь двигателя, резистор 11„ диод 7, открытый транзистор 2, диоды 14 и 12, якорь двигателя, т.е. осуществляется торможение двигателя.

При остановке двигателя, когда снимаются импульсы управления, а также в аварийных режимах, например при исчезновении напряжения питания в схеме, транзисторы моста закрываются, что приводит к разрыву основного контура динамического торможения в известных преобразователях.

В предлагаемом преобразователе в этом случае вследствие того, что ток через диод 15 не протекает, под действием ЗДС вращения автоматически открывается транзистор 17 по цепи - эмиттер-база, резистор 19, диод 8, и об.разует контур динамического торможе3 97830 механизмов необходима быстрая остановка, которую можно осуществить пу" тем торможения двигателя.

Цель изобретения - повышение на" дежности путем уменьшения времени торможения двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивном инверторе, содержа" щем двигатель, включенный в диагональ переменного тока мостового уси- 10 лителя мощности на силовых транзисторах, зашунтированных обратными диодаи, причем последние в каждой стойке оста соединены между собой через ограничительный резистор и шунтирующий 15 его диод, включенный в направленйи протекания тока нагрузки, в каждую стойку моста введены дополнительный транзистор противоположного силовым

1 типа проводимости, база-эмиттерный пе" щ реход которого зашунтирован дополнительным обратным диодом, причем последний включен в диагональ переменного тока в направлении протекания тока нагрузки между .эмиттером силово- р

ro транзистора, связанным с первым входным выводом, и его обратным диодом, при этом база дополнительных транзисторов подключена через резис» тор к второму входному выводу, а кол- 30 лектор - .к выводу двигателя, подключенному к противоположной стойке моста.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Реверсивный инвертор содержит двигатель 1, включенный в цепь переменного тока мостового усилителя мощности на транзисторах 2"5 и обратных ди.одах 6-9. Последние в каждой стойке моста соединены между собой через ограничительные резисторы 10 и 11 и шунтируюцие их диоды 12 и 13. Последовательно с транзисторами верхних плеч в прямом направлении включены дополнительные диоды 14 и 15 которые шунтируют база-эмиттерный переход да" .полнительных транзисторов 16 и 17 р-g-р типа. Базы этих транзисторов через резисторы 18 и 19 подключены к

50 второму входному выводу, а коллекто" ры - к зажимам двигателя, подключенным к противоположной стойке моста.

Инвертор работает следующим образом.

При отсутствии сигнала управления в исходном состоянии транзисторы 2 и 4 моста открыты, а транзисторы 3 и 5 закрыты. Двигатель отключен от источника питания. При определенной полярности сигнала управления переключаются в противофазе под действием модулированных по длительности импульсов напряжения транзисторы 2 и 3, при этом транзистор 4 постоянно открыт, а транзистор 5 закрыт.

С приходом импульса напряжения положительной полярности транзистор 3 открывается и ток нагрузки протекает в цепи - "плюс" источника питания, транзистор 4, диоды 15 и 13, якорь двигателя 1, транзистор 3, "минус" источника питания. Транзистор 17 при этом закрыт падением напряжения на диоде 15. Ток, протекающий через якорь двигателя, создает вращающий момент на валу, вследствие чего двигатель вращается.в определенном направлении.

После эапирания транзистора 3 и включения транзистора 2 ток через

00 формула изобретения

Реверсивный инвертор, содержащий двигатель, включенный в диагональ переменного тока мостового усилителя моц ности на силовых транзисторах, зашунтированных обратными диодами, причем последние в каждой стойке моста соединены между собой через ограничи-. тельный резистор и шунтирующий его диод, включенный в направлении протекания тока нагрузки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения времени торможения двигателя, в каждую стойку моста введены дополнительный транзистор противоположного силовым типа проводимости, база-эмиттерный переход которого зашунтирован дополнительным обратным диодом, причем последний включен в диагональ переменного тока в направлении протекания тока нагруз" ки между эмиттером силового транзистора, связанным с первым входным выводом, и его обратным диодом, при этом база дополнительных транзисторов подключена через резистор к второму входному выводу, а коллектор - к выводу двигателя, подключенному к проти;воположной стойке моста.

5 9783 ния " якорь двигателя, резистор 11, эмиттер-коллектор транзистора 17, якорь двигателя.,ок, протекающий через двигатель, создает тормозной момент, противоположный моменту враще- 5 . ния, .в результате чего двигатель быстро останавливается. При вращении дви" гателя в противоположную сторону, когда переключаются транзисторы 4 .и 5, а транзистор 2 открыт, под действием 10 падения напряжения на диоде 14, находится в закрытом состоянии транзистор 16, который открывается аналогичным образом под действием ЭДС вращения по цепи - эмиттер-база, резистор 18, диод 9 и образует контур ди- намического торможения - якорь двигателя, резистор 10, эмиттер-коллектор транзистора 16, якорь двигателя.

Кроме того, транзисторы 16 и 17 открываются также в переходных режимах, образуя эти we контуры динамического торможения, параллельные ос" новному контуру, вследствие чего уменьшаются броски тормозного тока через верхние плечи моста преобразова:теля, что способствует повышению его надежности.

Для защиты транзисторов 16 и 17 от протекания обратных токов в их коллекторные цепи могут быть включены диоды.

Если бы торможение двигателя отсутствовало при снятии управляющих импуйьсов во время его останова или в 35 .аварийных режимах, то двигатель, вращаясь по инерции, прошел бы значи" тельный тормозной путь, что может привести при определенных условиях к авариям в производственном механизме. 40

Таким образом, в предлагаемом реверсивном инверторе уменьшается время торможения двигателя, так как осуществляется автоматическое включение до" полнительного контура динамического 45 торможения двигателя вследствие того, что ток через дополнительный диод не протекает, под действием ЭДС вращения автоматически открывается дополнитель ный транзистор и образует контур динамического торможения. Ток, протекающий через двигатель, создает тормозной момент, противоположный моменту вращения, в результате чего двигатель быстро останавливается.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключе" ний. И., "Энергия" 1971, с. 124, 373.

2, Патент СИА Г 3924168, кл. П 02 Р 7/28, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР и 671010, кл. Н 02 И 7/537э 1979

978300

Составитель И. Никитин

Редактор А. Власенко Техред E. Харитончик, Корректор Н, Король

Заказ 9236/72 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130Я Носква И- 5 Раушская наб. 8. 4/

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,