Электропривод

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМ ВИДЕТ(54) (57) ЭЛЕКТРОПРИ двигатель, включенн диагональ мостового ности на силовых тр шунтированных обрат о т л и ч а ю щ и й жащий ную мощза-. ми,ОД, содер й в выход силител нзисто ыми диод с я тем то М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ.(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханикипри Томском институте автоматизиро.ванных систем управления и радиоэлектроники(56) 1. Патент ФРГ У 1588509,кл, Н 02 Р 7/28, 1967.2. "Электронная техника в автоматике". Сборник под ред,Конева Ю.М.,М.-"Советское радио", 1973, с. 47,3. Букреев С.С. и др. Вторичныеисточники питания и устройства управления. М., МАИ с. 29,ЯО 1103337 А 11 Н 02 Р 7/28; Н 02 М 7/53 с целью повышения надежности работьза счет исключения сквозных токовчерез полупроводниковые элементы,в него введены транзистор и диоды,один из которых шунтирует. базо-эмиттерный переход транзистора и включен между первым входным выводоми выводом диагонали постоянного тока мостового усилителя мощности,два другие соединены катодами с зажимами двигателя, а анодами черезвведенный резистор с базой транзистора, коллектор которого. соединен с5О 15 20 25 30 35 40 45 5055 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах автоматического управления электроприводами постоянноготока,Известны мостовые транзисторныерегуляторы для электроприводов, содержащие двигатель, включенный ввыходную диагональ мостового усилителя на силовьи транзисторах, зашунтированньи обратными диодами, ав каждую стойку моста включены реактивные элементы 1 13.Причем реактивные элементы могут быть включены и в схему управления силовыми транзисторами 23,Недостатками этих регуляторовявляется то, что в них существуетопасность возникновения сквозньитоков при переключении полупроводниковых элементов, а также не осуществляется торможение двигателяв аварийных режимах, что снижаетнадежность работы приводаНаиболее близким к предлагаемомуявляется электропривод содержащийдвигатель, включенный в выходнуюдиагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, зашунтированньи обратными диодами 3 .Недостатками этого электропривода являются наличие сквозных то-ков через полупроводниковые элементы, а также отсутствие эффективноготорможения двигателя в аварийныхрежимах,Цель изобретения - повьппение надежности работы за счет исключениясквозных токов через полупроводниковые элементы.Поставленная цель достигаетсятем, что в электропривод, содержащийдвигатель, включенный в выходнуюдиагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, зашунтированных обратными диодами,введены транзистор и диоды, один изкоторых шунтирует базо-эмиттерныйпереход транзистора и включен междупервым входным выводом и выводом диагонали постоянного тока мостовогоусилителя мощности, два другие соединены катодами с зажимами двигателя, а анодами через введенный резистор с базой транзистора, коллек"тор которого соединен со вторым входным выводом.На чертеже представлена схемамостового транзисторного регулятора,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 импуль" сами управления транзисторы 3 и 4 закрываются. Нри этом до тех пор, нока 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 поЗаказ 5035/42 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал 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 моУжет 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 двигателеменяет 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 11 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;отекающийчерез двигатель, создает тормозноймомент, противоположный моменту вращения, и происходит быстрый останов двигателя.При вращении двигателя в проти- .воположную сторону, когда переклю 5 чаются синфазно транзисторы 2,5, а3 и 4 закрыты, процессы в схемепротекают аналогичным образом. Приэтом, пока протекает ток через диод11, транзистор 10 закрыт. В паузах10 между импульсами от открываетсяи вместе с диодами 7 и 8 создаетпуть для протекания тока через двигатель под действием ЭДС самоиндукции, а в режимах торможения транзис 15 тор 10 с диодами 6 и 9 образуетконтур протекания тормозного токаот ЭДС вращения. Для ограниченияамплитуды тормозного тока в коллекторную цепь транзистора 10 может20 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, чтоупрощает схему управления. При такомпостроении регулятора на нагрузкеЗО формируются однополярные импульсынапряжения как и в регуляторах с несимметричным законом управления. Однако при этом устраняются сквозныетоки, и, следовательно, по энергетик ческим характеристикам, предложенныйэлектропривод превосходит регуляторыс несимметричным законом управления.Кроме того, в предложенном регуляторе осуществляются автоматичеИ 1 ски режимы динамического торможения двигателя в аварийных ситуациях, при этом не требуется дополнительных устройств управления и источников питания, Все это повышает4 надежность его работы,