УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА


RU (11) 2024180 (13) C1

(51) 5 H02P1/22 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5006870/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.07.08 
(45) Опубликовано: 1994.11.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Патент США N 4319171, кл. H 02P 7/14, 1982. Патент США N 4275340, кл. H 02P 1/22, 1981. 
(71) Заявитель(и): Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" 
(72) Автор(ы): Григорович В.В.; Лукьянова Т.П. 
(73) Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА 

Использование: для реверсивного управления электродвигателями постоянного тока. Сущность: устройство содержит мостовую схему на силовых транзисторах, шунтированных обратными диодами. В выходную диагональ моста включен электродвигатель. Построение устройства позволяет при соответствующих входных сигналах обеспечить замыкание тока противо-ЭДС двигателя через два открытых силовых транзистора и внутреннее сопротивление источника питания, шунтирующее якорную обмотку двигателя. Наличие одной управляющей цепи для открытых в стационарном режиме силовых транзисторов снижает потери мощности. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к импульсной и преобразовательной технике, в частности к бесконтактным переключателям, и может быть использовано для реверсивного управления электродвигателями постоянного тока.

Известны устройства, содержащие мостовую схему на силовых транзисторах, в одну диагональ которой включен двигатель, а другая диагональ подключена к клеммам питания, и элементы цепей управления силовыми транзисторами. Недостатком этих устройств являются значительные потери мощности на резисторах цепей управления, сопротивления которых рассчитаны по максимальным базовым токам силовых транзисторов в пускотормозных режимах.

Известно устройство, содержащее транзисторную мостовую схему, в одну диагональ которой включен двигатель, а другая диагональ подключена к клеммам источника питания, коммутирующие транзисторы, цепи управления. В этом устройстве потери мощности в цепях управления снижены благодаря применению составных транзисторов, однако достаточно велики, вследствие чего велика потребляемая мощность всего устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для управления электродвигателем, содержащее мостовую схему на силовых транзисторах разного типа проводимости, шунтированных диодами в обратном включении, двигатель, включенный в диагональ мостовой схемы, причем эмиттеры двух силовых транзисторов первого типа проводимости подключены к шине питания, а эмиттеры двух других силовых транзисторов второго типа проводимости подключены к общей шине, четыре управляющих транзистора, коллекторы которых подключены к базам соответствующих силовых транзисторов, и два диода, причем эмиттеры двух управляющих транзисторов одного типа проводимости подключены через резистор к эмиттерам двух других управляющих транзисторов другого типа проводимости, базы управляющих транзисторов разных типов проводимости попарно объединены и являются первым и вторым входами устройства.

Однако это устройство не обеспечивает шунтирование якорной обмотки двигателя. Это снижает функциональные возможности устройства, в частности не позволяет реализовать режим динамического торможения, который используется для эффективного торможения и точной остановки двигателя, а также при несимметричном широтно-импульсном регулировании скорости двигателя.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения режима динамического торможения при малой потребляемой мощности.

Для этого в устройстве для управления электродвигателем постоянного тока, содержащем мостовую схему на первом, втором, третьем и четвертом силовых транзисторах, шунтированных диодами в обратном включении, электродвигатель постоянного тока, включенный в диагональ мостовой схемы, четыре управляющих транзистора, причем эмиттеры первого и третьего силовых транзисторов, имеющих первый тип проводимости, подключены к шине питания, а эмиттеры второго и четвертого транзисторов, имеющих второй тип проводимости, подключены к общей шине, база первого силового транзистора через первый резистор подключена к коллектору первого управляющего транзистора, эмиттер которого подключен к базе четвертого силового транзистора и к коллектору второго управляющего транзистора, база третьего силового транзистора через второй резистор подключена к коллектору третьего управляющего транзистора, эмиттер которого подключен к базе второго силового транзистора и к коллектору четвертого управляющего транзистора, эмиттеры второго и четвертого управляющих транзисторов подключены к общей шине, базы первого и четвертого управляющих транзисторов соединены соответственно с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых объединены и являются первым входом устройства, базы третьего и второго управляющих транзисторов соединены соответственно с первыми выводами пятого и шестого резисторов, вторые выводы которых объединены и являются вторым входом устройства, при этом управляющие транзисторы имеют второй тип проводимости.

Такое выполнение устройства позволяет при соответствующих входных сигналах обеспечить замыкание тока противо-ЭДС через два открытых силовых транзистора и внутреннее сопротивление источника питания, шунтирующее якорную обмотку двигателя, т.е. устройство работает в режиме динамического торможения.

Наличие одной управляющей цепи для двух открытых в стационарном режиме силовых транзисторов обеспечивает малые потери мощности.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Оно содержит мостовую схему на силовых транзисторах 1-4, шунтированных обратными диодами 5-8. В диагональ мостовой схемы включен двигатель 9. Эмиттеры транзисторов 1, 3 первого типа проводимости подключены к шине питания, а эмиттеры транзисторов 2, 4 второго типа проводимости подключены к общей шине. База транзистора 1 через первый резистор 10 подключена к коллектору первого управляющего транзистора 11. Эмиттер транзистора 11 подключен к базе транзистора 4 и к коллектору второго управляющего транзистора 12, эмиттер которого подключен к общей шине. База транзистора 3 через второй резистор 13 подключена к коллектору третьего управляющего транзистора 14. Эмиттер транзистора 14 подключен к базе транзистора 2 и к коллектору четвертого управляющего транзистора 15, эмиттер которого подключен к общей шине. Базы управляющих транзисторов 11 и 15 соединены соответственно с первыми выводами третьего и четвертого резисторов 16 и 17, вторые выводы которых объединены и являются первым входом устройства. Базы управляющих транзисторов 12 и 14 соединены соответственно с первыми выводами пятого и шестого резисторов 18 и 19, вторые выводы которых объединены и являются вторым входом устройства.

Управляющие транзисторы 12 и 15 выбираются так, чтобы их напряжение насыщения коллектор-эмиттер было достаточно малым для надежного запирания перехода база-эмиттер силовых транзисторов 4 и 2 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала на первый вход и отсутствии сигнала на втором входе устройства открываются управляющие транзисторы 11 и 15. Транзистор 15 шунтирует базоэмиттерный переход силового транзистора 2, что устраняет возможность его включения. Через первый резистор 10 протекает ток, являющийся базовым током силовых транзисторов 1 и 4, в результате чего указанные транзисторы отпираются, обеспечивая вращение двигателя в одном направлении.

Аналогично при поступлении сигнала только на второй вход устройства открываются управляющие транзисторы 14 и 12. Транзистор 12 шунтирует базоэмиттерный переход силового транзистора 4, устраняя возможность его включения. Через резистор 13 протекает базовый ток транзисторов 3 и 2 и, следовательно, обеспечивается вращение двигателя в противоположном направлении.

Таким образом, в режиме вращения один и тот же ток, протекающий через резистор 10 (или 13), является базовым током обоих открытых силовых транзисторов 1 и 4 (или 2 и 3), что обеспечивает низкие потери в управляющих цепях и, следовательно, снижение потребляемой мощности всего устройства.

При поступлении сигнала одновременно на оба входа устройства открыты транзисторы 1, 3, 11, 12, 14, 15. Транзисторы 2 и 4 закрыты, так как их базоэмиттерные переходы зашунтированы соответственно транзисторами 15 и 12. Через открытые транзисторы 1, 3 и источник питания происходит замыкание тока противо-ЭДС двигателя. Якорная обмотка двигателя в этом режиме шунтируется внутренним сопротивлением источника питания, в результате чего создается эффект динамического торможения.

На предприятии на этапе техпроекта изготовлен макет предлагаемого устройства и проведены его испытания при работе с двигателем типа D25. В качестве силовых транзисторов использовались транзисторы типа КТ825 и КТ827, выполненные по схеме Дарлингтона.

По сравнению с прототипом макет предлагаемого устройства обеспечивает режим динамического торможения, который использовался для точной остановки и при широтно-импульсном регулировании скорости двигателя.

В режиме вращения мощность, рассеиваемая на резисторах цепей управления, не больше, чем у прототипа, и в два раза меньше, чем у аналогов. Общая потребляемая мощность устройства в режиме вращения также не больше, чем у прототипа, и меньше, чем у аналогов, на 10%. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее мостовую транзисторную схему, каждый силовой транзистор которой шунтирован обратным диодом, в диагональ мостовой схемы включен электродвигатель постоянного тока, четыре управляющих транзистора, причем эмиттеры первого и третьего силовых транзисторов, имеющих первый тип проводимости, подключены к шине питания, а эмиттеры второго и четвертого транзисторов, имеющих второй тип проводимости, подключены к общей шине, отличающееся тем, что база первого силового транзистора через первый резистор подключена к коллектору первого управляющего транзистора, эмиттер которого подключен к базе четвертого силового транзистора и к коллектору второго управляющего транзистора, база третьего силового транзистора через второй резистор подключена к коллектору третьего управляющего транзистора, эмиттер которого подключен к базе второго силового транзистора и к коллектору четвертого управляющего транзистора, эмиттеры второго и четвертого управляющих транзисторов подключены к общей шине, базы первого и четвертого управляющих транзисторов соединены соответственно с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых объединены и являются первым входом устройства, базы третьего и второго управляющих транзисторов соединены соответственно с первыми выводами пятого и шестого резисторов, вторые выводы которых объединены и являются вторым входом устройства, при этом управляющие транзисторы имеют второй тип проводимости.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru