Устройство для управления электродвигателем постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для управления электродвигателями постоянного тока в .станках с программным управлением, графопостроителях, промышленных манипуляторах-роботах.

Известно устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее два.ограничительных дросселя и транзисторный мост, в диагональ которого включен электродвигатель GI i

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее транзисторный мост, к одной диагонали которого подключен электродвигатель постоянного тока, а в другую диагональ через резистор включен источник питания, два дополнительных транзистора. Кроме того, в устройстве имеется два ограничительных дросселя и два широтнр-импульсных модулятора (ШИМ) Г2,

Недостатком устройств является увеличение времени переключения в момент реверса электродвигателя постоянного тока из-за наличия дополнительной индуктивности в цепи якоря электродвигателя, что уменьшает общее быстродействие. .

При достижении тока якоря элект.родвигателя величины срабатывания токовой защиты, последняя срабатывает, отключает соответствующие транзисторы транзисторного моста- , и с этого момента ток в якоре электродвигателя поддерживается за счет запасенной энергии в обмотке дросселя и якорной обмотке электродвигателя. Величина.тока в обмотке электродвигателя постепенно спадает до тех пор, пока не придет следующий импульс ШИМ. .Таким образом, токовой защитой контррлируется только максимальная величина тока, якоря электродвигателя, а минимальная - определяется соотношением параметров дросселей, обмотки якоря, источника питания, частотой следования импульсов ШИМ.

Так как срабатывание токовой пащиты будет происходить в разные моменты, времени, то и величины спадов тока в якоре электродвигателя будут изменяться, что будет приводить кдрожанию ротора электродвигателя с частотой следования импульсоя ШИМ и амплитудой, -пропорциональной величине спадов тока якоря, Это ухудшает динамические характеристики устройства, а при больших спадах тока якоря электродвигателя приведет и к неустойчивой его ра.боте.

Цель изобретения - повышение быс тродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для -управления электродвигателем постоянного тока, содержащее транзисторный мост, к одной диагонали которого подключен 5 электродвигатель постоянного тока, а в другую диагональ через резистор включен источник питания, два дополнительных транзистора, введены два диода, две схемы И, пороговый эле0 мент, две схемы задержки переднего фронта импульсов и триггер, причем аноды диодов подсоединены к якорю электродвигатео я, а катоды - к коллекторам дополнительных транзисторов,

5 эмиттеры которых соединены с плюсом источника питания, а базы с соответствующими выходами схем задержки переднего фронта импульса, базами транзисторов транзисторного моста, связанных с плюсом источIника питания, и первичными входами элементов И, вторые входы которых .соединены с выходом порогового элемента, вход которого соединен с

, эмиттерами транзисторов транзисторного моста, связанных с плюсом источника питания, выходы элементов И соединены с базами транзисторов транзисторного моста, связанных с минусом источника питания, а

0 входы схем задержки переднего фронта импульсов соединены с выходами триггера, входы которого служат управляющими входами устройства.

На фиг.1 приведена принципиальная

5 схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы токов и напряжений. i .

Устройство (фиг.1) содержит транзисторный мост, образованный тран0 зисторами 1 - 4, в одну диагональ которого включен электродвигатель 5 постоянного тока, а в другую диагр. наль через резистор 6 включен источник питания, дополнительные транзисС торы 7 И 8, диоды 9 и 10, элементы И 11 и 12, пороговый элемент 13, схемы 14 и 15 задержки переднего фронта импульсов и триггер 16. Аноды диодов 9 и 10 подключены к .якорю электродвигателя 5, а катоды - к коллекторам дополнительных транзисторов 7 и 8, -эмиттеры которых соединены с плюсом источника питания, а базы соединены с соответствующими выходами схем 14 и 15 задержки, базами

5 транзисторов L и 2 и первыми входами элементов И 11 и 12, вторые входы, которых соединены с выходом порогового элемента 13, вход которого соединен с эмиттерами транзисторов 1

0 и 2, выходы элементов И 11 и 12 сое-, динены с базами транзисторов 3 и 4, а входы схем 14 и 15 задержки соединены с выходами триггера 16 входы которого являются управляющими . вхо5 дами устройства.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала И вх-|ИЛИ ) на вход триггера 16 он устанавливается в одно из двуХ усттойчивых состояний. Допустим, на вход пришел сигнал И и триггер 16 установился в единицу. При этом на выходе схем 14 задержки через ; промежуток времени, определяемый величиной его задержки и необходимый для предотвращения возникновения сквозных токов через транзисторы 1 и 3 появляется импульс Ие(фиг.2 момент времени ) . Этот импульс откроет транзисторы 1 и 4, и 8, и в якоре электродвигателя 5 потечет ток Эд по цепи: плюс источник питания - резистор б - транзистор 1 якорь электродвигателя 5 - транзистор 4 - минус источникапитания, При достижении током якоря электродвигателя 5 значения, определяемого установленным уровнем срабатывания порогового элемента 13, сигнал на выходе этого элемента принимает нулевое значение и транзистор 4 зак- ; рывается через элемент И 12. Возникф ющая при этом ЭДС самоиндукции оботки электродвигателя с момента времени i создает ток, который замыкается по цепи: диод 10 транзистор 8 - резистор 6 - транзис-г тор 1 - якорь электродвигателя 5. Как только ток в цепи якоря снизится до уровня включения порогового элемента 13открывается транзистор 4 и с момента времени -fc процесс повторяется.

Для реверсирования тока в якоре электродвигателя 5 необходимо подать

управляющий сигнал Ир . При этом триггер 16 устанавливается в ноль, закрываются транзисторы 1, 8 и 4, и электродвигатель 5 полностью отключается от источника питания {момент

времени 4)« Через время, определяемое величиной задержки .схемы 15 задержки и необходимое для предотвращения сквозных токов через транзисторы 2 и 4, на его выходе появляется

импульс Het,, (момент времени 5 ) f который открывает транзисторы 2, 3 и 7 и подключает электродвигатель 5 к источнику питания. С момента времени t5 в якоре электродвигателя нарастает ток по цепи: плюс источника питания - резистор 6 - транзистор 2 - якорь электродвигателя

минус

5 - транзистор 3 источника питания. При достижении током якоря уровня срабатывания порогового

0 элемента 13 сигналом с его выхода закрываются элемент И 11 и транзистор 3, и с момента времени t ток в цепи якоря электродвигателя 5 поддерживается за счет этого ЭДС само5индукции по цепи: диод 9 - транзистор 7 - резистор 2 - электродвигатель 5. Как только значение тока становится, ниже уровня срабатывания порогового элемента 13, открывается тран0зистор 3 и с момента времени t-; процесс повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить непрерывный и контролируе1мый по величине

5 пульсации ток в цепи якоря электродвигателя, имеющий заданное значение и его резкий спад при реверсе, что увеличивает быстродействие устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее транзисторный мост, к одной диагонали которого подключен ;электродвигатель постоянного тока,а в Другую диагональ через резистор включен источник питания, два дополнительных транзистора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьаиения быстродействия, в него введены два диода, две схемы И, пороговый элемент, две схемы задержки переднего фронта импульсов и триггер, причем аноды диодов подсоединены к якорю электродвигателя, а катоды - к коллекторам дополнительных транзисторов , эмиттеры которых соединены -с плюсом источника питания, а базы - с соответствующими выходами схем задержки переднего с1ронта импульса, базами транзисторов транзисторного моста, связанных с плюсом источника питания, и первичными входами элементов И, вторые входы которых соединены с выходом порогового элемента, вход которого соединен с эмиттерами транзисторов транзисторного моста, связанных с плюсом источ- §. ника питания, выходы элементов И (О соединены с базами транзисторов тран-. зисторного моста, связанных с .минусом источника питания, а входы схем задержки переднего фронта импульсов соединены с выходами триггера, входы которого являются управляющими входами устройства. сд А ч СО