Электропривод Советский патент 1984 года по МПК H02P7/28 H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления электроприводами постоянного тока.

Известны мостовые транзисторные регуляторы для электроприводов, содержащие двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя на силовых транзисторах, зашунтированных обратными диодами, а в каждую стойку моста включены реактивные элементы СП.

Причем реактивные элементы могут быть включены и в схему управления силовыми транзисторами С23. Недостатками этих регуляторов является то, что в них существует опасность возникновения сквозных токов при переключении полупроводниковых элементов, а также не осуществляется торможение двигателя в аварийных режимах, что снижает надежность работы привода.

Наиболее близким к предлагаемому является электропривод, содержащий двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, зашунтированных обратными диодами З

Недостатками этого электропривода являются наличие сквозных токов через полупроводниковые элементы, а также отсутствие эффективного торможения двигателя в аварийных режимах.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет исключения сквозных токов через полупроводниковые элементы.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод, содержащи двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, защунтированных обратными диодами, введены транзистор и диоды, один из которых шунтирует базо-эмиттерный переход транзистора и включен между первым входным выводом и выводом диагонали постоянного тока мостового усилителя мощности, два другие соединены катодами с зажимами двигателя, а анодами через введенный резистор с базой транзистора, коллектор которого соединен со вторьм вхоным выводом.

На чертеже представлена схема мостового 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 (отри ;ательным) выводом.

Электропривод работает следующим образом.

При отсутствии сигнала управления в исходном состоянии транзисторы 2-5 i ocToBoro 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 це- пи: 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. При этом до тех пор, пока 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 по 3. цепи: якорь двигателя, диод 6, эмит тер-коллектор транзистора 10, диод якорь двигателя. Этим осуществляетс безразрывность тока якоря в паузах импульсов управления. В переходных режимах, например п сбросе нагрузки или уменьшения сигнала управления в системе с .обратной связью по скорости, относительная продолжит ельность включения может стать равной нулю. При этом тра зисторы 3 и 4 закрываются, ток через диод 11 не протекает и под дейс вием ЭДС вращения автоматически открывается транзистор 10 по цепи: якорь двигателя, диод 8, эмиттербаза, резистор 14, диод 12, якорь двигателя. Ток в двигателе меняет свое направление и протекает по цепи: якорь двигателя, диод 8, эмит тер-коллектор транзистора 10, диод 7, якорь двигателя, т.е. осуществля ется 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 тормо зится выбегом. Предложенный электропривод в подобных случаях работает следующим о разом. Транзисторы 3 и 4 закрываются, ток через диод 11 не протекает и, под действием ЭДС вращения, автомат чески открывается транзистор 10, который образует контур динамического торможения: якорь двигателя, диод 8, эмиттер-коллектор, диод 7, якорь двигателя. Ток, п,,отекающий через двигатель, создает тормозной момент, противоположный моменту вра 7 щения, и происходит быстрый останов двигателя. При вращении двигателя в противоположную сторону, когда переключаются синфазно транзисторы 2,5, а 3 и 4 закрыты, процессы в схеме протекают аналогичным образом. При этом, пока протекает ток через диод 11, транзистор 10 закрыт. В паузах между импульсами от открывается и вместе с диодами 7 и В создает путь для протекания тока через двигатель под действием ЭДС самоиндукции, а в режимах торможения транзистор 10 с диодами 6 и 9 образует контур протекания тормозного тока от ЭДС вращения. Для ограничения амплитуды тормозного тока в коллекторную цепь транзистора 10 может 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, что упрощает схему управления. При таком построении регулятора на нагрузке формируются однополярные импульсы напряжения как и в регуляторах с несимметричным законом управления. Однако при этом устраняются сквозные токи, и, следовательно, по энергетическим характеристикам, предложенный электропривод превосходит регуляторы с несимметричным законом управления. Кроме того, в предложенном регуляторе осуществляются автоматически режимы динамического торможения двигателя в аварийных ситуациях, при этом не требуется дополнительных устройств управления и источников питания. Все это повышает надежность его работы.

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель, включенный в выходную диагональ мостового усилителя мощности на силовых транзисторах, за-. шунтированных обратными диодами, отличающийся тем, что, с целью повьпиения надежности работы за счет исключения сквозных токов через полупроводниковые элементы, в него введены транзистор и диоды, один из которых шунтирует базо-эмиттерный переход транзистора и включен между первым входным выводом и выводом диагонали постоянного тока мостового усилителя мощности, два другие соединены катодами с зажимами двигателя, а анодами через введенный резистор с базой транзистора коллектор которого соединен со вторым входным выводом.