Устройство для управления двигателем постоянного тока Советский патент 1984 года по МПК H02P5/16 

1

изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам широтно-импульсного управления двигателями постоянного тока, и может быть использовано в системах регулирования частоты вращения или ускорения двигателя и связанных с ним технологических механизмов.

Известно устройство для управления двигателем постоянного тока, содержащее шину входа широтно-модулированного сигнала управления, предварительные транзисторные каскады, выходные транзисторные каскады, собранные по схеме составного транзистора и состоящие из первого и второго транзистора каждый, причем коллекторные цепи первых транзисторов питаются от отрицательного источника напряжения, их переходы база - эмиттер зашунтированы диодами, включенными в обратном переходу направлении а вторые транзисторы включены последовательно, так что коллектор одного связан с эмиттером другого и их общая точка является точкой подключения якорной цепи двигателя постоянного тока, а свободные выводы эмиттера и коллектора указанных транзисторов подключены к шинам силового источника питания 1, Г

Однако коллекторные токи первых

транзисторов составных каскадов не участвуют в токах нагрузки, рассеивая мощность на дополнительном сопротивлении и в коллекторной цепи. При невысоких значениях коэффициента уси ления по току базы мощных вторых транзисторов (а для первых транзисторов - эмиттерный ток) достигают 1525% коллекторного тока. Это уменьшает надежность работыустройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления двигателем постоянного тока, содержащее подключенные к первому источнику питания два последовательно включенных составных транзисторных каскада, каждый из которых содержит два транзистора одинаковой проводимости, эмиттеры первых транзисторов соединены с базами вторых транзисторов, коллекторы первых и вторых транзисторов связаны между собой, база первого транзистора первого составного транзисторного каскада связана с управляющим входом устройства, связанным

062

также через инвертирующий транзисторный каскад с базой первого транзистора второго составного транзисторного каскада, общая точка соединения составных транзисторных каскадов является выходом устройства, связанным через второй источник питания с коллектором транзистора инвертирующего каскада, и предназначенным для подключения к якорной- обмотке электродвигателя, эмиттер транзистора инвертирующего каскада через третий источник питания соединен с эмиттером второго транзистора первого составного транзисторного каскада, два диода. Коллекторы первых и вторых транзисторов соединены между собой через дополнительный резистор 2 .

Однако при пуске двигателя коллекторному переходу уже насыщенного по току базы первого транзистора принудительно прикладывается напряжение, в несколько раз превьшхающее напряжение насьщ5ения. При этом происходит резкое перераспределение токов между коллекторными цепями первого и второго транзисторов и повреждение коллекторного перехода первого и базы второго транзистора.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления двигателем постоянного тока, содержащее подключенные к первому источнику питания два последовательно включенных составных транзисторных каскада, каждый из которых содержит два транзистора одинаковой проходимости, эмиттеры перывх транзисторов соединены с базами вторых транзисторов, коллекторы первых и вторых транзисторов связаны между собой, база первого транзистора первого составного транзисторного каскада связана с управляющим входом устройства, связанным также через инвертирующий транзисторный каскад с базой первого транзистора второго составного транзисторного каскада, общая точка соединения составных транзисторных каскадов является вьгходом устройства, связанным через второй источник, питания с коллектором транзистора инвертирующего каскада и предназначенным для подключения к якорной

3

обмотке электродвигателя, эмиттер транзистора инвертирующего каскада через третий источник питания соединен с эмиттером второго транзистора первого составного Транзисторного -каскада, два диода, дополнительно введены два диода, при этом два первых диода шунтируют переходы база - эмиттер первых транзисторов составных транзисторных каскадов, коллекторы вторых транзисторов составных транзисторных каскадов подключены к коллекторам первых транзисторов указанны каскадов через два введенных диода

На чертеже приведена схема устройства для управления двигателем постоянного тока.

Устройство для управления двигателем постоянного тока содержит подключенные к первому источнику 1 питания два последовательно включенных составных транзисторных каскада, каждый из которых содержи два транзистора 2 и 3 (4и 5) одинаковой проводимости, эмиттеры первых транзисторов 2 и 4 соединены с базами вторых транзисторов 3 и 5, коллекторы первых и вторых транзисторов 2,4, и 3,5 связаны между собой, база первого транзистора 2 первого составного транзисторного каскада связана с управляющим входом устройства 6, связанным также через инвертирующий транзисторный каскад, выполненный на транзисторе 7 с базой первого транзистора 4 второго соответственно транзисторного каскада, а .общая точка 8 соединения составных транзисторных каскадов является выходом устройства, (связанным через второй источник 9 питания с коллектором инвертирующего транзистора 7, эмиттер которого через третий источник 10 питания соединен с эмиттером второго транзистора 3 первого составного транзисторного каскада, два диода 11 и 12, дополнительно введенные два диода 13 и 14. Два перв

1006

диода 11 и 12 шунтируют переходы база - эмиттер первых транзисторов 2 и 4, составных транзисторных каскадов, коллекторы первых и вто5 рых транзисторов 2,3 и 3,5 которых соединены через два других диода 13 и 14. .

Двигатель подключается к выводу 8 и эмиттеру транзистора 3.

10 Устройство работает следующим образом.

При подаче на управляющий вход 6 устройства широтно-модулированного сигнала происходит поперемен15 ное переключение транзисторов 2,3 и 4,5 первого и второго составного транзисторного каскада. При этом якорный т.ок протекает от источника 1 питания через первый составной тран20 зисторный каскад, либо он замыкается на открытый второй составной транзисторный каскад. Частота переключения составных транзисторных каскадов определяет частоту враще25 ния двигателя. Падение напряжения на диодах 13 и 14 поддерживает напряжение на коллекторных переходах транзисторов 2 и 4 на уровне, обеспечивающем общий высокий ко: ффици30 ент усиления по току и по мощности составных транзисторных каскадов.

При пуске и торможении двигателя броски тока якоря, благодаря наличию диодов 13 и 14, за счет их

, нелинейной вольт-амперной характеристики не приводят к повреждению транзисторов, так как повышение напряжения при этом на коллекторах транзисторов 2 и 4 не превьшает

Q 25-30% по сравнению с номинальным режимом.

Таким образом, за счет стабилизации напряжений коллекторных реходов первых транзисторов составных транзисторных каскадов исключаются повреждения коллекторных переходов первых и баз вторых транзисторов, т.е. повьшается надежность

jg устройства.

УСТРОЙСТВО Щ1Я УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее подключенные к первому источнику питания два последовательно включенных составных транзисторных каскада, каждый из которых содержит .два транзистора одинаковой проводимости, эмиттеры первых транзисторов соединены с базами вторых транзисторов, коллекторы первых и вторых транзисторов связаны между собой, база первого транзистора первого составного транзисторного каскада связана с управляющим входом устройства, связанным также через инвертирующий транзисторный каскад с базой первого транзистора второго составного транзисторного каскада, общая точка соединения составных транзисторных каскадов является выходом устройства, связанным через второй источник питания с коллектором транзистора инвертирующего каскада и предназначенным для подключения к якорной обмотке электродвигателя, эмиттер транзистора инвертирующего каскада через третий источник питания соединен с эмиттером второго транзистора первого составного транзисторного каскада, два диода, отличающе(О еся тем, что, с целью повьшения надежности, в него дополнительно введены два диода, при этом два первых диода шунтируют переходы базаэмиттер первых транзисторов составных транзисторных каскадов, коллекторы вторых транзисторов составных QO транзисторных каскадов подключены к коллекторам первых транзистэров указанных каскадов через два введенных диода. О