Коммунатор вентильного электродвигателя Советский патент 1988 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к ческим машинам, а точнее к вентильным электродвигателям, и может быть использовано для управления токами секций якорной обмотки этих электродвигателей,

Цель изобретения - повышение надежности функционирования коммутатора вентильного электродвигателя за счет ограничения тока коллектора си лового транзистора ниже максимально допустимого,

На чертеже -изображена принципиальная электрическая схема одного из вариантов вьшолнения канала усиления коммутатора вентильного электродвигателя,

Канал- усиления коммутатора вентильного электродвигателя содержит дйфф ер енци аль ный.пр едв аритель ный усилитель 1, входы которого присоединены к выходным электродам элемента Холла .2, расположенного в воздушном зазоре датчика положения ротора электродвигателя, ротор которого в ы- полнеи в виде постоянного магнита. Входные электроды элемента Холла 2 предназначены для подключения к выходу системы управления вентильным электродвигателем,

Анапоговый - датчик положения ротора вентильного электродвигателя может быть также выполнен в виде ситранзистора 4, Коллектор транзистора 8 обьединен с вторым выводом резистора 7. и присоединен к инвертирующему входу линейного усилителя 3, База транзистора 8 соединена со средней точкой делителя напряжения, образованного резисторами 9 и 10, Делитель напряжения из резисторов 9 и 10 вклмчен параллельно выводам источника питания канала усиления коммутатора вентильного электродвигателя.

Канал усиления коммутатора вентильного электродвигателя работает следующим образом.

При вращении ротора вентильного электродвигателя на выходных электродах элемента Холла 2 появляется знакопеременное напряжение, которое поступает на входы дифференциального предварительного усилителя 1, Амплитуда этого.напряжения прямо, пропорциональна абсолютной величине напряжения -на входных электродах элемента Холла 2, При положительной относительно инвертирующего входа полярности напряжения на неинвертирующем входе дифференциального предварительного- усилителя 1 его,выходное напряжение будет также положительной полярности. Выходное напряжение линейного усилителя 3 будет отрицательной полярности, и силовой транзистор 4 закрыт. Падение напряженияна резис

Изобретение относится к устройствам управления токами секций якорной обмотки вентильных электродвигателей. Цель изобретения состоит в повышении надежности функционирования коммутатора вентильного электродвигателя. Каждый канал коммутатора содержит последовательно соединенные дифференциальный предварительный усилитель, линейный усилитель и силовой транзистор, в цепь коллектора которого включена одна из секций якорной обмотки электродвигателя, а в цепь эмиттера - датчик тока. К общей точке эмиттера силового транзистора и датчика тока присоединены эмиттер второго транзистора, структура которого противоположна структуре силового транзистора, и один из выводов резистора цепи отрицательной обратной связи по току секции якорной обмотки, второй вывод которого объединен с коллектором этого транзистора и подключен к входу линейного усилителя. При помощи второго транзистора за счет регулирования величины отрицательной обратной связи по току секции якорной обмотки осуществляется ограничение тока коллектора силового транзистора. База второго транзистора присоединена к общей точке делителя напряжения, выбором требуемого соотношения величин резисторов которого устанавливается максимально до- .пустимый ток коллектора силового транзистора, 1 ил. i ю Ю

нусно-косинусного вращающегося транс- д торе 6 равно нулю, и к переходу ба форматора с демодулятором, включенным перед первичной обмоткой, и двумя фазочувствительными выпрямителями, подключен1П51Ми к. его вторичным обмоткам.

К выходу дифференциального предварительного усилителя 1 подключен вход линейного усилителя 3, выполнен того в виде инвертирующего усилителя. Его выход соединен с базой сило- його транзистора 4, имеющего структуру типа п-р-п. В цепь коллектора силового транзистора 4 включена секг ция 5 якориой обмбтки вентильного электродвигателя, а в цепь его эмиттера - датчик тока, представляющий собой постоянный резистор б, К общей точке эмиттера силового транзистора 4 и резистора 6 присоединены один из выводов резистора 7 цепи отрицательной обратной связи по-току секции 5 якорной обмотки и эмиттер транзистора 8, структура которого противоположна структуре силового

40

45

50

55

за - эмиттер транзистора 8 Прилагается напряжение положительной относительно его эмиттера полярности, равное падению напряжения на резисто ре 9 делителя напряй :ения из резисторов 9 и Ш, Транзистор 8 также закрыт,

При изменении полярности напряжения на входах дифференциального пред варительного усилителя 1 на противоположную его выходное, напряжение ста новится отрицательной полярности, а выходное напряжение линейного усилителя 3 - соответственно положительной полярности. Силовой транзистор 4 открывается и по секции 5 якорной обмотки и резистору 6 проходит ток.

Если падение напряжения на резисторе 6, возникающее при прохождении по нему тока эмиттера силового транзистора 4, меньше, чем падение напря жения на резисторе 9, то к переходу база - эмиттер транзистора 8 относительно его эмиттера прилагается напторе 6 равно нулю, и к переходу

за - эмиттер транзистора 8 Прилагается напряжение положительной относительно его эмиттера полярности, равное падению напряжения на резисторе 9 делителя напряй :ения из резисторов 9 и Ш, Транзистор 8 также закрыт, :

При изменении полярности напряжения на входах дифференциального предварительного усилителя 1 на противоположную его выходное, напряжение становится отрицательной полярности, а выходное напряжение линейного усилителя 3 - соответственно положительной полярности. Силовой транзистор 4 открывается и по секции 5 якорной обмотки и резистору 6 проходит ток.

Если падение напряжения на резисторе 6, возникающее при прохождении по нему тока эмиттера силового транзистора 4, меньше, чем падение напряжения на резисторе 9, то к переходу база - эмиттер транзистора 8 относительно его эмиттера прилагается напзисторов и тем сямым ухудшения массо- габаритных показателен всего устройства.

Волее высокая по сравнению с известным надежность функтщош рования предлагаемого коммутатора позволяет использовать его в вентильных электродвигателях следящих систем летательных аппаратов и робототехничес- ких устройств.

31429241

ряжение положительной полярности. Транзистор 8 закрыт и ток его коллектора практически прямо пропорционален величине напряжения на входах дифференциального предварительного усилителя 1,

С увеличением напряжения на входных электродах элемента Холла 2 возрастает напряжение на входах диффе- ю ренциального предварительного усилителя 1 и соответственно падение напряжения на резисторе 6. При достижении его величины больше падения нап- Формула изобретений ряжения на резисторе 9 полярность 15

напряжения на переходе база - эмиттер Коммутатор вентильного злектродвк- транзистора 8 относительно его эмит- гателя, каждый из каналов усиления тера становится отрицательной, трар- которого содержит дифференг иальны : зистор 8 открывается и шунтирует ре- предварительный усилитель, входы ко- зистор 7, Величина отрицательной об- 20 торого предназначены для подключения ратной связи по секции 5 якорной об- к выходам аналогового датчика поло- мотки -возрастает что приводит к жения ротора электродвигателя, к си-по- прекращению увеличения тока коллекто- вой транзистор, база котсрогэ связана ра силового транзистора 4, Дальней- с выходом дифференциального предвари- шее увеличение напряжения на входах 25 тельного усилителя, в цепь ко;шекто- дифференциального предварительного , ра подключена одна из секций якорной усилителя .1 вызывает еще большее i обмотки электродвигателя, а в цепь уменьшение сопротивления участка кол- эмиттера датчик тока, при зтом к лектор - эмиттер транзистора 8 и со- общей точке 3MiiTTepa силового транэпс30 тора и датчика тока присоединен един из выводов резистора цепи отрнцат „пь- ответственно увеличение отрицательной обратной связи по току секции 5 якорной обмотки, В итоге ток коллек- тора силового транзистора А практически не превьштает величины, равной отношению падения напряжения на, резисторе 9 к величине резистора 6, Требуемое граничное значе- ние тока коллектора силового транзистора 4 устанавливается выбором соответствующих величин резисторов 9 и 10.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого коммутатора вентильного электродвигателя по сравнению с известным заключается в повышении надежности функционирования за счет ограничения тока коллектора силового транзистора ниже допустимого, что снижает вероятность выхода из строя силового транзистора и коммутатора. Кроме того, применение коммутатора вентильного электродвигателя позволяет в ряде случаев избежать параллельного включения силовых транной обратной связи по току якорной обмотки, о т л и ч а ю и 5-: й- с я тем, что, с целью повьпзения ка-- дежности его функционирования, в

35 „

дыи канал усиления введены делитель

напряжения, транзистор со структурой, противоположной структуре силового транзистора, и линейный усилитель, 4Q вход которого подключен к выходу дифференциального предварительного усилителя, а выход соединен с базой силово- i го транзистора, делитель напряжения подключен параллельно выводам источника питания канала усиления, эмиттер введенного дополнительно транзистора соединен с эмиттером силового транзистора, его база - со средней точкой делителя напряжения, а коллектор объединен с вторьм выводом резистора цепи отрицательной обратной связи по току секции якорной обмотки и присоединен к входу линейного усилителя.

45

50

зисторов и тем сямым ухудшения массо- габаритных показателен всего устройства.

Волее высокая по сравнению с известным надежность функтщош рования предлагаемого коммутатора позволяет использовать его в вентильных электродвигателях следящих систем летательных аппаратов и робототехничес- ких устройств.

Формула изобретений

ной обратной связи по току якорной обмотки, о т л и ч а ю и 5-: й- с я тем, что, с целью повьпзения ка-- дежности его функционирования, в

5 „

дыи канал усиления введены делитель

напряжения, транзистор со структурой, противоположной структуре силового транзистора, и линейный усилитель, Q вход которого подключен к выходу дифференциального предварительного усилителя, а выход соединен с базой силово- i го транзистора, делитель напряжения подключен параллельно выводам источника питания канала усиления, эмиттер введенного дополнительно транзистора соединен с эмиттером силового транзистора, его база - со средней точкой делителя напряжения, а коллектор объединен с вторьм выводом резистора цепи отрицательной обратной связи по току секции якорной обмотки и присоединен к входу линейного усилителя.

5

0

В системе у ураВления