ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ПИТАНИЯ Советский патент 1971 года по МПК H02M5/297 

Известны преобразователи частоты для питания сиихронного магнитоэлектрического микродвигателя.

Однако эти иреобразователи ис обесиечивают автоматического регулирования напряжения на двигателе в зависимости от нагрузки на валу и наиряжения питания преобразователя.

Предложенный преобразователь отличается тем, что, с целью автоматического регулировання ианряжения иа двигателе в зависимости от нагрузки на валу и иаиряжения питаиия иреобразователя ои снабжен трансформатором с несколькими лервичными обмотками, каждая из которы.х включена последовательно с шунтирующими диодами, а его вторичиая обмотка подключена ко входу первого реактивного триггера, соединеиирго через фильтр со вторым реактивным триггером, вход которого иодключеи к задающему генератору, а выход через регулирующий транзистор и разделительные диоды соединен со входами транзисторов инвертора.

На фиг. 1 представлена ириициииальпая схема коммутатора; на фиг. 2 - диаграммы паиряжеинй иа элементах схемы, иллюстрирующие работу регулятора.

теля импульсов 13, иодключепного к выходу задаюп1,сго генератора //. В пепи щуитируюН1:их диодов 15-20 введены первичные обмотки 21-26 имиульсиого трансформатора 27, вторичная обмотка 28 которого подключена на вход реактивного триггера 29. Напряжение с вы.хода триггера через сглаживающий фильтр 30 подводится к реактивпому триггеру 31, запуск которого осуществляется сигналами задаюи его геператора 14. Входы траизисторов 1, 8; 3, 10; 5, 12 ветвей коммутатора через разделнтельпые диоды 32-34 и общий регулирующий трапзпстор 35 иодключеиы к шиие отрицательного смещенпя. В.ход тра1 зпстора 55 соеди1 яется с выходом триггера 31. Ре}кимы иасыщеиия и отсечки трапзисторов коммутатора обеспечиваются с помощью дополнительных источников, полярность напряжений которых показаиа па фпг. 1.

При очередно.м включении в коммутаторе ток нагрузки, иоддерживаемый э.д.с. самоиндукции обмотки двигателя, нротекает через отпертый транзистор лз ииверсиом направлении и через шуитирующий диод в прямом паправлепии.

Величипа этого тока и длительность его протекания определяется coscp двигателя прп работе от коммутатора. Созф двигателя связан с величиной вращающего момеита и является параметром, позволяющпм судпть о режиме

работы машины с точки зрения ее нагружениости. Так, ирн уменьшеиии нагрузки coscp надает, нескольку доля реактивного тока иачииает иреобладать в общем токе двигателя. В номинальном режиме и особенно в рел имах, близких к максимальному моме1ггу, созф заметно выше. В двигателях магнитоэлектрического тина, особенно прн отсутствии иусковой клетки на роторе, эта зависимость ироявляется особенно сильно. Правильно спроектированный двигатель имеет coscp номинального режима норядка 0,8-1,0. В режиме х.х. нанротив созф 0,2-0,3. Увеличение наиряжения нри неизменной нагрузке вызывает рост тока двнгателя, при этом главным образом реактивного тока. Таким образом, по величине реактивного тока, в чистом внде выделяемого целями шунтируюш,их диодов, можно судить о степени нагруженности маишны, исходя не только из момента на ее валу, но и подводимого к ней напряжения. Появление импульса тока в первичной обмотке илптульсного трансформатора вызывает имнульсный сигнал той же формы во вторичной обмотке.

Воздействуя на импульсный вход реактивного триггера 29, этот сигнал вызывает опрокидывание триггера 29 в неустойчивое состояние, сонровождаемое появлением импульса иа выходе триггера с длительностью, определяемой величиной импульса на входе. Поскольку коммутация тока нагрузки происходит в течение шести раз за период, то частота появления импульсов в шесть раз больше основной частоты преобразователя. Так как нроводимостн транзисторов и особенно в инверсном режиме различны, то токи, протекающие через диоды, также различны и следовательно отличаются друг от друга но длительности имнульсы на входе 36 и выходе 57 триггера. 31. Однако, проходя через сглаживающий фильтр, импульсы создают напряжение с ностоянным для данного режнма работы уровнем 38 (фиг. 2). Это напряжение jicнользуется в качестве модулирующего для второго реактивного триггера.

Запуск этого триггера осуществляется импульсами неизменной формы, получаемыми от задающего генератора (дифференцированием или без дифференцирования в зависимости от формы сигнала задающего генератора 14, н поэтому с выхода триггера снимаются импульсы 39 с пеизменной для данного режима нагрузки длительностью (фиг. 2).

При появлении этих импульсов транзистор 35 открывается, н все ветви коммутатора переходят в одинаковое состояние, когда нижние силовые транзисторы закрыты, а Bepxinie открыты. Па фиг. 2 цифрами 40-42 обозначены диаграммы нанряжений на выходе инвертора, 43 I 44 - соответственно линейно1о

и фазного нанряжений на обмотках двигателя.

Таким образом осуществляется шнротно-имнульсное модулирование напряжения на выходе коммутатора, при котором щирина импульсов нанряжения зависит от величины модулирующего напря}кения, зависящего, в свою очередь, от нагрузки на валу двигателя. Естественно, что в режимах малой нагрузки, когда имнульсы реактивного тока нагрузки,

протекающего через первичные облготки, велики, уровень модулирующего напряжения высокий, и напряжение на выходе кол1мутатора существенно ограничивается. При моменте на валу, близком к максимальному, модулнрующее напряжение блпзко к нулю, и имнульсов на выходе триггера 31 нет, т. е. ограничения нанряжения на двигателе не происходит.

Предмет н з о б р е т е н н я

Преобразователь частоты для питання синхронного лмагнитоэлектрического микродвигателя, содержащий инвертор на транзисторах

с шунтирующими диодами, блок унравления инвертором на двух реактивных триггерах н задающий генератор, отличающийся тем, что, с целью автоматического регулирования нанряжения на двигателе в зависимости от иагрузки на валу и нанряжения питания преобразователя, он снабжен трансформатором с несколькими первичными обмотками, каждая из которых включена последовательно с указанными шунтирующими диодами, а его вторичная обмотка подключена ко входу нервого реактивного триггера, соединенного через фнльтр со вторым реактивным тpиггepo r, вход которого подключен к задающему reireратору, а выход через регулирующий транзнстор и разделительные диоды соединен со входами транзисторов инвертора.

«2

.JU