Устройство для управления двигателем постоянного тока с расщепленной обмоткой возбуждения Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

дойолнительно снабжен трансформаторо тока, первая обмотка которого включе на в базовую цепь силового транзисто связанного одним силовым электродом через йторую обмотку трансформатора тока с другой щиной вспомогательного источника постоянного тока, третья обмотка трансформатора тока подключе йа одним-выводом ко BTopof iy силоеому электроду второго управляющего транзистора, другим выводом связина через резистор с общей точкой соединения другого силового, электрода силового транзистора и силового электрода тиристора, четвертая 66мот.ка подключена через дополнительный резистор к шинам общего источни ка питания. На чё ртёже приведена принципиальная схема устройства. Устройство И1 ёт двёгЪДИ1Ш«5ЩШГ канала 1 и 2, каждый из которых содержит тиристор 3 и запирающий узел 4 на силовом транзисторе 5 и трансФорматоре 6 тока, имеющем четыре обмотки 7-10. Трансформатор 11 обратной связи имеет, два сердечника с обмотками 12 и 13 смещения и общие для обоих сердечников обмотки 14 управления, обратной связи 15 и выходные 16 и 17 Кроме тогЬ,каждый канал содержит два транзистора - первый 18 Йля управления тиристором 3, второй 19 - для управления запирающим узлом 4, а также резисторы 20-23 и демпфер ный диод 24. Общими для обоих каналов являются источники импульсов первой последова тельности 25., вторкэй последовательно ти 26 и третьей последовательности 2 Устройство питается от источника 28 пйфания и вспомогательного йсточника 29 постоянного тока. Нагрузкой устройства служит двига тель постоянного тока, имеквдий якорь 30 и обмотки 31 и 32 возбуждения. В качестве силового элемента в ка налах 1 и 2 применены тиристоры 3, катоды которых соединены минусовой шиной источника 28 питания, а аноды через обмотки 15 обратной связи трансформатора 11 обратной связи под ключены к обмоткам возбуждения 31 и 32. Якорь двигателя 30 соединен с по ложительной шиной источника 28 питания. Двигатель шунтирован демпферным диодами 24, Коллекторы первого транзистора 18 канала 1 и второго транзистора 19 ка налс 2 соединены с выходом источника 25 импульсов первой послеДоватёльности, а второго транзистора 19 кана ла 1 и первого транзистора Г8 канала 2-е выходом источника 26 импульсов второй последовательности. Эмитт ёры транзисторов 18 соединены через резисторы 23 с управляющими электродами тиристоров 3 своего канала, а эмиттеры транзисторов 19 связаны через обмотки 9 трансформаторов б тока и резисторы 22 с анодами тиристоров 3 и коллекторами силовых транзисторов 5 запирающего узла 4. Эмиттер силового транзистора 5 соединен с отрицательной шиной вспомогательного источника 29 постоянного тока через обмотку 8 трансформатора 6 тока обмотка 7 которого включена в цепь фазы силового транзистора 5. Обмотка 10 трансформатора 6 тока через резистор 20 подключена к шинам источника 28 питания. Выходные обмотки 16 и 17 трансформатора 11 обратной связи включены в базовые цепи первого 18 и второго 19 транзисторов. Обмотки 12 и 13 смещения этого трансформатора связаны через резистор 21 с выходом источника 27 импульсов третьей последовательности, а обмотка 14 управления включена в цепь сигнала управления. Устройство работает следующим образом. Источники импульсов 25,26 и 27 генерируют положительные (относительно минусовой шины источника питания 28) импульсы трех последовательностей, причем очередность их след ования следующая: первая, третья, вторая, третья, первая и т.д. последовательности. Длительность импульсой первой и второй последовательностей выбирается не менее времени включения тиристора 3 (или запирающего узла 4, если оно.больше), а импульс третьей последовательности действует в промежутке между ними. Работа каналов 1 и 2 идентична и выбор функционирующего качала определяется полярностью управляющего сигнала. При нулевом входном сигнале все активные элементы обоихканалов 1 и 2 закрыты и ток в двигателе отсутствует. Если подать на входные клеммы АВ устройства управляющий сигнал (например на клел4му А минус, на клемму В плюс):В виде постоянного тока, то при поступлении илтульса первой последовательности происходит открывание первого 18 транзистора 3 канала 1. Цепь, состоящая из якоря 30, обмотки 31 возбуждения и обмотки 15 обратной связи подключается к источнику питания 28. -По окончании действия импульса первой последовательности поступает импульс третьей последовательности, воздействующий на обмотки 12 и 13 смещения трансформатора 11 обратной связи и перемагничивающий сердечники ЭТО1Х) .трансформатора в исходное состояние. В это время сигнал управления в базы .tiepBoro 18 и второго 19 транзисторов не передается,, что

повышает помехозащищенность устройства.

По окончании действия импульса третьей последовательности поступает импульс втЬрой последовательности, л в трансформатор 11 обратной, связи происходит сравнение величины тока : нагрузки, протекающего по обмотке 15 обратной связи, с величиной токауправления, протёка1бщёго по обмотке 14 управления. Если ток нагрузки достиг (или превысил) величины, заданной сигналом уйравлениЯуТО прбйсходит открывание вторбго транзистора 19 и по обмотке 9 трансформатора 6 тока проходит импульс тс)ка,отпи рающий силовой транзистор 5. К тиристору 3 прикладывается обратное напряжение вспомогательного источника постоянного тока 29 и тиристор 3 закрывается. При сбое в работе устройства, например г если тиристор 3 не закрылся, то через время, равное сумме двух длительностей импульсов третьей последовательности и длительности импульса первой последовательности, на запирающий узел 4 этого канала поступают повторные команды на запирание тиристора 3. Длительность работы запирающего узла 4 определяется временем насыщения магнитопровода трансформатора б тока и выбирается равной транспортному времени запирания тиристора 9. Перемагничивание сердечника трансформатора б тока в исходное состояние производится током, протекающим по обмотке 10 и задаваемым резистбром 20, что также увеличивает надежность устройства.

, Запирание тиристора 3 приводит к тому, что ток в нагрузке начинает спадать. В это время снова действует импульс третьей последовательности, подготавливающий трансформатор 11 обратной связи к следующему рабочему циклу. Поступление импульса первой последовательности приводит к открыванию тиристора 3 и нарастанию тока в нагрузке. При изменении полярйости управляющего сигнала аналогичным образом работает канал 2. ,

Период коммутации устройства ргше двойному времени запирания тиристора Следовательно, минимальная длительность импульса третьейпоследовательности может равна времени запирания тиристора.

Формула изобретения

Устройство для управления двигателем постоянного тока с расп епленной обмоткой возбуждения, содержащее два одинаковых канала, каждый из которых снабжен силовым тиристором, двуйя управляющими транзисторами и апйраго

щим узлом с силовым транзистором, и общий для обоих каналов источник питания, отличающееся тем, что с целью повышения надежности и быстродействия, в него введены два трансформатора обратной связи, каждый из которых выполнен на двух сердечниках с обмотками смещения, двух включенных в противофазе выходных обмотках, обмотке обратной связи и обмотке управO . ления, вспомогательный источник постоянного тока, первая шина которого соединена с одной из шин общего источника питания, и три источника импульсов различной последовательнос5ти, при этом к выходу источника и.мпульсов первой последовательности подключены один силовой электрод первого, управляющего транзистора первого Канала и один силовой электрод

0 второго управляющего транзистора второго канала, к выходу источника импульсов. второй последовательностиподключены один силовой электрод второго управлякадего транзистора riepвого канала и один силовой электрод

5 первого управляющего транзистора второго канала, между выходом источника импульсов тЕ)етьей последовательности и первой шиной вспомогательного источника постоянного тока в каж0дом канале включены встречно соединенные обмотки смещения трансформаторов обратной связл, а их выходные обмотки, обмотки обратной связи и обмотки управления включены соответ5ственно в базовые цепи первого и второго управляющих транзисторов обоих каналов, последовательно с обмотками возбуждения двигателя и в цепь сигнала управления обоими ка0налами, причем каждый запирающий узел дополнительно снабжен транс- . форматором тока, первая обмотка которого включена в базовую цепь силового транзистора, связанного рдн;|м силовым электродом через вто5рую обмотку трансформатора тока с другой шиной вспомогательного источника постоянного тока,третья обмотка трансформатора тока подключена одним выводом ко второму сило0вому электроду второго управляющего транзистора, другим выводом связана через резистор с общей точкой соединения другого силового электрода силового транзистора и силового

5 электрода тиристора, четвертая обмотка подключена через дополнительный резистор к шинам общего источника пнйгаяй);

Источники информации,

О принятые вО внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 289487, кл. Н 02 Р 5/16, 1968.