Устройство для управления электродвигателем постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК H03K17/60 

ный останов электродвигателя, за счет рекуперативного торможения.

Цель изобретения - уменьшение времени останова электродвигателя при снятии управляющего сигнала и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления электродвигателем постоянного тока, выполненное по мостовой схеме на двух идентичных транзисторнодиодных ключах, каждый из которых содержит первый силовой п-р-п-транзистор, подключенный коллектором к положительной шине питания , а эмиттером с анодом первого диода, катод которого соединен с коллектором второго силового составного п-р-п-транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной питания и с анодом второго диода, катод которого подключен к одному из выводов электродвигателя и к эмиттеру первого силового п-р-п-транзистора, база которого соединена через резистор с коллектором второго силового п-р-п-транзистора, а через коллектор-эмиттер согласующего р-п-ртранзистора - к положительной шине питания, введены два управляющих п-р-п-транзистора с резисторами, дополнительный силовой составной.п-р-п-транзистор, два диода, два логических элемента И инвертор и элемент сложения по модулю два, входы которого соединены с управляющими входами устройства и соответствующими первыми входами логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента сложения по модулю два и входом инвертора, а их выходы подключены к базам соответствующих управляющих п-р-п-транзисторов, эмиттеры которых через резисторы сое динены с базами вторых силовых составных п-р-п-транзисторов, а коллекторы - с базами согласующих р-п-ртранзисторов противоположных транзисторно-диодных ключей, причем выводы электродвигателя подсоединены к анодам соответствующих дополнительных диодов, катоды которых соединены с коллектором дополнительного силового составного п-р-п-транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной питания, а база - с выходом инвертора, причем третьи входы элементов И соединены с дополнительным управляющим входом устройства. На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого изобретения.

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока выполнено по мостовой схеме на двух идентичных транзисторно-диодных ключах 1 и 2, каждый из которых содержит первый силовой п-р-п-транзистор 3, эмиттер которого соединен через

первый диод 4 к коллектору второго силового составного п-р-п-транзйстора 5, эмиттер которого соединен с анодом второго диода 6, катод которого соединен с анодом третьего диода 7 и эмиттером первого силового п-р-п-транзистора 3, база которого соединена через резистор 8 с коллектором второго силового составного п-р-п-транзистора и через ко ллекторэмиттерный переход согласующего

р-п-р-транзистора 9 со своим коллектором .

Коллекторы первых силовых п-р-птранзисторов 3 ключей подключены к положительной шине питания 10, их

эмиттеры подключены к соответствующим выводам электродвигателя 11. Эмиттеры вторых силовых составных п-р-птранзисторов 5 ключей подключены к отрицательной шине питания 12, а катоды третьих диодов подключены к коллектору дополнительного силового составного п-р-п-транзистора 13, эмиттер которого подключен к отрицательной шине питания 12, а база к выходу

инвертора 14. Управляющие входы устройства 15 и 16 подключены ко входам логического сумматора 17 по модулю два и первым входам логических элементов И 18 и 19, вторые входы которых

подключе.ны к выходу логического сумматора 17 по модулю два и входу инвертора 14. Выходы логических элементов И 18 и 19 подключены к базам соответствующих управляющих п-р-п-транзисторов 20 и 21, каждый из которых подключен эмиттером через один из резисторов 22 и 23 к базе второго силового составного п-р-п-транзистора первого ключа, а коллектором непосредственно к базе согласующего р-п -ртранзистора 9 второго Ллюча. Кроме того, третьи входы элементов И соединены с дополнительным управляклцим входом 24.

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока работает следующим образом.

При наличии на обоих управляющих входах устройства одинаковых нулевого или единичного (положительного)

сигнала на выходе логического сумматора 1 по модулю два и выходах обоих элементов И сигнал равен нулю, управляющие транзисторы 20 и 21 и силовые транзисторы 3 и 5 закрыты,

ток через электродвигатель также равен нулю, а его обмотка замкнута через диодный мост, образованный вторым 6 и третьим 7 диодами ключей 1 и 2 и открытый дополнительный силовой составной п-р-п-транзистор 13, на

базу которого поступает единичный (положительный; потенциал с выхода инвертора 14. Когда единичный положительный потенциал присутствует только на одном входе устройства

15, этот потенциал передается через соответствующий элемент И 18 на базу управлянвдего транзистора 20, ток которого, определяемый значением единичного потенциала и величиной резистора .22, открывает силовой составной транзистор 5 первого ключа и через согласующий р-п-р-транзистор 9 силовой транзистор 3 второго клвдчд, обеспечивая протекание тока через электродвигатель 11 в одном направлении. При появлении единичного упра ляющего потенциала на другом управляющем входе устройства 16 направление тока в обмотке электродвигателя 11 изменяется на обратное. Приснятии единичного потенциала со входов устройства оба ключа 1 и 2 закры ваются, а дополнительный силовой тра зистор 13 открывается, в замкнутой обмотке вращающегося по инерции элек родвигателя возникает ток, вызывающи тормозящий момент и ускоренный останов двигателя. Подавая на дополнител ный управляющий вход устройства 24 импульсный широтно-модулированный си нал, можно осуществлять ШИМ-регулирование тока, протекающего через обмотку электродвигателя. В тех случаях, когда подача управ ляющих сигналов реверса на входы уст ройства происходит с некоторой време ной задержкой друг относительно друг устройство обеспечивает предваритель вое торможение двигателя перед пода.чей реверсирующего тока, что благоприятно сказывается на сроке службы электродвигателя и уменьшает пусковые токи. Таким образом, устройство для управления электродвигателем постоянного тока позволяет осуществить бесконтактное включение и реверс двигателя, а также ШИМ-регулирование скорости его вращения, а замыкание обмотки двигателя после выключения управляющего сигнала позволяет умень шить время останова двигателя в 2-3 раза по сравнению с известными устройствами. Формула изобретения Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, выполненное по мостовой схеме на двух идентичных транзисторно-диодных ключах, каждый из которых содержит первый силовой п-р-п-транзистор подключенный коллектором к положительной шине питания, а эмиттером с анодом первого диода катод которого соединен с коллектором второго силового составного п-р-п-транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной питания и с анодом второго диода, катод которого подключен к одному из выводов электродвигателя и к эмиттеру первого силового п-р-п-транзистора, база которого соединена через резистор с колЛектором второго силового п-р-птранзистора, а через коллектор-эмиттер согласующего р-п-р-транзистора к положительной шине питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени останова электродвигателя при снятии управлякяцего напряжения и расширенияфункциональных возможностей, в него введены два управляющих п-р-п-транзистора с резисторами, дополнительный силовой составной п-р-п-транзистор, два диода, два логических элемента И, инвертор и элемент сложения по модулю два, входы которого соединены с управляющими входами устройства и соответствующими первыми входами логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента.сложения по модулю два и входом инвертора, а их выходы подключены к базам соответствующих управляющих п-р-п-транзисторОв, эмиттеры которых через резисторы соединены с базами вторых силовых составных п-р-п-транзисторов, а коллекторы - с базами согласующих р-п-р-транзисторов противоположных транзисторно-диодных ключей, причем выводы электродвигателя подсоединены к анодам соответствующих дополнительных диодов, катоды которых соединены с коллектором дополнительного силового составного п-р-п-транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной питания, а база с выходом инвертора, причем третьи входы элементов И соединены с дополнительным управляющим входом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 617842, кл. Н 03 К 17/60, опублик. 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 660258, кл. Н 30 К 17/66, опублик. 1979.