Управляемый трехфазный коммутатор Советский патент 1981 года по МПК H01H47/00 

Изобретение относится к электрот нике, в частности к средствам управ ления электродвигателями постоянного тока. Известен управляеьшй трехфазный коммутаторt содержащий три параллел но соединенше цепи, выводы, которых предназначены для подкл1а чения к источнику питания каждая из которых состоит из двух транзисторных кгаочей и диодов ПЗ. Недостатком зтого устройства является наличие значител| иых -пульсаций тока, что снижает его надеж- ность. Наиболее близким к предлагаемому по технически сущности и достигаемому результату является управля.ежй трехфазный коммутатор, содержа ЧМ1 три параллельно соединенные цеп1ь выводы которых предназначены для подключения к источнику питания, каяпая из которых состоит из двух транзисторных ключей, один из которых шунтирован; диодсм, причем точка соединения ключей предназначена для подклмпения к нагрузке Г2}. Недостатком зтого устройства является его низкая надежность и функцишальные возможности. Цель изобретеиия - повьшение надежности устройства и расшфение его фзгтсционалышх возможностей. Эта цель достигается тем, .что оио сиабжено в каппой из трех параллельно соединенных цепей дополнительшмв ключами, обмотками дросселя и дополш1тельны1т диодами, причем обмотки дросселя соединены посл овате1П н6 с дшюлнительными ключами и включены параллельно основному диоду, а дстоянительные диоды включены меящу точкой соединення обмотки дросселя и д толнительного ключа и одним из пюодов, предиазначёншх для подключения к источнику питания.

На фиг. 1 представлена функционалная схема управляемого трехфазного коммутатора; на фиг. 2 - диаграммы токов, поясняющие принцип работы.

Управляемьй трехфазный коммутатор содержит параллельно соединенные цепи 1-3, включенные между вьшодами источника питания 4 и 5 (первым и вторвлм соответственно). Каждая цепь состоит из последовательно-соединенных регулятора 6 и транзисторного ключа 7. Параллельно регулятору 6 присоединен диод 8. Каждый регулятор содержит дополнительные транзисторные ключи 9-11, обмотки дросселей 12-14 и дополнительные диоды 15-17. Обмотки дросселей намотаны на сердечники 18-20 (по числу каналов) и с одинаковыми номерами имеют общий сердечник, например, обмотки с номером 13 имеют общий сердечник с номером 19 и т.д. К точкам соединения регуляторов 6 и транзисторных ключей 7 подключены фазы 21-23 обмотки якоря электрической машины. Дополнительные диоды 15-17 включены в обратном направлении между точкой соединения дополнительных транзисторных ключей 8-11 и выводом питания 4.

Управляемый трехфазный коммутатор работает следующим образом.

Дополнительные ключи регуляторов 6 и ключи 7 включают фазы обмоток 21-23 якоря электрической машины в соответствии с сигналами от датчика положения ротора (не обозначены). Регулирование тока происходит посреством коммутации дополнительных тразисторных ключей регуляторов 9-11 по определенному закону в пределах угла коммутации. Фиг. 2а изображает диаграмму открытого состояния дополнительных ключей регулятора и ключей 7, Регулирование тока, а, следовательно и Скорости, происходи на частоте IMM f с периодом Т, причем начало включения каждого из дополнительных ключей 9-11 отстоит друг от друга .на интервал N число каналов в регуляторе, (фиг.2б В зависимости от длительности подключения питающей сети через дополнительные ключи регулятора (коэффициент заполнения импульсов Kij) меняется средний ток в обмотке электрической машины. Длительность импульсов регулируется в соответствии

С сигналом управления и в общем случае может быть неодинаковой в разных каналах регулирования при обеспечении необходимого режима управления.

Как видно из диаграмм (фиг. 2), ток в каждом канапе может быть как разрывным так и безразрывным, причем условие обеспечения беэразрывного тока всегда можно вьтолнить,

-л

«выбрав достаточно махым а

где f - электромагнитная постоянная времени цепи прохождения тока.

Независимо от характера тока в цепи, суммарный ток в фазе обмотки якоря в широком диапазоне регулирования будет безразрывньи. То же самое относится к току, потребляемому коммутатором из сети, который может быть разрывньм только при К -тт-1 что соответствует среднему току

«ЗЧ-СР-ИО.

Частота пульсаций тока в нагрузке и сети в Ы раз больше по сравнению с одноканальным регулятором известного устройства,и размах пульсаций . незначителен из-за сдвига импульсов в каждом канале. Это позволяет значительно уменьшить габариты входного фильтра, либо обходиться без него.

Использование изобретения расвюряет динамический диапазон регулирования двигателя постоянного тока. Достигается это за счет того, что при малых скоростях вращения действующее значение тока увеличивается не так сильно по сравнению со средним значением тока, как это происходит в известном устройстве.

Таким образом, изобретение значительно позволит повысить надежность и расширить функциональные возможности.

Формула изобретения

Управляемый трехфазный коммутатор содержащий три параллельно соединенные цепи, выводы которых предназначены для подключения к источнику питания, каждая из которых состоит из двух транзисторных ключей, один из которых шунтирован диодом, причем точка соединения клюяей предназначена для подключения к нагрузке, отлич ающийся- тем, что.

с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено в из трех параллельно соединенных цепей, дополнительными ключами, обмотками дросселя и дополннтельньбш диодами, причем обмотки дросселя соединены последовательно с дополнительными ключами и включены параллельно основному диоду, дополнительные диоды включены между точкой соединения обмотки дросселя и дополнительного ключа и одним из выводов, предназначенных для подключения к источнику питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Овчинников И.В., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока. Я., Наука 1979, с, 21,

2.Сборник Электронная тех:ника

в автоматике. 1978, вып. 10, с. 187.