Усилитель мощности для управления электромеханическим преобразователем Советский патент 1982 года по МПК H02P8/00 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах управления электромекическими преобразователями импульсного действия, шаговыми либо волновыми шаговыми электродвигателями.

Известен усилитель мощности, содержащий источник питания, подключенный через последовательно соединенные между собой разделительный диод и обмотку электромеханического преобразователя к выходному каскаду, конденсатор и подключающие тиристоры и симистор til.

Причем конденсатор связан через два подключающих тиристора с зажимами двух обмоток электромеханического преобразователя.

Недостатками такого усилителя мощности являются запаздывание тока при форсировании процесса нарастания приводящее к снижению быстродействия, и ограниченная область применения, обусловленная возможностью

обеспечения рекуперации энергии только при определенном способе коммутации обмоток электромеханического преобразователя.

Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому усилитель мощности для управления электромеханическим преобразователем, например шаговым двигателем, содержащий источник питания, к которому подключены последовательно соединенные между собой paздeлиfвльный диод, обмотка электромеханического преобразователя и ключевой элемент выходного каскада, конденсатор и два раз(яд11Ых вентильных элемента, например тиристора D1.

Недостатком известного усилителя мощности является большое количество подключающих элементов, равное 4т, где m - число обмоток электромеханического преобразователя.

Цель изобретения - упрощение уст ройства. Поставленная цель достигается тем, что разрядные вентильные элеме ты включены между собой встречнопараллельно, к первой общей точке их соединения подкхвочен через конденсатор первый зажим обмотки, а вт их общая точка подключена ко второму зажиму обмотки, соединенном с ключевым злементом выходного каскада. На фиг. 1 приведена принципиальная схема усилителя мощности для уп равления электромеханическим преобразователем (шаговым электродвигателем) ; на фиг. 2 - временные диагр мы тока в обмотке электромеханического преобразователя и напряжения на конденсаторе. Усилитель мощности (фиг. |) для управления электромеханическим преобразователем содержит источник питания Vb положительная клемма которого подключена через последовательно соединенные между собой разделительный диод 1 и обмотку 2 элек тромеханического преобразователя к ключевому элементу 3 выходного каскада, конденсатор 4 и два разрядных вентильных элемента (тиристора) 5 и 6. Тиристоры 5 и 6 соединены между собой встречно-параллельной К первой общей точке их соединения подключен через конденсатор 4 первы зажин обмотки 2, а вторая общая их точка подключена ко вто-рому зажиму обмотки 2, соединенному с ключевым элементом 3. Усилитель мощности работает следуклвд м образом. Предположим, что одна из обмоток 2 (фаз) электромеханического преобразователя в момент времени to (фиг. 2) должна отключаться, другая подключаться, а третья остается вклю чённой на напряжение источника пита ния, т.е. рассмотрим работу усилителя мощности при однополярной парной схеме коммутации фаз. При отключении обмотки 2 электромеханического преобразователя от источника питания Ь одновременно подаются управляющие импульсы на запирание ключевого элемента 3 усилителя мощности данной фазы и на включение тиристора 6 включаемой фазы. При отключейии фазы за счет магнитной энергии, запасенной в ее магнитном поле, происходит форсированный заряд конденсатора 4 до напряжения Цепкххл (фиг. 2), где в- добротность контура рекуперациио Полярность этого напряжения на фиг. 1 указана в кружочках. Затем в момент времени Ц, когда ток заряда конденсатора уменьшится до нуля, тиристор 6 выключается. В этот же момент времени t, либо с некоторой задержкой во времени подается управляющий импульс не включение тиристора 5. При этом через включенный тиристор 3 происходит перезаряд конденсатора 4 до напряжения Uetnox .тлч так как добротность контура перезаряда конденсатора большая (полярность напряжения и.пк гуказана , I без кружочков) . Напряжение Utnjojcjnpa идеальных элементах схемы сохраняется до следующего включения этой фазы электромеханического преобразователя. В это же время, т.е. в момент времени t«p (фиг. 2), при включении ключевого элемента 3 и тиристора 5 включаемой фазы к ней прикладывается повышенное напряжение денсатора 4 этой фазы, предварительно заряженного при ее предьщущем отключении в результате процессов, указанных выше. Конденсатор 4, разряжаясь, вызывает во включаемой фазе 2 форсирование нарастания тока в течение времени Ь, пока не откроется разделительный диод I включаемой фазы, т.е. пока не откроется разделительный диод 1 включаемой фазы или пока напряжение на конденсаторе не сравняется с напряжением Uo источника питания. При последующих переключениях фаз электромеханического ,преобразователя работа устройства повторяется. Такое выполнение усилителя мощности для управления электромеханическим преобразователем, например шаговым электродвигателем, позволяет вдвое 5меньшить число подключакяцик элементов по сравнению с известным устройством, что упрощает устрЬйство, снижает его габариты и вес. Кроме того, протекающий обратный ток в обмотке электромеханического преобразователя в интервале времени (фиг. 2), например, в четырехфазном шаговом электродвигателе с активным ротором при однополярной парной схеме коммутации обмоток создает дополнительный момент,который повышает быстродействие электродвигателя.

Формула изобретения

Усилитель мощности для управлени электромеханическим преобразователем, например шаговым двигателем, Содержащий источник питания, к которому подключены последовательно соединенные между собой разделительный диод,, обмотка электромеханического преобразователя и ключевой элемент выходного каскада, конденсатор и два разрядных вентильных элемента, например, тиристора, отличающийся тем, что.

9041816

с целью упрощею1Я, разрядные вентильные элементы включены мехдцу со бой встречно-параллельно, к первой общей точке кх соединения подключен 5 через конденсатор первый заянм об мотки а вторая их общая точка подг

ключена ко второму зажиму обмотки соединенному с ключевым элементом выходного каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t. Авторское свидетельство СССР 425291, кл. noZ Р 7/62, Т971,

«5 №

2. Автор сое свидетельство СССР 653714, кл. Н 02 Р 8/00, 1977.