Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к автоматизированному электроприводу постоянного тока. Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель , обмотка 1 якоря которого через резистор 2, транзистор 3 и дроссель 7 подключена к источнику питания. Пороговый блок 5 через триггер 4 соединен с базой транзистора 3. Второй вход порогового блока 5 соединен с общим выводом обмотки 1 и резистора 2. Электропривод обеспечивает плавный пуск и с ничение тока якорной цепи на оптимальном уровне, чем достигается повышение надежности электропривода . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Р 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4451443/07 (22) 11.04.88 (46) 15.01.91. Бюл. ¹ 2 (72) В,А. Трунов (53) 621.316.718,5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹1166253, кл. Н 02 P 5/16, 1985, Авторское свидетельство СССР

N 993426, кл. Н 02 P 5/06, 1983. (54) электРопРивод постоянного тоКА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному элект„„. ЖÄÄ 1621132 А1 роприводу постоянного тока. Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель, обмотка 1 якоря которого через резистор 2, транзистор 3 и дроссель 7 подключена к источнику питания. Пороговый блок 5 через триггер 4 соединен с базой транзистора 3. Второй вход порогового блока 5 соединен с общим выводом обмотки 1 и резистора 2. Электропривод обеспечивает плавный пуск и с.:ничение тока якорной цепи на оптимальном уровне, чем достигается повышение надежности электропривода. 1 ил, 1621132

25

50

Изобретение относится к электротехни-, ке, а именно к автоматизированному электроприводу постоянного тока, Цель изобретения — повышение надежности электропривода.

На чертеже приведена схема электропривода постоянного тока, Электропривод постоянного тока содержит двигатель, один вывод обмотки 1 якоря которого через резистор 2 соединен с положительным выводом источника питания, транзистор 3, эмиттер которого соединен с отрицательным выводом источника питания, база соединена с выходом триггера 4, один вход которого подключен к одному выводу резистора 2, а второй вход соединен с выходом порогового блока 5, вход которого является входом электропривода, диод 6, катодом соединенный с вторым выводом резистора 2, дроссель 7, а пороговый блок 5 выполнен с интегратором и ограничителем. Коллектор транзистора 3 соединен с анодом диода 6, а через дроссель 7 — с вторым выводом обмотки 1 якоря, Пороговый блок 5 содержит интегратор 8 (конденсатор 9, резистор 10), ограничитель — диод 11, входной делитель напряжения (резисторы 12, 13), транзисторы 14, 15, резисторы 16, 17.

Триггер 4 содержит два транзистора 18.

19, конденсатор 20, делитель напряжения (резисторы 21, 22), резистор 23, диоды

24, 25, Устройство работает следующим образом, При включении питания транзистор 14 закрыт. Отсутствие тока в делителе напряжения, состоящем из резисторов 12 и 13, приведет к тому, что потенциал базы транзистора 18, которая соединена с резистором 23, будет равен потенциалу эмиттера этого транзистора 18 и он тоже будет закрыт. А отсутствие тока в делителе напряжения. состоящем из резисторов 21 и 22, который через диод 23 включен в цепь коллектора закрытого транзистора 18, обеспечит закрытое состояние транзистора 19 и 3.

Закрытое состояние транзистора 3 обеспечит отсутствие тока через электродвигатель.

Таким образом, в исходном состоянии все транзисторы находятся в закрытом состоянии и устройство практически не потребляет электроэнергию от источника питания, Для пуска электродвигателя необходимо, чтобы на вход электропривода был подан положительный сигнал. Транзистор 14 откроется. Ток коллектора транзистора 14 будет протекать по следующим цепям; с плюсовой шины источника питания через резисторы 16 и 17, переход коллектор— эмиттер транзистора 14 на общую шину источника питания; с плюсовой шины источника питания, заряжая конденсатор 9, через переход эмиттер — база и эмиттер — коллектор транзистора 15. резистор 17, переход коллектор — эмиттер транзистора 14 на общую шину источника питания, по мере заряда конденсатора 9 ток будет протекать также через резистор 10, а при заряде конденсатора 9 до напряжения открывания диода 11 ток через конденсатор 9 прекратится, а потечет через диод 11, Падение напряжения на переходе эмиттер — база транзистора

15 вызовет смещение в прямом направлении перехода эмиттер — база транзистора

18, и ток потечет по цепи с плюсовой шины источника питания через резистор, переход эмиттер — база транзистора 18, резистор 23, резистор 17, переход коллектор — эмиттер транзистора 14 на общую шину источника питания, Протекание тока через переход эмиттер — база транзистора 18 вызовет его открывание, Ток коллектора транзистора 18 потечет по цепи от плюсовой шины источника питания через резистор 2, переход эмиттер — коллектор транзистора 18, диод 24, резисторы 21 и 22 на общую шину источника питания, В момент открывания транзистора

18, как только потенциал базы транзистора

19, соединенной с коллектором транзистора

18, станет выше напряжения открывания перехода база — эмиттер транзистора, транзистор 19 откроется. Коллекторный ток транзистора 19 потечет по следующим цепям: с плюсовой шины питания через резистор 2, переход эмиттер — база транзистора

18, переход коллектор — эмиттер транзистора 19, конденсатор 20, общая шина источника питания с плюсовой шины источника питания, заряжая конденсатор 9, через переход эмиттер — база транзистора 15, резистор 23, переход коллектор — эмиттер транзистора 19, конденсатор 20. общая шина источника питания. Ток коллектора транзистора 19, протекая через базу транзистора 18, вызовет его насыщение, что в свою очередь вызовет насыщение транзистора 19, так как его база соединена с коллектором транзистора 18, напряжение на коллекторе которого скачком станет близким к напряжению источника питания, а эмиттер транзистора 19 через конденсатор

20 соединен с общим проводом источника питания, а напряжение на конденсаторе скачком измениться не может, По мере заряда конденсатора 20 ток эмиттера транзистора 19 потечет через резистор, шуитирующий конденсатор 20 и транзистор

19 выйдет иэ насыщения, Такое состояние

1621132 возможно в результате падения напряжения на резисторе 23, вызванного протекэнием по нему коллекторного тока транзистора

19, которое приведет к тому, что напряжение на базе транзистора 18 будет более отрицательным, чем на базе транзистора

15, который не может быть в состоянии насыщения, так как его коллектор соединен с базой. Одновременно открывание транзистора 18 вызовет открывание и переход в насыщенное состояние транзистора 3, база которого связана с коллектором транзистора 18. Это откроет путь для протекания тока с положительной шины питания через резистор 2, электродвигатель, дроссель 7, переход коллектор — эмиттер транзистора 3 на общую шину источника питания. Ввиду наличия в этой цепи индуктивностей обмоток электродвигателя и дросселя ток будет нарастать по закону экспоненциальной функции. По мере нарастания тока падение напряжения на резисторе 2 будет увеличиваться, напряжение на эмиттере транзистора 18 будет становиться все более отрицательным по отношению к положительной шине источника питания. В этот момен времени напряжение на базе транзистора 15 будет считать неизменным по отношению к положительной шине источника питания, так как его эмиттер подключен к ней через конденсатор 9, постоянная времени заряда которого значительно больше постоянной времени цепи якоря электродвигателя. Напряжение на базе транзистора 18 отличается от напряжения на базе транзистора 15 по отношению к положительной шине источника питания на величину падения напряжения на резисторе 23. В момент времени, когда падение напряжения на резисторе 2 вследствие протекания по нему тока электродвигателя и риблиэится к падению напряжения на резисторе 23,, обусловленного протеканием по нему коллекторного тока транзистора 19, транзистор

18 начнет выходить из насыщения. Напряжение на его коллекторе станет уменьшаться. Это изменение напряжения на коллекторе транзистора 18 вызовет уменьшение напряжения на базе транзистора 19 и вызовет его закрывание. Закрывание транзистора 19 вызовет уменьшение тока его коллектора, а это уменьшит падение напряжения на резисторе 23, что вызовет еще большее закрывание транзистора 18, Как только напряжение на коллекторе транзистора 18 уменьшится на несколько десятых долей вольта, транзистор 18 закроется, так как его эмиттер подключен к конденсатору

20, напряжение на котором в течение этого времени можно считать неизменным. Те5

55 перь падение напряжения на резисторе 23 станет равным нулю, -ак как транзистор 19 закрыт, и его коллекторный ток через резистор 23 не протекает. Транзистор 18 закроется, напряжение на делителе из резисторов 21 и 22 станет быстро падать, диод 25 откроется и обеспечит быстрый разряд конденсатора 20 через резисторы 21 и

22. Напряжение на базе транзистора 3 станет равным нулю. Он выйдет из насыщения и закроется, Ток в цепи якоря электродвигателя, протекавший через транзистор 3. резко измениться не может, так как этому препятствует наличие индуктивностей обмоток электродвигателя и дросселя 7, ЭДС самоиндукции откроет диод 6, и ток будет протекать по цепи: диод 6, резистор 2, обмотка 1, дроссель 7. Постепенно ток в этой цепи будет затухать. По мере затухания тока через электродвигатель падение напряжения на резисторе 2, удерживающее транзистор 18 в закрытом сос1оянии, будет уменьшаться. Транзистор 18 начнет открываться. Далее описанный процесс будет повторяться, Таким образом, амплитуда пульсаций тока электродвигателя определяется величиной падения напряжения на резисторе

23, вызванного протеканием по нему тока коллектора транзистора 19.

С момента прихода на вход устройства положительного сигнала на включение двигателя конденсатор 9 будет постепенно заряжаться. Это приведет к тому, что напряжение на эмиттере транзистора 15 по отношению к положительной шине питания будет уменьшаться, что вызовет аналогичное уменьшение напряжения на его базе.

Следовательно, напряжение на базе транзистора 18, подключенного к базе транзистора 15 через резистор 23, также будет уменьшаться, Значит, переключение транзистора 18 из открытого состояния в закрытое и обратно будет происходить при все большем падении напряжения на резисторе

2. Таким образом, по мере заряда конденсатора 9 ток через электродвигатель будет увеличиваться. В свою очередь, напряжение на конденсаторе 9 не может превысить напряжение открывания диода 11, так как после открывания диода 11 дальнейший заряд конденсатора 9 прекратится, что прекратит дальнейшее увеличение тока электродвигателя. Таким образом, с момента прихода сигнала на вход устройства средний ток электродвигателя постепенно нарастает до расчетного значения не в соответствии с постоянной времени якорной обмотки электродвигателя, а в соответствии с постоянной времени цепи заряда конденсатора 9, 1621132

Составитель Ю, Воробьев

Редактор О, Спесивых Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Заказ 4252 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

При снятии сигнала с входа устройства транзистор 4 закрывается. Ток коллектора транзистора 14 в делителе иэ резисторов 16, 17 становится равным нулю. Ток коллектора транзистора 19 выбран таким, что падение 5 напряжения от его протекания через резисторы 16, 23 не может сместить в прямом направлении переход эмиттер — база трам; зистора 18, Транзистор 18 закрывается, чу, приводит к закрытию транзисторов 19 и 3,,10

Ток электродвигателя, протекая через диод

6, постепенно затухает. Конденсатор 9 разряжается через резистор 10. Устройство приходит в исходное состояние., 15

Таким образом, электропривод обеспечивает плавный пуск электродвигателя и ограничение тока якорной цепи на оптимальном уровне — все это повышает надежность электропривода, 20

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий двигатель, один вывод обмотки якоря которого через резистор соединен с положительным выводом источника питания, транзистор, эмиттер которого соединен с отрицательным выводом источника питания, база соединена с выходом триггера, один вход которого. подключен к одному выводу резистора, а второй вход соединен с выходом порогового блока, вход которого является входом электропривода, диод, катодом соединенный с вторым выводом резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен дроссель, а пороговый блок выполнен с интегратором и ограничителем, при этом коллектор транзистора соединен с анодом диода, а через дроссель — с вторым выводом обмотки якоря.