Усилитель мощности для управления электромеханическим преобразователем

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпнм

181

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свмр-ву (51)М. Кл.

Н 02 Р 8/00 (22) Заявлено 09.08. 79 (2! ) 2807729/24-07 с присоединением заяв«м М—

Воударстекииый комитет

СССР ао лелем иаооретеиий а открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 07.02.82 (53) УДК 621. 313. .13-133.3 (088.8) Б.А.Артемьев, В.В.Колесников, В.А.Прозоров и П.П.Степанов 4 ей llgij ys э,g (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано в устройствах управления электроменическими преобразователями импульс" ного 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 симнстор Tll, Причем конденсатор связан через два подключающих тиристора с зажимами двух обмоток электромехаиического преобразователя.

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

2 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 разделительный диод, обмотка электромеханического преобразователя и ключевой элемент выходного каскада, конденсатор и два разрядных вентильных элемента, например тиристора Q3.

Недостатком известного усилителя мощности является большое количество подключающих элементов, равное

4тъ, где,rn - число обмоток электромеханического преобразователя, Цель изобретения - упрощение уст ройства.

ЭО

Э5

3 90

Поставленная цель достигается тем, что разрядные вентильные элементы включены между собой встречнопараллельно, к первой общей точке их соединения подключен через конденсатор первый зажим обмотки, а вторая их общая точка подключена ко второму зажиму обмотки, соединенному с ключевым элементом выходного каскада.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема усилителя мощности для управления электромеханическим преобразователем (шаговым электродвигателем); на фиг. 2 — временные диаграм мы тока в обмотке электромеханического преобразователя и напряжения на конденсаторе.

Усилитель мощности (фиг. 1) для управления электромеханическим преобразователем содержит источник питания Чр, положительная клемма которого подключена через последовательно соединенные между собой разделительный диод I н обмотку 2 электромеханического 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-параллельноII К первой общей точке их соединения подключен через конденсатор 4 первый зажим обмотки 2, а вторая общая их точка подключена ко второму зажиму обмотки 2, соединенному с ключевым элементом 3.

Усилитель мощности работает следующим образом.

Предположим, что одна из обмоток

2 (фаз) электромеханического преобразователя в момент времени Ф„, {фиг. 2) должна отключаться, другаяподключаться, а третья остается вклю ченной на напряжение источника питания, т.е. рассмотрим работу усилителя мощности при однополярной парной схеме коммутации фаз. При отключении обмотки 2 электромеханического преобразователя от источника питания (одновременно подаются управляющие импульсы на запирание ключевого элемента 3 усилителя мощности данной фазы и на включение тирнстора 6 включаемой фазы. При отключе0

Йии фазы эа счет магнитной энергии, запасенной в ее магнитном поле, происходит форсированный заряд конденсатора 4 до напряжения 14щок„- М)о

4181 4 (фиг. 2), где 6 - добротносгь контуI ра рекуперации. Полярность этого напряжения на фиг. 1 указана в кружочках. Затем в момент времени и, 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 на

10 включение тиристора 5. При этом через включенный тиристор 5 происходит перезаряд конденсатора 4 до напряжения О шо„ " 0 „®,так как добротность контура перезаряда конденсатора большая (полярность напряжения 0<щщ,,указана на фиг. 1 без кружочков) . Напряжение фдад„ при идеальных элементах схемы сохраняется до следующего включения этой фазы электромеханического преобразователя.

И это же время, т.е. в момент времени 4р (фиг. 2), при включении ключевого элемента 3 и тиристора 5 включаемой фазы к ней прикладывается повышенное напряжение Цщ„„ конденсатора 4 этой фазы, предварительно заряженного при ее предыдущем отключении в результате процессов, указанных выше. Конденсатор 4, разряжаясь, вызывает во включаемой фазе 2 форсирование нарастания тока в течение времени бр, пока не откроется разделительный диод I включаемой фазы, т.е. пока не откроется разделительный диод I включаемой фазы или пока напряжение на конденсаторе не сравняется с напряжением 0О источника питания. При последующих переключениях фаз электромеханического преобразователя работа устройства повторястся.

Такое выполнение усилителя мощности для управления электромеханическим преобразователем, например шаговым электродвигателем, позволяет вдвое уменьшить число подключающих элементов по сравнению с известным устройством, что упрощает устройство, снижает его габариты и вес. Кроме того, протекающий обратный ток в обмотке электромеханического преобразователя в интервале времени tg-t {фиг. 2), например, в четырехфазном шаговом электродвигателе с активным ротором при однополярной парной схеме коммутации обмоток создает дополнительный момент,.

904181 6 с целью упрощения, разрядные вентильные элементы включены между со бой встречно-параллельно, к первой общей точке их соединения подключен через конденсатор первый зажим об мотки, а вторая их общая точка под-. ключена ко второму зажиму обмотки, соединенному с ключевым элементом выходного каскада.

Формула изобретения

Усилитель мощности для управления электромеханическим пре браэователем, например шаговым двигателем, содержащий источник питания, к которому подключены последовательно соединенные между собой разделительный диод,. обмотка электромеханического преобразователя и ключевой элемент выходного каскада, кон- 1% денсатор и два разрядных вентильных элемента, например, тиристора, о т л н ч а ю шийся тем, что, 5 который повышает быстродействие электродвигателя.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

У 42S29 1, кл. Н 02 P 7/62, 397l °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 653714, кл. Н 02 P 8/00, 1977

Составитель З.Горник

Редактор А.Лежннна Техред Я. Гайду", Корректор Н.Швыдкая

Заказ 163 46 Тиран 7)8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

)3035, Москва, Ж-35 ° Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП, Патент,г. Уигород, ул. Проектная, 4