Управляемая электрическая машина постоянного тока
Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности и снижение уровня электрических помех. Устройство содержит обмотку 1 якоря, связанную через обмотку 2 возбуждения с плюсовым выводом 4 сети, а через обмотку 3 - с минусовым выводом 5 сети. К выводу 4 сети подсоединено начало обмотки 6 возбуждения. Конец обмотки 6 подключен к аноду гасяшего диода 7 и через стабилитрон 9 и эммитер - коллекторный переход транзистора к выводу 5 сети. Транзистор 8 управляется широтно-импульсным модулятором (ШИМ) 10. Цель достигается тем, что в устройство введена обмотка 12 возбуждения, транзистор 13 и стаг билитрон 14. При этом обмотка 12 концом подключена к выводу 5 сети. Начало обмотки 12 через резистор 11 соединено с катодом диода 7, а через .стабилитрон 14 и эммитер - коллекторный переход транзистора 13 с выводом 4 сети. Транзистор 13 управляется также от ШИМ 10. 1 ил, с S5 (Л 1C 1чЭ 4 СО 4 to
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) ф Н 02 Р 7/12, 9/30
9(,Р t3 g ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3701097/24-07 (22) 16.02.84 (46) 15,04.86. Бюл. N - 14 (7)) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электрических машин постоянного тока Прокопьевского завода "Электромашина" (72) А.П.Инешин (53) 621.314 ° 52 (088.8) (56) Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования Л.В.Копылова и др./Под редакцией M.H.ÔåñåHêa., M. Машиностроение, 1979, с. 163. Преобразователи типов АПО-1-50, АПТ-2,5-50,. АПТ-5-50 Информэлектро 01.21.32.-76, 1976. (54) УПРАВЛЯЕМАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока. Целью изобретения является повышение „„SU„„1224942 Д надежности и снижение уровня электрических помех. Устройство содержит обмотку 1 якоря, связанную через обмотку 2 возбуждения с плюсовым выводом 4 сети, а через обмотку 3— с минусовым выводом 5 сети. К выводу 4 сети нодсоединено начало обмотки 6 возбуждения. Конец обмотки 6 подключен к аноду гасящего диода 7 и через стабилитрон 9 и эммитер— коллекторный переход транзистора 8.» к выводу 5 сети. Транзистор 8 управляется широтно-импульсным модулятором (ШИМ) 10. Цель достигается тем, что в устройство введена обмотка 12 возбуждения, транзистор 13 и ста.- Е билитрон 14 ° При этом обмотка 12 концом подключена к выводу 5 сети. Начало обмотки 12 через резистор 11 соединено с катодом диода 7, а через .стабилитрон 14 и эммитер— коллекторный переход транзистора 13 с выводом 4 сети. Транзистор 13 управляется также от ШИМ 10. 1 ил, ! 224942 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматических системах регулирования частоты вращения электродвигателей или выходного напряжения генераторов. Целью изобретения является по|зышение надежности и снижение уровня электрических помех. Ва чертеже представлена принци- !1! пиальная схема системы регулирования частоты вращения управляемой электрической машины постоянного тока, используемой в качестве электродвигателя. !5 Управляемая электрическая машина постоянного тока содержит обмотку якоря 1, связанную через сериесную обмотку 2 возбуждения и обмотку 3 дополнительных полюсов одним концом gQ с плюсовым 4, а другим — с минусовым 5 силовыми выводами электрическof;-. сети, первую обмотку 6 возбуждения, соединенную началом с плюсовым силовым выводом электрической. сети, 25 а концом — с анодом гасящего диода и через параллельно соединенные змиттер-коллекторный переход первого ключевого транзистора 8 и первый зашитный стабилитрон 9 — с минусовым силовым выводом электрической сети, управляемый широтно-импульсный модулятор !О,-первым выходом подключенный к управляющему переходу первого ключевого транзистора, ограничитель35 ный резистор 11, вторую обмотку 12 возбуждения, намотанную согласно с первой обмоткой возбуждения, второй ключевой транзистор !3 и второй защитный стабилитрон 14, Конец второй обмотки 12 возбуждения соединен с минусовым силовым выводом 5 электрической сети, а начало через параллельно включенные эмиттер-коллекторный переход второго ключевого транзистора 13 и второй защитный стабилитрон 14 — с плюсовым силовым выводом электрической сети, а через ограничительный резистор !1 — с катодом гасящего диода 7, управляющий переход в орого ключевого транзистора подсоединен к второму выходу управляемого широтно-импульсного модулятора 10. Система регулирования частоты вра- 55 щения с управляемой электрической машиной постоянного тока может дополнительно включать в себя датчик 15 частоты врашеция электрической маши ны постоянного тока, выход которого подключен к входу измерительного органа 16 отклонения частоты вращения. Выход измерительного органа 16 отклонения частоты вращения подсоединен к управляющему входу управляемого широтно-импульсного модулятора 10. Управляемая электрическая машина постоянного тока работает следующим образом, Регулирование среднего значения тока в первой 6 и второй 12 обмотках возбуждения осуществляется путем изменения относительной продолжительности открытого состояния первого 8 и второго 13 ключевых транзисторов. Управление указанными транзисторами 8 и 13 осуществляет управляемый широтно-импульсный модулятор, причем в зависимости от схемного решения управляемого широтно-импульсного модулятора он может либо открывать и зак1зывать первый и второй ключевые транзисторы одновременно, либо управлять ими в противофазе, когда момент открытия первого ключевого транзистора смещен по отношению к моменту открытия второго ключевого транзистора на полонину периода переключений. В каждый момент времени возможен один из трех вариантов состояний первого и второго ключевых транзисторов: когда оба ключевых транзистора открыты, когда оба ключевых транзистора. закрыты, когда один из ключевых транзисторов закрыт, а другой открыт. Ври открытии обоих ключевых тран— зисторав токи первой и второй обмоток возбуждения протекают по цепи: плюсовой силовой вывод 4 электрической сети — первая обмотка 6 возбуждения — первый ключевой транзистор 8 и второй ключевой транзистор 13 — вторая обмотка 12 возбуждения минусовой силовой вывод 5 электрической сети. В этом случае общий ток возбужцения максимальный. При закрытии обоих ключевых транзистopoв ток возбуждения протекает по цепи: плюсовой силовой вывод электрической сети 4 — первая обмотка 6 возбуждения — гасяший диод 7 ограничительный резистор 11 — вторая обмотка возбуждения 12 — минусовой l224942 20 силовой вывод обмотки 5 возбуждения, и имеет минимальное значение. В случае, когда один из ключевых транзисторов открыт (например, первый), а,цругой закрыт (например, второй), ток возбуждения протекает по следующим цепям: плюсовой силовой вывод электрической цепи — первая обмотка возбуждения — первый ключе— воФ транзистор — минусовой силовой вывод электрической сети; плюсовой силовой вывод электрической сети— первая обмотка возбуждения — гасящий диод — ограничительный резистор вторая обмотка возбуждения — минусо15 вой силовой вывод электрической сети. При этом ток возбуждения имеет промежуточное значение между максимальным и минимальным. Во всех трех рассмотренных случаях ток, потребляемый от электрической сети на возбуждение управляемой электрической машины постоянного тока, неравен нулю, а диапазон изменения этого тока меньше, чем аналогичный диапазон в прототипе. Поэтому уменьшается амплитуда импульсного потребителя тока в электрической сети, что снижает уровень электрических помех. Защита первого и второго ключевых транзисторов от перенапряжений, возникающих вследствие резкого изменения тока в обмотках возбуждения и от импульсных перенапряжений в электрической сети, осуществляется защитными 35 стабилитронами, которые при превышении напряжениями между эмиттером и коллектором этих транзисторов допустимой величины пробиваются и уменьшают эти напряжения. В случае обрыва цепей одной из обмоток возбуждения ток протекает по другой обмотке возбуждения. Поэтому при использовании управляемой электрической машины постоянного то- 45 ка в двигательном режиме уменьшается вероятность полного исчезновения тока возбуждения н возрастания частоты вращения управляемой электрической машины постоянного тока выше допустимого значения, которое может привести к выходу ее из строя. Кроме того, при перепутанной полярности электрической сети не происходит короткого замыкания в управляемой электрической 55 машине постоянного тока через гася-! ûë диод и первый защитный стабилитрон,. что имеет место в прототипе, так как величина тока через защитные стабилитроны и гасящий диод при перепутанной полярности напряжения сети ограничена сопротивлением ограничительного резистора. Это приводит к увеличению надежности работы управляемой электрической машины постоянного тока. Таким образом, при использовании предложенной управляемой электрической машины постоянного тока по сравнению с прототипом повышается надежность. работы и снижается уровень электрических помех в электрической сети. Формула изобретения Управляемая электрическая машина постоянного тока, содержащая обмотку якоря, связанную одним концом с плюсовым, а другим — с минусовым силовыми выводами электрической сети, первую обмотку возбуждения, соединенную началом с плюсовым силовым выводом электрической сети, а концом с анодом гасящего диода и через параллельно соединенные эмиттер-коллекторный переход первого ключевого транзистора и первый защитный стабилитрон — с минусовым силовым выводом электрической сети, управляемый широтно-импульсный модулятор, первым выходом подключенный к управляющему переходу первого ключевого транзистора, ограничительный резистор, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и снижения уровня электрических помех, в нее введены вторая обмотка возбуждения, намотанная согласно с первой обмоткой возбуждения, второй ключевый транзистор и второй защитный стабилитрон, причем конец второй обмотки возбуждения соединен с минусовым силовым выводом электрической сети, а начало через параллельно включенные эммитер — коллекторный переход второго ключевого транзистора и второй защитный стабилитронс плюсовым силовым выводом электрической сети и через ограничительный резистор — с катодом гасящего диода, управляющий переход второго ключевого транзистора подсоединен к второму выходу управляемого широтно-импульсного модулятора
