Дискретный электропривод с шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и монет быть использовано в силовом дискретном электроприводе с низким уровнем радиопомех. Цель изобретения состоит л -повышении КПД и уменьшении габаритов. Усилитель мощности , нагруженный обмоткой 1, содержит два ключевых силовых каскада Z и 3, два линейных силовых каскада 4 и 5, регулируемый источник 6 постоянного тока и блок 7 управления. При поддержании заданного напряжения или тока полностью открывается один из ключевых каскадов, например 2, и в проводящее состояние переводится соответствующий линейный каскад 5, выход которого через аналоговый комму- / татор У подключается к одному из входов сравнивающего эчемента 9, к второму входу которого подключен источник 10 задающего напряжения. Разность напряжений между выходным напряхением линейного каскада 5 и источника 10 через регулирующее устройство 11 устанавливает при помощи импульсного с Фильтрацией выходного напряжения источника 6 питания такое напряжение, чтобы напряжение на выходном каскаде 5 не превышало заданного источником 10. 1 ил. с SS (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ 1(РЕСПУБЛИК (51)5 11 02 Р 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4729514/07 (22) 14.07.89 (46) 23.06.91. Бюл. P- 23 (71) Особое конструкторское бюро ?1осковского энергетического института. (72) В.К.Цаценкин, В.П.Рубцов, В.П.Копылов и ?1.Б.Волков (53) 621.3 13.525 (088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР

? 1436267, кл. Н 02 P 8/00, 1988.

Электронная техника в автоматике./

/Под ред. B.È.Êîíåâà. ?1.: Радио и связь, 1983, вып. 14, с. 223-230. (54) 1ИСКРЕТНЬЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С Ш><ГОHNI ДВИГАТЕЛЕ?1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в силовом дискретном электроприводе с низким уровнем радиопомех. Цель изобретения состоит и повышении КПЦ и уменьшении габаритов. "силитель мощности, нагрух<енный обмоткой 1, содерИзобретение относится к электротехнике, в частности к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в силовом электроприволе с низким уровнем радиопомех..

Целью изобретения является повышение КПД и уменьшение габаритов привода.

На чертеже представлена структурная схема дискретного электропринола. . Усилитель мощности, к выходу которого подключена обмотка 1, сост<>ит из ключевых силовых каскадов 2 и 3, линейных силовых каскадов 4 и 5, регулируемого импульсного >.стс чннка 6

„„SU„„1658366 A 1

2 кит два ключевых силовых каскада 2 и 3, два линейных силовых каскада 4 и 5, регулируемый источник 6 постоянного тока и блок 7 управления. При поддержании заданного напряжения или тока полностью открывается один из ключевых каскадов, например 2, и в проводяцее состояние переводится со ответствующий линейный каскад 5, выход которого через аналоговый коммутатор 8 подключается к одному иэ входов сравниваюцего элемента 9, к второму входу которого подключен источник 10 задаюцего напряжения. Разность напряжений между выходным напря><ением линейного каскада 5 и источника 10 через регулирующее устрой- ® ство 11 устанавливает при помощи импульсного с фильтрацией выходного напря7<ения источника 6 питания такое напряжение, чтобы напряжение на выходном каскаде 5 не превышало заданного источником 10. 1 ил. постоянного тока с фильтрацией выхолного напряжения и блока 7 управлеш я, выходы которого связаны с входамн силовых каскадов "-Э.

Один из входов схемы управления соединен с шиной входного сигнала

U „,. а на два других входа поданы сигналы обратной связи по напряжению через резисторы с сопротивлениями Р<1, Г2, НЗ и по току с ?.еэисторов с сопротивлениями R4 и R5.

Выходы линейных силовых каскадов соединены с аналоговыми входами двухканального аналогового коммутатора 8, управляющие входы которого связаны с.

1658366 входами диагонально расположенных ключевьп: силовых каскадов. Выход коммутатора 8 соединен с одним иэ входов сравнивающего элемента 9, а к второму его входу подключен источник 10 эадаюцего напряжения. Выход сравнивающего элемента связан с входом регулирующего блока 11, выход которо- го соединен с управляющим входом регулируемого источника 6 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что входной сигнал приложенный к схеме управления, положителен и ключевой каскад 2 от10

15 крыт, то есть его внутреннее сопротивление практически равно нулю, а внутреннее сопротивление диагонально расположенного линейного силового каскада 5 под воздействием сигнала управления от блока 7 устанавливается таким образом, чтобы обеспечить либо протекание тока в обмотке 1, прямо пропорционального U „,либо падение напряжения на обмотке, соответствуюцее сигналу U>>. Выбор стабилиэируемого выходного параметра зависит от, того, какой вид обратной связи используется в конкретной ситуации. Для определенности в дальнейшем будем считать, что поддерживается требуемое эначение тока в обмотке. Одновременно выходное напряжение регулируемого источника 6 устанавливается таким, чтобы скомпенсировать падение напряжения на обмотке, вызванное протеканием по ней заданного тока, и падение напряжения на выходе линейного силового каскада 5, которое практически равно задаюцему напряжению U „ .

Теперь предположим, что произошло увеличение входного сигнала U „ . При этом сигнал управления на входе линейного силового каскада увеличится и его внутреннее сопротивление уменьшится, что приведет к уменьшению падения напряжения на выходе силового каскада 5. В результате вычитания этого падения задающего напряжения 50

U „ в сравнивающем элементе 9 на его оп выходе возникает сигнал рассогласования, который, пройдя через регулирующий блок 11, представляющий собой в простейшем случае усилитель, устано- 55 вит на выходе регулируемого источни- ка 6 такое напряжение, при котором падение напряжения на линейном выходном каскаде практически станет равным эадаюцему напряжению Поп .

Таким образом, при изменении входного сигнала в диапазоне от 0 до падение напряжения на линейном силовом каскаде поддерживается неизменным и практически равным задающему напряжению U „. При положительных значениях входного сигнала силовые каскады 3 и 4 закрыты и через них ток не проходит. Отрицательный входной сигнал вызывает эапирание силовых каскадов 2 и 5, а работающими становятся каскады 3 и 4. Выходной сигнал блока 7 управления открывает ключевой силовой каскад 3 и одновременно посредством аналогового коммутатора подключает к входу сравнивающего элемента 9 выход линейного силового каскада 4, а выход каскада 5 отключает.

Теперь за счет изменения выходного напряжения источника силового питания поддерживается неизменным падение напряжения на выходе линейного силового каскада 4. В результате независимо от тока нагрузки на открытом линейном силовом каскаде поддерживается постоянное падение напряжения, при котором еще сохраняется линейный режим работы выходного элемента, например транзистора, что обеспечивает снижение мощности потерь по сравнению с усилителем, питаемым от нерегулируемого источника силового питания.

Например, если необходимо обеспечить максимальный ток нагрузки 10 А при сопротивлении нагрузки 10 Ом, то напряжение нерегулируемого источника должно быть не менее 100 В, причем максимальные потери в выходном элементе будут выделяться при токе нагрузки 5 А и составят 250 Вт. При использовании данного дискретного электропрпвода потери снижаются.

Предположим, что на работающем линейном силовом каскаде поддерживается падение напряжения, равное 4 В, обеспечивающее линейный режим работы выходного элемента. Иаксимальные потери будут иметь место при токе нагрузки

10 А.и составят 40 Вт. Следовательно, потери уменьшатся приблизительно в

6 раз. Вследствие этого можно применять выходные элементы с меньшей рассеиваемой мощностью, существенно уменьшить габариты охлаждающих устройств (радиаторов), упростить требования к выходной мощности источника питания.

165ЯЗ

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Составитель В Ллфимов

Редактор Т.Куркова Техред М,дидык

Корректор Л.Патай

Заказ 2436 Тираж 356 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г Т СССР

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

Пройзводственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул.

tl 1! л. Гага ина 101

Дискретный электропривод с шаговым двигателем, содержащий источник постоянного тока, два ключевых и два линейных каскада усилителя мощности, соединенных в мостовую схему, датчики тока и напряжения на обмотке двигателя и блок управления упомянутыми каскадами, отличающийся тем, что, с целью повышения К(Щ и уменьшения габаритов привода, в качестве источника постоянного тока используется регулируемый импульсный преобразователь с фильтром на выходе, 66 и н усилитель мощности введены двухканальный аналоговый коммутатор,сравнивающий элемент, источник задающего напряжения и регулирующий блок, выход которого подключен к управляющему входу источника постоянного тока, а вход соединен с выходом сравнивающего элемента, один иэ входов которого, связан с источником задающего напряжения, а другой — с выходом аналогового коммутатора, аналоговые входы последнего соединены с выходами линейных каскадов, а управляющие входы — с входами диагонально расположенных ключевых каскадов.