Электропривод усилителя рулевого управления

 

Изобретение относится к электромеханическим системам транспортных средств. Электропривод усилителя рулевого управления содержит транзисторный силовой преобразователь с соответствующими датчиками и блоком управления, к выходным клеммам которого подключена якорная цепь электродвигателя постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения. Отличие заключается в том, что регулятор возбуждения выполнен реверсивным, а силовой преобразователь содержит только один транзистор и диод. Технический результат заключается в упрощении схемы. 1 ил.

Изобретение относится к электромеханическим системам транспортных средств и может быть использовано при разработке систем рулевого управления.

Известны способ и устройство, патент США 5150021, кл. В 62 D 5/04, 1992, в котором используется электродвигатель постоянного тока с магнитами для возбуждения.

Недостатком этого устройства является необходимость использования мостового силового преобразователя для регулирования тока якорной цепи, что резко усложняет и удорожает схему. Кроме того, недостатком этого устройства является отсутствие у электродвигателя независимой обмотки электромагнитного возбуждения, в связи с чем в случае выхода из строя хотя бы одного из транзисторов силового преобразователя якорная цепь оказывается закороченной и при вращении водителем рулевого колеса электродвигатель переводится в неконтролируемый режим динамического торможения, т.е. вместо снижения усилия на рулевом колесе происходит его возрастание, причем в той же степени, это существенно снижает управляемость транспортного средства, а внезапность и непредсказуемость данной ситуации могут привести к трагическим последствиям.

Наиболее близким техническим решением является устройство, патент Франции 2576266, кл. В 62 D 5/04, 1985, в котором для исключения выше указанной ситуации используется электромеханический расцепитель для механического отключения ротора электродвигателя от рулевого механизма.

Недостатком этого устройства также является использование повышенного (удвоенного) количества силовых элементов в преобразователе для регулирования тока якорной цепи электродвигателя, наличие механических контактов и расцепителя, что резко снижает надежность устройства.

Решение технической задачи направлено на снижение стоимости и повышение надежности работы электропривода при сохранении полноты функциональных свойств.

Для решения поставленной технической задачи в электроприводе усилителя рулевого управления, содержащем источник питания, подключенный к входным клеммам силового транзисторного преобразователя с соответствующими датчиками и блоком управления, к выходным клеммам которого подключена якорная цепь электродвигателя постоянного тока, последний выполнен с независимой обмоткой электромагнитного возбуждения, которая, в свою очередь, подключена к выходным клеммам реверсивного регулятора возбуждения, входные клеммы которого подключены к источнику питания, а силовой преобразователь содержит последовательно включенные между входными клеммами силовые транзистор и диод, причем транзистор включен согласно, а диод - встречно с источником питания, при этом выходными клеммами силового преобразователя являются анод и катод диода.

На чертеже представлена схема электропривода.

Электропривод усилителя рулевого управления содержит источник питания 1, подключенный к входным клеммам силового транзисторного преобразователя 2 с соответствующими датчиками и блоком управления, к выходным клеммам которого подключена якорная цепь электродвигателя 3 постоянного тока с независимой обмоткой электромагнитного возбуждения, которая, в свою очередь, подключена к выходным клеммам реверсивного регулятора возбуждения 4, входные клеммы которого подключены к источнику питания 1, а силовой преобразователь 2 содержит последовательно включенные между входными клеммами силовые транзистор 5 и диод 6, причем транзистор 5 включен согласно, а диод 6 - встречно с источником питания 1, при этом выходными клеммами силового преобразователя 2 являются анод и катод диода 6.

Работа схемы происходит следующим образом.

В нормальном режиме работы по обмотке возбуждения электродвигателя 3 протекает ток, определяемый уставкой регулятора 4 тока возбуждения, а блок управления формирует ШИМ-сигналы управления транзистором силового преобразователя 2, обеспечивающие протекание тока по якорной цепи электродвигателя 3, соответствующего сигналам датчика момента и датчика скорости автомобиля.

При уменьшении до нуля сигнала датчика момента с последующим его возрастанием с другой полярностью происходит выключение транзистора 5 в силовом преобразователе 2 на время прохождения зоны нечувствительности сигналом датчика момента с последующим включением и переходом в режим ШИМ. За это время работавшие ключевые элементы регулятора возбуждения 4 выключаются, ток в обмотке возбуждения двигателя 3 спадает до нуля, затем включаются противоположные ключевые элементы регулятора возбуждения 4 и ток в обмотке возбуждения электродвигателя 3 нарастает до прежнего уровня, но с противоположной полярностью, что приводит к смене полярности момента, развиваемого электродвигателем 3.

Таким образом, за счет того, что электродвигатель 3 выполнен с независимой обмоткой электромагнитного возбуждения, подключенной к выходным клеммам реверсивного регулятора возбуждения 4 (стандартная маломощная микросхема), удается сохранить всю полноту функциональных свойств электропривода усилителя рулевого управления, имея всего один транзистор 5 и диод 6 в силовом преобразователе 2, что, как минимум, в четыре раза снижает его стоимость и повышает надежность работы электропривода.

Формула изобретения

Электропривод усилителя рулевого управления, содержащий источник питания, подключенный к входным клеммам силового транзисторного преобразователя с соответствующими датчиками и блоком управления, к выходным клеммам которого подключена якорная цепь электродвигателя постоянного тока, отличающийся тем, что электродвигатель выполнен с независимой обмоткой электромагнитного возбуждения, подключенной к выходным клеммам реверсивного регулятора возбуждения, входные клеммы которого подключены к источнику питания, а силовой преобразователь содержит последовательно включенные между входными клеммами силовые транзистор и диод, причем транзистор включен согласно, а диод встречно с источником питания, при этом выходными клеммами силового преобразователя являются анод и катод диода.

РИСУНКИ

Рисунок 1