CS260733B1

CS260733B1 - Wiring for DC electric motor excitation

Info

Publication number: CS260733B1
Application number: CS873140A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Mikulasek
Original assignee: Vladimir Mikulasek
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1987-05-04
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS314087A1

Abstract

Zapojení nahrazuje dosavadní komutaci buzení stejnosměrného elektromotoru mechanickými nebo elektromechanickými spínači komutací elektronickou při použití čtyř tranzistorů a jednoho oddělovacího optočlenu.The connection replaces the existing commutation of the DC electric motor excitation using mechanical or electromechanical switches with electronic commutation using four transistors and one isolating optocoupler.

Description

. Vynález se týká zapojení pro komutaci buzení stejnosměrného elektromotoru s budicím vinutím.. BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a circuit for commutation of excitation of a direct current electric motor with a field winding.

Smysl otáčení stejnosměrných elektromotorů s budicím vinutím' se určuje polaritou stejnosměrného proudu v budicím vinutí.The direction of rotation of the excitation winding DC motors is determined by the polarity of the direct current in the excitation winding.

Změna, polarity, stejnosměrného proudu v budicím vinutí stejnosměrných elektromotorů se dosud provádí přepínáním budicího obvodu mechanickými nebo elektromechanickými spínači. Toto· řešení je nevýhodné, neboť je málo spolehlivé, vyžaduje častou údržbu, má malou životnost a způsobuje rušení.The change in the polarity of the direct current in the excitation winding of the DC electric motors has so far been effected by switching the excitation circuit by mechanical or electromechanical switches. This solution is disadvantageous because it is unreliable, requires frequent maintenance, has a low lifetime and causes interference.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro· komutaci buzení stejnosměrného elektromotoru podle vynálezu, jehož podstatou je, že emitor prvního tranzistoru typu PNP je připojen na kladnou svorku prvního budicího napětí a přes první bázový odpor na bázi prvního tranzistoru typu PNP, jehož kolektor je připojen ,na první výstupní svorku a na kolektor druhého tranzistoru typu NPN, druhá výstupní svorka je připojena na zemnicí svorku, báze prvního tranzistoru typu PNP je připojena přes první omezovači odpor na kolektor prvního tranzistoru typu NPN, jehož emitor je připojen na zemnicí svorku a jehož báze je připojena na první budicí svorku, emitor druhého· tranzistoru typu NPN je připojen na zápornou svorku druhého· budicího napětí, kdežto jeho báze je připojena jednak přes druhý bázový odpor na emitor druhého tranzistoru rýpu NPN, jednak přes druhý omezovači odpor na kolektor druhého tranzistoru typu PNP, jehož emitor je připojen na zemnicí svorku, katoda fotodiody oddělovacího optočlenů je připojena na druhou budicí svorku, kdežto· její anoda na kladnou svorku napájecího napětí, emitor fototranzistoru oddělovacího· optočlenů je připojen případně přes třetí omezovači odpor na zápornou svorku druhého budicího· napětí, kdežto· jeho kolektor na bázi druhého tranzistoru typu PNP a přes výstupní odpor na zemnicí svorku.These disadvantages are overcome by the wiring for commutation of the excitation of the DC electric motor according to the invention, which is based on the fact that the emitter of the first PNP transistor is connected to the positive terminal of the first excitation voltage and via the first base resistor based on the first PNP transistor whose collector is connected. the output terminal and the collector of the second NPN transistor, the second output terminal is connected to the ground terminal, the base of the first PNP transistor is connected via the first limiting resistor to the collector of the first NPN transistor whose emitter is connected to the ground terminal and the first excitation terminal, second emitter of the NPN transistor, is connected to the negative terminal of the second excitation voltage, while its base is connected via a second base resistor to the emitter of the second transistor NPN, and through a second limiting resistor to the collector of the second PNP transistor; emitter is p connected to ground terminal, the cathode of the photoconductor of the optocoupler is connected to the second exciter terminal, while its anode is connected to the positive terminal of the supply voltage, the phototransistor emitter of the decoupler optocouplers is connected based on a second PNP transistor and via an output resistor to the ground terminal.

Výhodou zapojení pro komutaci buzení •stejnosměrného· elektromotoru je jeho spolehlivost, možnost přímého připojení na logiku TTL, která může řídit spínání. Zapojení nezpůsobuje rušení.The advantage of wiring for commutation of excitation of • electric · electric motor is its reliability, possibility of direct connection to TTL logic, which can control switching. Wiring does not cause interference.

Příklad zapojení pro komutaci buzení stejnosměrného· elektromotoru podle vynálezu je znázorněno· na připojeném výkrese, na němž obr. 1 představuje schéma zapojení, obr. 2 průběh budicích signálů.An example of a circuit for commutating the excitation of a DC electric motor according to the invention is shown in the attached drawing, in which Fig. 1 represents the circuit diagram, Fig. 2 shows the course of the excitation signals.

Emitor prvního tranzistoru T2 typu PNP je připojen jednak na kladnou svorku +U2 prvního· budicího napětí pro· připojení na neznázorněný první zdroj budicího napětí, jednak na katodu první ochranné diody Dl, jednak přes první bázový odpor R2 na· bázi prvního tranzistoru T2 typu PNP. Kolektor prvního· tranzistoru T2 typu PNP je připojen jednak na anodu první ochranné diody Dl, jednak na kolektor druhého tranzistoru T4 typu NPN, jednak na první výstupní svorkuThe emitter of the first PNP transistor T2 is connected both to the positive terminal + U2 of the first excitation voltage for connection to the first excitation voltage source (not shown) and to the cathode of the first protective diode D1 and to the first base resistor R2 based on the first PNP transistor T2 . The collector of the first PNP transistor T2 is connected both to the anode of the first protective diode D1 and to the collector of the second NPN T4 transistor and to the first output terminal

Sl. Druhá výstupní svorka S2 je připojena na zemnicí svorku Z. Mezi první výstupní svorku Sl a druhou výstupní svorku S2 je připojeno budicí vinutí BV blíže neznázorněného stejnosměrného elektromotoru.Sl. A second output terminal S2 is connected to a ground terminal Z. Between the first output terminal S1 and the second output terminal S2, an excitation winding BV of a DC motor (not shown) is connected.

Báze prvního· tranzistoru T2 typu PNP je připojena přes první omezovači odpor R1 na kolektor prvního· tranzistoru TI typu NPN, jehož emitor je připojen na zemnicí svorku Z. Báze prvního tranzistoru TI typu NPN je připojena na první budicí svorku A pro připojení na neznázorněnou řídicí jednotku. Kolektor druhého tranzistoru T4 typu NPN je připojen na katodu druhé ochranné diody D2, jejíž anoda je připojena jednak na emitor druhého tranzistoru T4 typu NPN, jeddnak na zápornou svorku —-U3 druhého budicího napětí pro připojení na neznázorněný druhý zdroj budicího napětí.The base of the first PNP transistor T2 is connected via a first limiting resistor R1 to the collector of the first NPN T1 transistor whose emitter is connected to the ground terminal Z. The first NPN T1 transistor base is connected to the first drive terminal A for connection to a control not shown unit. The collector of the second NPN transistor T4 is connected to the cathode of the second protective diode D2, the anode of which is connected both to the emitter of the second NPN transistor T4, and to the negative terminal UU of the second excitation voltage for connection to a second excitation voltage source.

Báze druhého tranzistoru T4 typu NPN je připojena jednak přes druhý bázový odpor R6 na emitor druhého tranzistoru T4 typu NPN, jednak přes druhý omezovači odpor R3 na kolektor druhého tranzistoru T3 typu PNP, jehož emitor je připojen na zemnicí svorku Z. Katoda· fotodiody oddělovacího optočlenů □ je připojena na druhou budicí svorku B pro připojení na řídicí jednotku. Anoda fotodiody oddělovacího optočlenů O je připojena na kladnou svorku +UÍ napájecího napětí pro připojení na neznázorněný zdroj napájecího napětí. Emitor fototranzistoru oddělovacího optočlenů O je připojen přes třetí omezovači odpor R3 na zápornou svorku —U3 druhého budicího napětí. Kolektor fototranzistoru oddělovacího optočlenu O je připojen jednak na bázi druhého tranzistoru T3 typu PNP, jednak přes výstupní odpor R4 na zemnicí svorku Z.The base of the second NPN transistor T4 is connected via the second base resistor R6 to the emitter of the second NPN transistor T4 and second to the collector of the second PNP transistor T3, the emitter of which is connected to the ground terminal Z. □ is connected to the second drive terminal B for connection to the control unit. The anode of the photoconductor of the optocoupler O is connected to the positive terminal + UI of the supply voltage for connection to a power supply (not shown). The phototransistor emitter of the optocouplers O is connected via a third limiting resistor R3 to the negative terminal -U3 of the second drive voltage. The collector of the photoconductor of the optocoupler O is connected on the basis of the second transistor T3 of the PNP type and through the output resistor R4 to the ground terminal Z.

Signálem, přivedeným z řídicí jednotky na první budicí svorku A, se vybudí první tranzistor TI typu NPN. Tím se oitevře i první tranzistor T2 typu PNP, který připojí budicí vinutí BV přes první výstupní svorku Sl na kladnou svorku +U2 prvního budicího napětí. Stejnosměrný elektromotor se otáčí v jednom smyslu. Signálem, přivedeným z řídicí jednotky na druhou budicí svorku B, se uvede do vodivého stavu fottodioda oddělovacího optočlenů O, sepne jeho fototranzistor, dále sepne druhý tranzistor T3 typu PNP a následně i druhý tranzistor T4 typu NPN, který připojí budicí vinutí BV přes první výstupní svorku Sl na zápornou svorku —U3 druhého budicího napětí.The signal applied from the control unit to the first drive terminal A excites the first NPN-type transistor T1. This also opens the first PNP transistor T2, which connects the excitation winding BV via the first output terminal S1 to the positive terminal + U2 of the first excitation voltage. The DC motor rotates in one sense. The signal from the control unit to the second excitation terminal B puts the photodiode of the isolating optocoupler O on, conducting its phototransistor, switching on the second transistor T3 of the PNP type and subsequently the second transistor T4 of the NPN type. terminal S1 to the negative terminal —U3 of the second excitation voltage.

Stejnosměrný elektromotor se otáčí ve druhém smyslu. První tranzistor T2 typu PNP nesmí být otevřen současně s druhým tranzistorem T4 typu NPN. Vzhledem k době saturace při vypínání těchto tranzistorů T2 a T4 musí být zajištěno, aby budicí signály, přiváděné na první budicí svorku A a na druhou budicí svorku B, měly dostatečnou mezeru mezi rozepnutím jednoho a zapnutím druhého· z těchto dvou tranzistorů T2 a T4, jak znázorněno na obr. 2, kde t+ je doba buzení prvního tranzistoru TI typu NPN pro kladnou polaritu buzení a t— je doba průtoku proudu fotodíodou optočlenu pro zápornou polaritu buzení.The DC motor rotates in the second sense. The first PNP transistor T2 must not be opened simultaneously with the NPN second T4 transistor. Because of the saturation time at tripping of these transistors T2 and T4, it must be ensured that the excitation signals applied to the first excitation terminal A and the second excitation terminal B have a sufficient gap between the opening of one of the two transistors T2 and T4. as shown in Fig. 2, where t + is the excitation time of the first NPN-type transistor T1 for positive excitation polarity and t - is the flow time of the current through the optocoupler for the negative excitation polarity.

Podle velikoisiti napětí na kladné svorce +U2 prvního budicího napětí lze třetí omezovači odpor R3 vynechat. V praxi bývá absolutní hodnota budicího napětí na kladné svorce -J-U2 budicího napětí rovna absolutní hodnotě budicího napětí na záporné svorce —U3 budicího napětí. Všechny tři neznázorněné zdroje napětí jsou spojeny v jednom bodě na zemnicí svorce Z. První zdroj budicího napětí zápornou svorkou, druhý zdroj budicího napětí kladnou svorkou a zdroj napájecího napětí zápornou svorkou.Depending on the voltage across the positive terminal + U2 of the first drive voltage, the third limiting resistor R3 can be omitted. In practice, the absolute value of the excitation voltage at the positive terminal -J-U2 of the excitation voltage is equal to the absolute value of the excitation voltage at the negative terminal -U3 of the excitation voltage. All three voltage sources (not shown) are connected at one point on the ground terminal Z. The first excitation voltage source is a negative terminal, the second excitation voltage source is a positive terminal, and the supply voltage source is a negative terminal.

Vynálezu lze použít jako spínacího obvodu budicího vinutí stejnosměrných elektromotorů, u kterých se vyžaduje dvojí smysl otáčení.The invention can be used as the switching circuit of the excitation winding of DC electric motors where dual sense of rotation is required.

Claims

A wiring for commutating a DC electric motor characterized in that the emitter of the first PNP transistor (T2) is connected to the positive terminal (-J-U2) of the first excitation voltage and via the first base resistor (R2) based on the first PNP transistor (T2). whose collector is connected to the first output terminal (S1) and to the collector of the second transistor (T4) of the NPN type, the second output terminal (S2) is connected to the ground terminal (Z), the base of the first transistor (T2) of PNP is connected through the first limiter a resistance (R1) to the collector of the first NPN-type transistor (TI) whose emitter is connected to the ground terminal (Z) and whose base is connected to the first drive terminal (A), the second NPN-type transistor (T4) is connected to the negative terminal (—U3) second exciter

It is based on a second base resistor (R6) connected to the emitter of a second NPN transistor (T4) and a second limiting resistor (R5) connected to the collector of a second PNP transistor (T3) whose emitter is connected to the ground terminal (Z), the cathode of the optocoupler of the optocoupler (O) is connected to the second excitation terminal (Bj, while its anode is connected to the positive terminal (+ U1) of the supply voltage, the emitter phototransistor emitter R3) to the negative terminal (—U3) of the second excitation voltage, while its collector based on the second transistor (T3) of the PNP type and through the output resistor (R4) to the ground terminal (Z).