PL221532B1 - Układ do unipolarnego zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych - Google Patents

Abstract

Układ do unipolarnego zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych charakteryzuje się tym, że diody (D1, D2...) wszystkich sekcji połączone są jedną elektrodą z tym biegunem pierwszego (U1) lub drugiego (U2) źródła zasilania, z którym połączony jest tranzystor wspólny (Tw).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do unipolarnego zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych, w szczególności do zasilania reluktancyjnych silników krokowych i przełączalnych silników reluktancyjnych.

Znany jest układ do unipolarnego zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych, zwłaszcza silników krokowych, posiadający dwa źródła zasilania. Źródła te są połączone szeregowo. Układ posiada co najmniej jedną sekcję zasilającą obwód rezystancyjno-indukcyjny. Każda sekcja złożona jest z diody włączonej zaporowo w stosunku do polaryzacji źródeł zasilania i tranzystora włączonego w kierunku przewodzenia w stosunku do polaryzacji źródeł zasilania. Tranzystory i diody każdej sekcji połączone są z jednym końcem obwodu rezystancyjno-indukcyjnego tej sekcji. Tranzystory poszczególnych sekcji połączone są drugą elektrodą z jednym z biegunów zespołu połączonych szeregowo źródeł zasilania. Pozostałe końce obwodów rezystancyjno-indukcyjnych poszczególnych sekcji połączone są poprzez wspólny tranzystor, włączony w kierunku przewodzenia w stosunku do polaryzacji źródeł zasilania, z drugim biegunem zespołu połączonych szeregowo źródeł zasilania i poprzez diodę wspólną z punktem połączenia źródeł zasilania, przy czym dioda wspólna włączona jest w kierunku przewodzenia w stosunku do źródła zasilania, do którego podłączone są tranzystory sekcji. We wszystkich sekcjach znanego układu diody poszczególnych sekcji połączone są równolegle z obwodami rezystancyjno-indukcyjnymi tych sekcji. Przy załączonym tranzystorze w dowolnej sekcji i wyłączonym tranzystorze wspólnym, obwód rezystancyjno-indukcyjny zasilany jest przez diodę wspólną z pojedynczego źródła zasilania, do którego podłączone są tranzystory poszczególnych sekcji. Natomiast przy włączonym tranzystorze dowolnej sekcji i włączonym tranzystorze wspólnym, obwód rez ystancyjno-indukcyjny tej sekcji, zasilany jest poprzez tranzystor wspólny z połączonych szeregowo źródeł zasilania napięciem wyższym, niż przy wyłączonym tranzystorze wspólnym. Po wyłączeniu tranzystora w dowolnej sekcji energia zmagazynowana w obwodzie rezystancyjno-indukcyjnym jest rozpraszana w obwodzie przepływu prądu składającym się z obwodu rezystancyjno-indukcyjnego i diody tej sekcji.

W znanym układzie do zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych, wartość natężenia prądu w obwodach rezystancyjno-indukcyjnych wyłączonych sekcji zmniejsza się stosunkowo wolno, ponieważ energia zmagazynowana w indukcyjności rozpraszana jest w postaci ciepła w obwodzie utworzonym przez obwód rezystancyjno-indukcyjny i diodę tej sekcji. Powolny spadek wartości natężenia prądu w obwodzie rezystancyjno-indukcyjnym po wyłączeniu tranzystora sekcji skutkuje powstawaniem składowych hamujących momentu elektromagnetycznego, obniżając tym samym wartość mocy na wale silnika.

Istota układu do unipolarnego zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych według wynalazku polega na tym, że diody wszystkich sekcji połączone są jedną elektrodą z tym biegunem pierwszego lub drugiego źródła zasilania, z którym połączony jest tranzystor wspólny.

W układzie według wynalazku, po wyłączeniu tranzystora wspólnego i tranzystora sekcji następuje znaczne przyspieszenie spadku wartości natężenia prądu w obwodzie rezystancyjno-indukcyjnym wyłączonej sekcji, co skutecznie ogranicza powstawanie składowych hamujących momentu elektromagnetycznego, zwiększając tym samym wartość mocy na wale silnika. Dodatkową zaletą układu według wynalazku jest możliwość odzyskiwania części energii w obwodzie rezystancyjnoindukcyjnym wyłączonej sekcji, co poprawia sprawność układu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania objaśniony jest bliżej na rysunku przedstawiającym schemat ideowy układu do unipolarnego zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych dla dwóch sekcji.

Punkt wspólny szeregowo połączonych źródeł zasilania pierwszego U₁ i drugiego U₂ połączony jest z anodą diody wspólnej D_w, której katoda połączona jest z obwodem rezystancyjno-indukcyjnym RL₁ sekcji pierwszej i obwodem rezystancyjno-indukcyjnym RL₂ sekcji drugiej oraz ze źródłem tranzystora wspólnego T_w. Anoda diody D₁ sekcji pierwszej i anoda diody D₂ sekcji drugiej połączone są, odpowiednio, z pozostałymi końcówkami obwodu rezystancyjno- indukcyjnego RL₁ sekcji pierwszej i obwodu rezystancyjno-indukcyjnego RL₂ sekcji drugiej oraz z drenem tranzystora T₁ sekcji pierwszej i z drenem tranzystora T₂ sekcji drugiej. Katoda diody D₁ sekcji pierwszej i katoda diody D₂ sekcji drugiej połączone są z dodatnim biegunem zespołu połączonych szeregowo źródeł zasilania, pierwszym U1 i drugim U₂ oraz z drenem tranzystora wspólnego T_w. Źródło tranzystora T₁ sekcji pierwszej i źródło

PL 221 532 B1 tranzystora T₂ sekcji drugiej połączone są z ujemnym biegunem zespołu szeregowo połączonych źródeł zasilania pierwszego U₁ i drugiego U₂.

Tranzystor T₁ sekcji pierwszej i tranzystor T₂ sekcji drugiej są włączane i wyłączane według algorytmu sterowania silnikiem, uzależnionego od położenia wirnika lub/i mocy na wale, lub/i czasu, lub/i innych parametrów.

Przy włączonym tranzystorze wspólnym T_w i włączonym tranzystorze T₁ sekcji pierwszej i/lub tranzystorze T₂ sekcji drugiej, uzwojenia silnika stanowiące obwody rezystancyjno-indukcyjne w sekcjach, w których tranzystor T₁ sekcji pierwszej lub/i tranzystor T₂ sekcji drugiej są włączone, zasilane są z szeregowo połączonych źródeł zasilania pierwszego U₁ i drugiego U₂, co powoduje szybki wzrost wartości natężenia prądu w tych uzwojeniach. Natomiast energia z uzwojeń, w których tranzystor T₁ sekcji pierwszej i/lub tranzystor T₂ sekcji drugiej są wyłączone, rozpraszana jest w pętlach utworzonych przez obwód rezystancyjno-indukcyjny RL₁ sekcji pierwszej lub/i przez obwód rezystancyjno-indukcyjny RL₂ sekcji drugiej i odpowiednio połączone z nimi diodę D₁ sekcji pierwszej lub/i diodę D₂ sekcji drugiej oraz tranzystor wspólny T_w, co powoduje powolny spadek wartości natężenia prądu w obwodach rezystancyjno-indukcyjnych wyłączonych sekcji.

Przy wyłączonym tranzystorze wspólnym T_w i włączonym tranzystorze T₁ sekcji pierwszej lub/i tranzystorze T₂ sekcji drugiej, uzwojenia silnika zasilane są z pierwszego źródła zasilania U₁, którego biegun ujemny połączony jest ze źródłem tranzystora T₁ sekcji pierwszej i ze źródłem tranzystora T₂ sekcji drugiej, co powoduje powolny wzrost wartości natężenia prądu w obwodzie rezystancyjno-indukcyjnym RL1 sekcji pierwszej lub/i w obwodzie rezystancyjno-indukcyjnym RL2 sekcji drugiej, zaś w sekcjach, w których tranzystory są wyłączone, energia z uzwojeń, odpowiednio obwodu RL1 pierwszej sekcji lub/i obwodu RL₂ sekcji drugiej przesyłana jest do źródła zasilania drugiego U₂ przez diodę wspólną D_w i diodę D₁ sekcji pierwszej lub/i diodę wspólną D_w i diodę D₂ sekcji drugiej, co powoduje szybki spadek wartości natężenia prądu w uzwojeniach tych sekcji.

Claims (1)

1. Układ do unipolarnego zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych z dwoma połączonymi szeregowo źródłami zasilania, posiadający co najmniej jedną sekcję zawierającą diodę i tranzystor połączone jednymi elektrodami z jednym końcem obwodu rezystancyjno-indukcyjnego, tranzystory poszczególnych sekcji połączone są drugą elektrodą z jednym biegunem połączonych szeregowo źródeł zasilania, a pozostałe końce obwodów rezystancyjno-indukcyjnych poszczególnych sekcji połączone są poprzez wspólny tranzystor podłączony w kierunku przewodzenia, z przeciwnym biegunem zespołu połączonych szeregowo źródeł zasilania i poprzez diodę wspólną z punktem połączenia źródeł zasilania, przy czym diody poszczególnych sekcji podłączone są zaporowo w stosunku do polar yzacji źródeł zasilania, a tranzystory poszczególnych sekcji podłączone są w kierunku przewodzenia w stosunku do polaryzacji źródeł zasilania, dioda wspólna włączona jest w kierunku przewodzenia w stosunku do źródła, do którego podłączone są tranzystory poszczególnych sekcji i w kierunku zaporowym do drugiego źródła, znamienny tym, że diody (D₁, D₂...) wszystkich sekcji połączone są jedną elektrodą z tym biegunem pierwszego (U₁) lub drugiego (U₂) źródła zasilania, z którym połączony jest tranzystor wspólny (Tw).