201186. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenáramú permanens mágneses motorok nyomatéktartó fordulatszámszabályozására
HU 201186 B A találmány tárgya kapcsolási elrendezés egyenáramú permanens mágneses motorok nyomatéktartó fordulatszám-szabályozására, amely egyenáramú feszültséget adó tápegységről táplált, a motor sarkaira csatlakoztatott, fordulatszám-szabályozást biztosító meghajtó egységet tartalmaz, ahol a meghajtó egységben a motorra és előnyösen Zener-diódával kialakított feszültség-stabilizátorra csatlakoztatott műveleti erősítő van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel egyenáramú motorok nyomatéktartó fordulatszám-szabályozása egyszerűen, nagy megbízhatósággal valósítható meg. Az egyenáramú permanens mágneses motorok fordulat-szabályozására számos megoldás ismeretes. A különböző elektromechanikus elrendezések után az elmúlt években megjelentek azok a kapcsolási elrendezések is. amelyek ezt a feladatot kizárólag elektronikus elemek segítségével oldják meg. Erre mutat példát egyebek között a 29 13 838 lajstromszámú DE szabadalmi leírás, amely egyenáramú motorok adott fordulatszámának tartását biztosító kapcsolási elrendezést mutat be. A kapcsolási elrendezés lényege, hogy a szabályozandó motor fordulatszámának megfelelő négyszögjelet állítanak elő és azokat simítás után műveleti erősítő egyik bemenetére vezetik. A műveleti erősítő másik bemenetére a motor tápfeszültségéből előállított referenciafeszültséget kapcsolnak. és a két feszültség összehasonlításából adódik a motor meghajtásának feszültségszintje. A szabadalom leírása szerint ezzel a kapcsolási elrendezéssel a fordulatszám külső zavarok ellenére is nagy biztonsággal tartható a kívánt állandó szinten. Az említett megoldásnak, valamint a hasonló célra szolgáló, a 30 25 995 vagy a 26 22 656 lajstromszámú DE szabadalmi leírásban ismertetett kapcsolási elrendezéseknek hiányossága az. hogy túlterhelés esetén az egyes tekercsekhez rendelt védelmi rendszerként működő elrendezés nem biztosít kellő védelmet, és ezért a túlterhelt motor meghibásodása könnyen bekövetkezhet. A találmány feladata olyan kapcsolási elrendezés kidolgozása, amellyel permanens mágneses egyenáramú motorok nyomatéktartó fordulatszám-szabályozása túlterhelés esetén is a motor meghibásodásának veszélye nélkül valósítható meg. A találmány alapja az a felismerés, hogy kapcsolástechnikai eszközökkel jól követhetők az impulzusos üzemfeltételek, és egyúttal lehetővé válik a tartós terhelés fenntartása addig, amíg az a motor károsodását nem okozza. A kitűzött feladat megoldására a felismerés hasznosításaként olyan kapcsolási elrendezést dolgoztunk ki. amely egyenáramú permanens mágneses motorok nyomatéktartó fordulatszám-szabályozására szolgál, és amely egyenáramú feszültséget adó tápegységről táplált. a motor sarkaira csatlakoztatott, fordulatszám-szabályozást biztosító meghajtó egységet tartalmaz, ahol a meghajtó egységben a motorra és előnyösen Zener-diódával kialakított feszültség-stabilizátorra csatlakoztatott műveleti erősítő van. és a találmány szerint a műveleti erősítő kimenete Darlington-kapcsolású tranzisztorfokozaton és huzalellenálláson keresztül van a motorra, valamint a műveleti erősítő bemenetére vezetve. ahol a huzalellenállás két sarkára galvanikus elválasztást biztosító csatolóelemen keresztül túláramhatároló egység van kapcsolva, amely a feszültség-stabilizátorra és a tápegységre van csatlakoztatva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a célszerűen optocsatolóként kialakított csatolóelem kimenete vagy első komparátor invertáló bemenetére vezetett első feszültségosztóra van csatlakoztatva, az első komparátor neminvertáló bemenete második feszültségosztóra, míg kimenete a feszültség-stabilizátorról hajtott kapcsoló tranzisztor bázisán át tirisztor vezérlő elektródjára, vagy az előbb említett elemek nélkül van a tirisztor vezérlő elektródjára csatlakoztatva, ahol a tirisztor a motor bekapcsolt állapotában nyitott tranzisztorral sorosan van a feszültség-stabilizátorral párhuzamos ágba beiktatva és a tranzisztor bázisa második komparátor kimenetére van vezetve, ahol előnyösen a második komparátor invertáló bemenete harmadik feszültségosztón keresztül Zener-diódával kialakított feszültségforrásra, neminvertáló bemenete negyedik feszültségosztón keresztül a tápegység kimenetére van vezetve. A túláramhatároló egységben a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy különösen előnyös megvalósítása szerint az első komparátor kimenete és a kapcsoló tranzisztor között logikai elemekből felépített időzítő egység van beiktatva, ahol az időzítő egység célszerűen a tápegység bemeneti feszültségét fogadó csatolóelemre, például optocsatolóra vezetett első invertert, az első inverterre számláló bemenetével kapcsolt bináris osztót, a bináris osztó nullázó bemenetére második inverteren keresztül, valamint a bináris osztó kimenetére csatlakoztatott NAND-kaput, továbbá a NAND-kapu kimenetére és a kapcsolótranzisztor bázisára vezetett harmadik invertert tartalmaz, ahol egy ugyancsak előnyös kiviteli alak szerint a második inverter kimenete és a NAND-kapu bemenete közé van az első komparátor kimenete becsatlakoztatva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés adott esetben a túláramhatárolás itt felsorolt lehetőségeitől eltérő megoldások mellett is előnyös, de a szabályozás során fellépő problémák elkerülését a tapasztalat szerint ezek a megoldások biztosítják a leghatékonyabban. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés időzítő egységgel ellátott kiviteli alakja, míg a 2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés időzítő egység nélküli kiviteli alakja. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés (1. és 2. ábra) váltakozóáramú tápforráshoz, például hálózathoz csatlakoztatott. K lábkapcsolóval és E egyenirányítóval ellátott A tápegységből, ennek kimenetére csatlakoztatott B feszültség-stabilizátorból. a B feszültség-stabilizátor kimenetére, továbbá 4 elválasztó diódán (2. ábra) keresztül az A tápegység kimenetére csatlakoztatott, valamint a C meghajtó egységgel hajtott M motor állapotára jellemző feszültségjelet fogadó D túláramhatároló egységből áll. A 4 elválasztó dióda alkalmazása célszerű, de nem feltétlenül szükséges. Az A tápegységben célszerűen T transzformátor szolgáltat bemenő feszültséget az E egyenirányító számára. A T transzformátor szekunder oldalán világító diódás jelzőegység van. míg az E egyenirányítóval párhuzamosan 1 pufferkondenzátor van beiktatva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
