201186. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenáramú permanens mágneses motorok nyomatéktartó fordulatszámszabályozására
1 HU 201186 B i A B feszültség-stabilizátorban emitterkövető kapcsolásban Zi és Z2 Zener-diódákkal felépített 3 feszültség-stabilizáló lánc van 2 tranzisztor bázisára csatlakoztatva, illetve a D túláramhatároló egység bemenetére vezetve. A Zi és Z2 Zener-diódák együttes kimenő feszültsége adja a kapcsolási elrendezés kívánt tápfeszültségét. A C meghajtó egység egyrészt az M motorra, másrészt a D túláramhatároló egységre van vezetve, ahol az M motorra R huzalellenálláson és ezzel sorosan elrendezett diódán keresztül csatlakozik. Az R huzalellenállás egyrészt a D túláramhatároló egység bemeneteire, másrészt visszacsatoláson keresztül Oi műveleti erősítő bemeneteire vannak vezetve. Az Oi műveleti erősítő kimenete több tranzisztorral kialakított feszültség-generátoron, egy célszerűen 5 Darlington-kapcsolású tranzisztor fokozaton keresztül csatlakozik az R huzalellenállás egyik sarkára. Ez a csatlakozási pont van potenciométeres F feszültségosztón keresztül az Oi műveleti erősítő neminvertáló bemenetére kapcsolva, aminek révén pozitív áramvisszacsatolás valósul meg. Az R huzalellenállás két sarkáról kap a D túláramhatároló egység bemenő jelet. A jelátadás galvanikus szétválasztást biztosító elemen keresztül, célszerűen optocsatolóként kialakított 6 csatolóelemen keresztül valósul meg. A D túláramhatároló egység kialakítása többféle módon lehetséges és célszerű, attól függően, hogy a szabályozás milyen céllal történik. Az 1. ábra az időzítéssel, a 2. ábra a működési késleltetéssel kialakított túláramhatárolásra mutat példát. Az 1. ábra szerinti kapcsolásban a 6 csatolóelem kimenő része, azaz optocsatoló esetén tranzisztora 41 első feszültségosztó 30 és 31 ellenállásai közé van becsatlakoztatva és becsatlakozási pontja O3 első komparátor egyik bemenetére van csatlakoztatva. Az O3 első komparátor 27 második feszültségosztóról kap referenciafeszültséget és kimenete 28 visszacsatoló ellenálláson keresztül van bemenetére vezetve, illetve J időzítő egység közbeiktatásával 20 kapcsoló tranzisztorra van csatlakoztatva, amelynek kollektorágában 11 ellenállás helyezkedik el. A J időzítő egység 21 csatolóelemen, például optocsatolón keresztül van az A tápegység bemeneti T transzformátorának szekunder oldalára, vagyis az E egyenirányító bemeneti feszültségét biztosító áramköri egységre vezetve. Az optocsatoló tranzisztora 23 első inverteren át 22 bináris osztó CP számláló bemenetére van csatlakoztatva. A 22 bináris osztó egyik bemenetével a 41 első feszültségosztóra is kapcsolódik, továbbá MR nullázó bemenetével 24 második inverteren keresztül, míg O7 kimenetével közvetlenül 25 NAND-kapura és ezen át 26 harmadik inverterre van csatlakoztatva. A 25 NAND-kapu az O3 első komparátor kimenetére is van vezetve, míg a 26 harmadik inverter 10 ellenálláson át kapcsolódik a 20 kapcsoló tranzisztor bázisára. A 2. ábra szerinti kapcsolásban a R huzalellenállás két sarka a D túláramhatároló egységben a 10 és a 11 ellenállásokból felépített feszültségosztóba van a 6 csatolóelem kimeneti oldala, például optocsatoló tranzisztora beiktatva. Ily módon ebben a kapcsolásban is a bemenő feszültséggel arányos, vagy attól más módon, meghatározott függvény szerint változó kimenő feszültség kerül 8 tirisztor vezérlő bemenetére. A 8 tirisztorral sorosan 7 tranzisztor kollektor-emitter áramútja van beiktatva oly módon, hogy ez utóbbi a motor üzemszerű, zavarmentes állapotában áramvezető elemként viselkedik. A 7 tranzisztor bázisa O2 második komparátor kimenetére van csatlakoztatva, és ennek egyik bemenetére és vezérlő bemeneteire emitterkövetős 9 feszültségforrás stabil feszültsége jut. A stabil feszültséget, amelyet általában Z Zener-diódával állítunk elő, 12 harmadik feszültségosztón (1. és 2. ábra) keresztül juttatjuk az O2 második komparátor egyik komparáló bemenetére, míg a másikra 13 negyedik feszültségosztón keresztül az 1 pufferkondenzátor feszültsége van vezetve. A 9 feszültségforrásban 15 tranzisztor van, amelynek kollektora az A tápegység kimenetére (a 2. ábra szerint a 4 elválasztó diódán át), emittere az O2 második komparátor vezérlő bemenetére (az 1. ábra szerint diódán át), míg bázisa a Z Zener-diódára van vezetve. Bázisa és kollektora között 14 ellenállás van beiktatva. Az 1. ábra szerinti kapcsolásban a 6 csatolóelem és a 41 első feszültségosztó közös pontja 29 szűrőkondenzátorra van csatlakoztatva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működése a következő: A hálózati főkapcsoló zárásakor a T transzformátor szekunder feszülsége a K kapcsoló zárásakor E egyenirányítóba jut, amelynek kimeneti egyenfeszültsége egyrészt tápellátást biztosít, másrészt az 1 pufferkondenzátort tölti. Ez utóbbi egyben simítja is a kimeneti egyenfeszültséget, amelynek nagyságát az M motor tápfeszültsége alapján választjuk meg, és amely az 5 Darlington-kapcsolású tranzisztor fokozaton, valamint az R huzalellenálláson keresztül biztosítja az M motor hajtását. A szabályozást, az Oi műveleti erősítő kimeneti feszültsége biztosítja. Az R huzalellenállás és a 5 Darlington-kapcsolású tranzisztor fokozat közös pontja a M motor belső ellenállását leképező feszültséget szolgáltat, vagyis az R huzalellenálláson eső feszültség a M motor áramától függ. Ez a megfelelően beállított potenciométereken (az F feszültségosztón) keresztül az Oi műveleti erősítő egyik komparáló bemenetét hajtja meg, és ennek megfelelően pozitív áramvisszacsatolási hurok alakul ki. A motoráram növekedésének mértékében növekszik az Oi műveleti erősítő kimeneti feszültsége, amely hozzáadódik a R huzalellenálláson eső feszültségből adódó ellen-elektromotoros erőhöz. Ezzel a megoldással negatív kimeneti impedanciás állapot érhető el. vagyis növekvő forrásfeszültséggel növekszik az áram erőssége. A megfelelő beállítást a potenciométerekkel lehet elérni, és a motor fordulatszáma a terheléstől, a vele arányosan változó ellen-elektromotoros erőtől függetlenül konstans marad. A fentiekben leírt működés és motorra megengedett maximális áram alatt maradó áramok esetén érvényes. A D túláramhatároló egység viszont az R huzalellenálláson eső feszültség figyelésével alkalmas a M motor túlterheléses állapotának érzékelésére és a szükséges védőintézkedések megtételére. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezésben a D túláram-határoló egység az M motor áramának megengedett felső határértéke alatt maradó áramok esetében. a 2. ábra szerinti kapcsolási elrendezéshez hasonlóan nem lép működésbe. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
