203623. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés lüktető egyenfeszültséggel táplált egyenáramú motor kapcsolóüzemü vezérlésére
1 HU 203 623 B 2 (b)t2=(L/uLaj-io) tj: a kapcsolótranzisztor zárvatartási ideje t2: a kapcsolótranzisztor nyitvatartási ideje L: az egyenáramú motor induktivitása u: a tápláló feszültség pillanatnyi értéke u j: az indukált feszültség pillananyi értéke u2: az indukált feszültség pillanatnyi értéke , íj: maximális áram I0: minimális áram Ennek részletesebb kifejtése pl. Popivici, D.: influenta inductivitatii asupra unor parametri elekctrici la masina de c.c. cu functionare in impulsuri. Electrotechnika, 29 Je. 1. sz. 1981. c. kiadvány 30-34. oldalain található meg. A periódus kezdetén és végén, amikor az indukált feszültség nagyobb a tápláló feszültség pillanatnyi értékénél, az ellenkező irányú áram folyását a vezéreletlen egyenirányító akadályozza meg. Mivel az indukált feszültség értékétől függ a perióduson belüli áramfolyás kezdete és vége, a nyomaték és fordulatszám azonos összefüggést mutat. Ha emelkedik a fordulatszám és vele az indukált feszültség, azt a tápláló feszültség egyre rövidebb ideig tudja meghaladni, és egyre rövidebb ideig folyik az áramfigyelő egység által maximált áram, ami csökkenő áramközépérték mellett a nyomaték csökkenésével jár. Ezért az egyenáramú motor indulásakor, amikor a fordulatszám és indukált feszültség nulla, rendelkezik a legnagyobb nyomatékkal. Az ilyen táplálási mód az előbb leírt tulajdonságain kívül magával hordozza azt az előnyét is, hogy minden periódusban információt szolgáltat az egyenáramú motor fordulatszámáról az indukált feszültség érzékelésével, ami közvetett úton a nyomatékot is meghatározza. Az egyenáramú motort tápláló feszültséget egyszerűen lehet mérni és ezzel a feszültséggel az egyenáramú motor indukált feszültsége abban a pillanatban lesz egyenlő, amikor az árammentes állapot megszűnik és a vezéreletlen egyenirányítóból elkezd az áram az egyenáramú motoron keresztül folyni. Erről bővebb ismertetés Sax, H.: Drehzahl eines Gleichstrommotors ohne Tachogenerator geregelt. Elektronik, 30Jc. 23. 1981. 73-76. oldalán található. Amikor az egyenáramú motor olyan készüléket mozgat, amelyik állandó végállással rendelkezik, a pontossági igényektől függően a szakirodalom bőségesen tartalmaz megoldást a végállás érzékelésére. Vannak azonban olyan készülékek, ahol a végállás helyét nem lehet pontosan meghatározni, mert a végállást egy meghatározott erő vagy nyomaték elérése jelzi, pl. ipari robot megfogószerkezete, csővezeték tolózára, ajtómozgató készülék. Ilyen igényeknél a végállással rendelkező szerkezeti elem és az egyenáramú motor közé adott nyomaték hatására megcsúszó tengelykapcsolót építenek és az egyenáramú motort a megcsúszás után kapcsolják Id. Ha az egyenáramú motor maximális nyomatéka az elektronika útján szabályozható, el lehet hagyni a tengelykapcsolót. Mivel a nyomaték az egyenáramú motor áramának középértékével arányos, olyan táplálásról kell gondoskodni, amelyikben az áram nem tartalmaz felharmonikusokat, így mindig a pillanatnyi nyomatékkai arányos. Ez a feltétel csak stabil egyenfeszültségű táplálás esetén igen, és az ilyen tápegység bonyolult és költséges. Ismeretes továbbá olyan kapcsolás is, amely segítségével az egyenáramú motor fordulatszáma állandó értéken tartható oly módon, hogy a motor belső ellenállásán fellépő belső feszültséget kompenzálják. A motor áramirányváltással (általában kézi váltással) mindkét forgásirányban járatható. A motor kikapcsolása is kézi erővel történik, és független a motor terhelésétől. Túlterhelés esetén is folyik áram a motoron keresztül, amelynek nagyságát az áramkör paraméterei segítségével állítják be. A figyelő áramkör a motoron áthajtott áramot figyeli, és ennek megfelelően szabályozza a motorra jutó feszültséget Ilyen megoldást ismertet pl. a GB 1.164.171. sz. szabadalmi leírás. Ennek a megoldásnak jelentős hátránya, hogy a terhelés felső, még megengedett határát meghaladó túlterhelés esetén is csak kézi kapcsolással kapcsolható ki. A találmány célja, hogy az említett hátrányok kiküszöbölését az ismertetett kapcsolások előnyeinek a megtartásával érje el. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha egy megengedett maximális áram a motor indukált feszültségének egy beállított feszültségnél kisebb értékre csökkenése esetén alakul ki, akkor megoldható, hogy a vezérlő egység egy vezérelt kapcsolón keresztül egyrészt kikapcsolja a motort, másrészt — egyidejűleg — átkapcsoljon egy áramirányítót, és így — miután a motor generátoros üzembe megy át —a motor lefékeződése meggyorsul. A találmánynak az a lényege, hogy a vezéreletlen egyenirányító negatív kimenete nulldiódán keresztül az áramirányító pozitív kimenete feszültség komparátoron keresztül csatlakozik a vezérlő egység másik bemenetére. A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli példák segítségével ismertetjük, az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy kiviteli példájának a tömbvázlatát szemléltetjük, míg a 2. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elerendezés vezérlő egységének egy példaképpeni felépítését mutatjuk be. Az 1. ábra szerinti váltakozóáramú 1 feszültségforrás kivezetései 2 diódákból álló, előnyösen Graetz hídegyenirányítóval megvalósított 3 vezéreletlen egyenirányító bemenetéire csatlakozik. A 3 vezéreletlen egyenirányító pozitív kimenete 4 vezérelt kapcsoló bemenetére van kötve. A 4 vezérelt kapcsoló előnyösen 5 NPN kapcsoló tranzisztor. A 3 vezéreletlen egyenirányító negatív kimenete egyrészt 6 nulldiódán keresztül a 4 vezérelt kapcsoló kimenetével egyesítve, másrészt 7 ellenálláson keresztül 8 áramirányváltó egyegy bemenetére csatlakozik. A 8 áramirányváltóban levő 9 gerjesztőtekercs által átbillenthetően kiképzett 10 érintkezőpár kimenetei 11 egyenáramú motor kapcsaira vannak kötve. A 9 gerjesztőtekercsre 12 vezérlő egység irány váltójel kimenete csatlakozik a 8 áramirányváltó harma5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
