Микросхемы управления коллекторными электродвигателями – Полупроводниковая силовая электроника

April 21, 2015 by admin Комментировать »

Характерным признаком коллекторных электродвигателей машин является наличие у них специфического узла — коллектора — механического преобразователя переменного тока в постоянный и наоборот. На рис. 3.56 представлен эскиз конструкции такого электродвигателя [29].

Рис. 3.56. Эскиз конструкции коллекторного электродвигателя

Между полюсами N и S постоянного магнита находится вращающаяся часть генератора (двигателя) — якорь. В двух продольных пазах на сердечнике якоря расположена обмотка в виде одного витка, концы которой присоединены к двум медным изолированным друг от друга кольцам, образующих простейший коллектор. На поверхность коллектора наложены щетки, осуществляющие скользящий контакт с коллектором и связывающие якорь с внешней цепью.

Рассмотрим кратко принцип работы этого двигателя с использованием рис. 3.57.

При нахождении щеток в «геометрической нейтрале» пг — η электромагнитные силы равны нулю (FM = 0). Назначение щеток якоря в двигателе постоянного тока — изменять направление тока в проводниках обмотки якоря при их переходе из зоны магнитного полюса одной полярности в зону полюса другой полярности. При увеличении числа обмоток якоря и, соответственно, числа пластин коллектора вращение якоря становится более устойчивым и равномерным.

Рис. 3.57. Принцип работы коллекторного электродвигателя [29]

Управление коллекторным двигателем осуществляется специальными микросхемами — драйверами по командам с процессора (входы CTL1, CTL2) (рис. 3.58). Драйверы коллекторного двигателя постоянного тока представляют собой обычный мостовой усилитель мощности со специальной логической схемой, управляющей транзисторными ключами этого усилителя по командам с процессора. В состав этих драйверов входят также схемы тепловой и токовой защиты, предохраняющие ИМС от выхода из строя в случае межвиткового замыкания в обмотках двигателя и нарушения термического режима микросхемы.

Рассмотрим особенности организации ИМС управления коллекторными двигателями переменного тока. На рис. 3.59 показана схема, поясняющая работу микросхемы управления коллекторными двигателями переменного тока [23].

Рис. 3.58. Структура драйвера коллекторного двигателя постоянного тока: 1 — логическая схема; 2,3 — усилители мощности; 4 — коллекторный двигатель [22]

Рис. 3.59. Эквивалентная электрическая схема включения (а) и временная диаграмма работы (б) ИМС контроллера коллекторного двигателя переменного тока

Микросхема определяет момент пересечения сетевым напряжением переменного тока нулевого уровня и в зависимости от величины сопротивления резистора R2 осуществляет запуск полупроводникового симистора импульсом тока от 60 до 100 мА. Значением сопротивления R2 определяется выбранная скорость вращения электродвигателя, т.е. время запуска симистора после пересечения сетевым напряжением нулевого уровня. Для поддержания постоянной скорости вращения в схеме имеется положительная обратная связь по току (резисторы R7, R8). При увеличении тока нагрузки увеличивается и угол проводимости симистора.

Кроме того ИМС повторяет импульс запуска симистора при прерывании тока коллектора двигателя или в случае отсутствия процесса открывания симистора (например, в часто имеющем место на практике случае «отскакивания» щеток коллекторного двигателя). У ИМС также имеется режим «мягкого старта». На диоде D1 здесь реализован однополупериодный выпрямитель для обеспечения питания ИМС, структура и принцип работы которого рассмотрены выше в гл. 2.

Источник: Белоус А.И., Ефименко С.А., Турцевич А.С., Полупроводниковая силовая электроника, Москва: Техносфера, 2013. – 216 с. + 12 с. цв. вкл.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты