Przedmiotem wynalazku jest uklad ograniczenia pradu oraz zatrzymywania silnika komutatoro¬ wego, sterowanego elektronicznym regulatorem predkosci obrotowej, szczególnie do napedów przeznaczonych do urzadzen zautomatyzowanych sprzetu domowego, w których wystepuje duza ilosc rozruchów silnika napedu w normalnej eksploatacji.Znane sa uklady ograniczenia pradu silnika komutatorowego wspólpracujace z elektroni¬ cznym regulatorem predkosci obrotowej, zawierajacym miedzy innymi blokami element progowy i blok opóznienia napiecia na wejsciu elementu progowego. W ukladach tych informacja o natezeniu pradu plynacego przez silnik oddzialywuje na blok opóznienia napiecia na wejsciu elementu progowego, zmieniajac jego punkt pracy tak, aby zmniejszyc kat przewodzenia tyrystorów w regulatorze, a tym samym ograniczyc natezenie pradu plynacego przez silnik.Elektroniczne regulatory predkosci obrotowej realizuja w sposób plynny lub skokowyzmiane predkosci obrotowej silnika poprzez zmiane wartosci elementów w bloku opóznienia napiecia na wejsciu elementu progowego. W takim przypadku oddzialywanie ukladu ograniczenia pradu na blok opóznienia napiecia wprowadza te niedogodnosc, ze utrudnia uzyskanie zadanych poziomów natezenia pradu ograniczanego dla róznych predkosci obrotowych badz tez narzuca koniecznosc stosowania dodatkowych ukladów separujacych oba oddzialywania. Znane sa równiez uklady ograniczenia pradu silnika, których dzialanie oparte jest na analizie wartosci sily elektromotory¬ cznej indukowanej w tworniku. Niedogodnoscia tego typu ukladów jest fakt, ze wartosc sily elektromotorycznej jest funkcja predkosci wirowania silnika a nie pradu plynacego przez silnik.Przez to w stanach przejsciowych uklad ograniczenia pradu moze dzialac nieprawidlowo. Ponadto Uklad ten nie zabezpiecza elementów silnopradowych regulatora — diod i tyrystorów—przed uszkodzeniem w momencie uszkodzenia silnika.Elektroniczne regulatory predkosci obrotowej umozliwiaja uzyskanie korzystnej wlasciwosci napedu, jaka jest zatrzymywanie i rozruch silnika przez sterowanie w obwodzie slabopradowym regulatora. W znanych rozwiazaniach zatrzymywanie silnika jest realizowane przez odlaczanie bloku opóznienia napiecia od elementu progowego. Jako element odlaczajacy wykorzystywany jest czesto tranzystor, który w czasie pracy silnika znajduje sie w stanie przewodzenia. W momencie2 120 899 zatrzymywania silnika tranzystor wylaczajacy przechodzi w stan zatkania. Takie rozwiazanie ukladu zatrzymywania silnika wprowadza niedogodnosc objawiajaca sie wrazliwoscia ukladu na zaklócenia,^ które moga wprowadzic tyrystory w regulatorze w stan niekontrolowanego przewodzenia.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu, który pozwoli na wyeliminowanie niedogodnosci, jakie posiadaja znane uklady ograniczenia pradu i zatrzymywania silnika komutatorowego.Cel zostal osiagniety przez opracowanie ukladu ograniczenia pradu i zatrzymywania silnika, zawierajacego element przekazujacy informacje o natezeniu pradu twornika, zespól kluczujacy oraz blok sterowania zespolu kluczujacego i blok realizujacy zatrzymywanie silnika. Uklad wspólpracuje z pelnookresowym mostkiem prostowniczym z tyrystorami, elementem progowym, blokiem opóznienia napiecia na wejsciu elementu progowego i blokiem narastania kata przewodze¬ nia tyrystorów. Zespól kluczujacy jest polaczony z blokiem realizujacym zatrzymywanie silnika oraz z elementem progowym, korzystnie przez blok narastania kata przewodzenia tyrystorów.Zespól kluczujacy zawiera tranzystor typu npn, tranzystor typu pnp oraz oporowy dzielnik napiecia, którego jeden koniec jest polaczony z kolektorem tranzystora typu npn, srodek z baza tranzystora typu pnp zas drugi koniec z dodatnim biegunem napiecia zasilajacego uklad sterowania regulatora. Do dodatniego bieguna napiecia przylaczony jest takze emiter tranzystora typu pnp, którego kolektor jest polaczony z dzielnikiem napiecia ustalajacym punkt pracy elementu progo¬ wego. Emiter tranzystora typu npn jest polaczony z ujemnym biegunem mostka zasilajacego regulator. Baza tranzystora typu npn jest polaczona z blokiem sterowania zespolu kluczujacego.Blok realizujacy zatrzymywanie silnika zawiera przelacznik, który jest z jednej strony polaczony z baza tranzystora typu pnp, zas z drugiej strony poprzez opornik ze wspólnym punktem ukladu sterowania regulatora polaczonym z katodami tyrystorów. Równolegle do zacisków przelacznika jest przylaczony szeregowo dwójnik oporowo-pojemnosciowy.Uklad ograniczenia pradu i zatrzymywania silnika wedlug wynalazku zapewnia poprawne ograniczanie pradu silnika dla róznych poziomów predkosci obrotowej zarówno w ustalonym stanie zablokowania silnika jak i w przejsciowych stanach przeciazen. Realizacja zatrzymywania silnika przez sterowanie bazy tranzystora bocznikujacego opornik dzielnika napiecia ustalajacego punkt pracy elementu progowego zapewnia poprawna prace ukladu. Sterowanie zatrzymywaniem nastepuje w obwodzie slabopradowym regulatora, a ewentualne zaklócenia przy przelaczaniu nie spowoduja niekontrolowanego wlaczenia tyrystorów, a co najwyzej zatrzymanie silnika.Wynalazek zostal przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, gdzie pokazano schemat ideowy ukladu.Uklad wedlug wynalazku wspólpracuje z blokiem 1 pelnookresowego mostka prostowniczego z tyrystorami Tyi, Ty2, z elementem progowym 2, blokiem 3 opóznienia napiecia na wejsciu elementu progowego 2 oraz blok 4 narastania kata przewodzenia tyrystorów Tyi, Ty2. Uklad zawiera element 5 przekazujacy informacje o natezeniu pradu twornika Tw, blok 6 sterowania zespolu kluczujacego 7, zespól kluczujacy 7 oraz blok 8 realizujacy zatrzymywanie silnika. Blok 1 pelnookresowego mostka posiada ponadto diody Di, D2, D3, D4 do zasilania twornika Tw i uzwojenia wzbudzenia Uw silnika, oporniki Ri, R2, R3, R4, R5 oraz diode Zenera Dz. Element progowy 2 jest zbudowany z przeciwstawnych tranzystorów T3 i T4 oraz dzielnika napiecia R12, R13 ustalajacego punkt pracy elementu progowego 2. Blok 3 opóznienia napiecia posiada polaczone szeregowo opornik R i kondensator C. Blok 4 sklada sie z diody Do, opornika Ro i kondensatora Co. Element 5 stanowi dlawik L wlaczony szeregowo z twornikiem Tw.Blok 6 sklada sie z diody sprzegajacej Ds, dzielnika napiecia zawierajacego oporniki Rói R7 i kondensatora wygladzajacego Ci. Zespól kluczujacy 7 zbudowany jest z tranzystorów Ti i T2 i dzielnika napiecia R7, R9. Baza tranzystora Ti jest polaczona ze srodkiem dzielnika Ró R7 w bloku 6, emiter tranzystora Ti jest przylaczony do ujemnego bieguna 9 mostka zasilajacego regulator, zas kolektor — z opornikiem R9. Ze srodkiem dzielnika Rs, R9jest zasilana baza tranzystora T2, a opornik R% i emiter tranzystora T2 sa polaczone z dodatnim biegunem 10 napiecia zasilajacego uklad sterowania regulatora.Kolektor tranzystora R2Jest przylaczony do dzielnika napiecia R12, R13 poprzezblok 4. Z zespolem kluczujacym 7 wspólpracuje blok 8 zatrzymywania silnika zawierajacy opornik Rio przylaczony dó wspólnego punktu 11 ukladu sterowania polaczonego z katodami tyrystorów Tyi, Ty2 oraz przelacznik P polaczony z opornikiem Rio i baza tranzystora T2. Ponadto równolegle do zacisków przelacznika jest przylaczony dwójnik szeregowy zawierajacy kondensator C2 i opornik Rn.120899 3 Dzialanie ukladu jest nastepujace. Prad twornika Twprzeplywajac przez dlawik L powoduje powstanie na nim spadku napiecia bedacego funkcja natezenia pradu. Charakter pradu twornika Twjest impulsowy i napiecia na dlawiku L — takze. Zostaje ono wygladzone i usrednione przez elementy bloku 6: diode D5, oporniki R6, R? i kondensator Ci tak, ze napiecie na oporniku R7 sterujace baze tranzystora Ti jest proporcjonalne do sredniej wartosci natezenia pradu twornika Tw.Jesli napiecie to przekroczy poziom dzialania tranzystora Ti, zaczyna on przewodzic i przez oporniki R«, R9 zaczyna plynac prad. Spadek napiecia na oporniku Rg powoduje wejscie tranzy¬ stora T2 w stan przewodzenia, w którym opornosc obszaru kolektor — emiter tego tranzystora maleje. Opornosc ta jest wlaczona równolegle do opornosci R12, zatem wypadkowa opornosc polaczenia maleje. Powoduje to zmiane punktu pracy elementu progowego 2 i zmniejszenie kata przewodzenia tyrystorów Ty1, Ty2.Jesli wartosc pradu w obwodzie twornika Twznacznie wzrosnie, na przyklad w wyniku zablokowania silnika, to tranzystory Ti, T2 wejda w stan nasycenia i opornik R12 zostanie praktycznie zwarty. Kat przewodzenia tyrystorów Tyi, Ty2zmaleje prawie do zera.Spowoduje to wyjscie tranzystorów Ti, T2 ze stanu nasycenia.Ostatecznie prad w obwodzie twornika Tw ustali sie na poziomie znacznie mniejszym niz w chwili poczatkowej i niewiele przekraczajacym prad znamionowy. W przypadku oddzialywania tranzystora Ti na opornik R12 przez blok 4 narastania kata przewodzenia po wejsciu tranzystoraT2 w stan przewodzenia nastapi rozladowanie kondensatora Co przez obszar kolektor— emiter tego tranzystora. Po zaniku stanu nadmiernego obciazenia silnika, powodujacego zadzialanie ukladu ograniczenia pradu nastapi ponowne ladowanie kondensatora Co i plynny rozruch silnika w wyniku plynnego narastania kata przewodzenia tyrystorów Ti, Ty2.Podobnie dziala regulator przy realizowaniu zatrzymywania silnika poprzez blok 8. Po zwarciu przelacznika P tranzystor T2 zostanie wysterowany napieciem z dzielnika napiecia utwo¬ rzonego z oporników R«, Rio i wejdzie w stan nasycenia. Spowoduje to zwarcie opornika R12, zmniejszenie kata przewodzenia tyrystorówTyi,Ty2i zatrzymanie silnika. Jesli w ukladzie znajduje sie blok 4 narastania kata przewodzenia, to jego kondensator Co rozladuje sie przez tranzystor T2.Po zwolnieniu przelacznika Pnastapi ponowny plynny rozruch silnika. Podobne dzialanie realizuje blok 8, jesli zawiera dwójnik Rn, C2. Po zwarciu przelacznika P kondensator C2 rozladowuje sie, przez co po zwolnieniu przelacznika P jest podtrzymane przewodzenie tranzystora T2. Nastepnie w miare ladowania kondensatora C2nastepuje plynne przejscie tranzystora T2 od stanu przewodzenia do stanu blokowania, przez co narasta plynnie prad twornika Tw i nastepuje plynny rozruch silnika.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad ograniczenia pradu i zatrzymywania silnika komutatorowego zawierajacy element przekazujacy informacje o natezeniu pradu twornika, zespól kluczujacy, blok sterowania zespolu kluczujacego oraz blok realizujacy zatrzymywanie silnika, wspólpracujacy z pelnookresowym mostkiem prostowniczym z tyrystorami, elementem progowym, blokiem opóznienia napiecia na wejsciu elementu progowego i blokiem narastania kata przewodzenia tyrystorów, znamienny tym, ze zespól kluczujacy (7) jest polaczony z blokiem (8) realizujacym zatrzymywanie silnika oraz z elementem progowym (2), korzystnie przez blok (4) narastania kata przewodzenia tyrystorów (Tyi, Ty2). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zespól kluczujacy (7) zawiera tranzystor (Ti) typu npn, tranzystor (T2) typu npn oraz oporowy dzielnik napiecia (Rg, R9), którego jeden koniec jest polaczony z kolektora tranzystora (Ti) typu npn, srodek z baza tranzystora (T2) typu pnp zas drugi koniec z dodatnim biegunem (10) napiecia zasilajacego uklad sterowania regulatora, gdzie przylaczony jest takze emiter tranzystora (T2) typu pnp, którego kolektor jest polaczony z dzielni¬ kiem napiecia (R12, R13) ustalajacym punkt pracy elementu progowego (2), natomiast emiter tranzystora (Ti) typu npnjest polaczony z ujemnym biegunem (9) mostka zasilajacego regulator zas baza tranzystora (Ti) typu npn jest polaczona z blokiem (6) sterowania zespolu kluczujacego (7).4 120899 3. Uklad wedlug zastrz, 2, znamienny tym, ze blok (8) realizujacy zatrzymywanie silnika zawiera przelacznik (P), który jest z jednej strony polaczony z baza tranzystora (T2)typu pnp, zas z drugiej strony poprzez opornik (Rio) ze wspólnym punktem (11) ukladu sterowania regulatora polaczonym z katodami tyrystorów (Tyi.Ty2), przy czym równolegle do zacisków przelacznika (P) jest przylaczony szeregowy dwójnik oporowo-pojemnosciowy (Rn, C2). 1 10 -—p7...fZ .f7 r.—f-ir—--^-- IL I Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL