PL219730B1 - Dwupoziomowy układ zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest dwupoziomowy układ zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych, przeznaczony w szczególności do zasilania przełączalnych silników reluktancyjnych.

Znany z polskiego zgłoszenia wynalazku P 393727 jest układ do unipolarnego zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych, zasilany z dwóch połączonych szeregowo źródeł zasilania, posiadający przynajmniej jedną sekcję, w którym diody drugie wszystkich sekcji połączone są anodami ze źródłami tranzystorów pierwszych sekcji i z ujemnym biegunem połączonych szeregowo źródeł zasilania, a katody diod drugich wszystkich sekcji połączone są z wyjściem obwodu rezystancyjno-indukcyjnego sekcji i ze źródłem tranzystora drugiego sekcji, zaś dreny tranzystorów drugich wszystkich sekcji połączone są ze źródłem tranzystora wspólnego i z katodą diody wspólnej. Anoda diody wspólnej połączona jest z węzłem połączenia źródeł zasilania, a dren tranzystora wspólnego połączony jest z dodatnim biegunem połączonych szeregowo źródeł zasilania i z katodami diod pierwszych wszystkich sekcji. Drugie wyjścia obwodów rezystancyjno-indukcyjnych wszystkich sekcji połączone są z anodami diod pierwszych i drenami tranzystorów pierwszych sekcji.

Znany jest również z polskiego zgłoszenia wynalazku P 393168 unipolarny układ zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych, zwłaszcza silników reluktancyjnych posiadający przynajmniej jedną sekcję, w której anoda diody i dren tranzystora połączone są z jednym wyjściem obwodu rezystancyjno-indukcyjnego danej sekcji. Źródła tranzystorów poszczególnych sekcji połączone są z ujemnym biegunem źródła zasilania. Pozostałe wyjścia obwodów rezystancyjno-indukcyjnych poszczególnych sekcji połączone są ze źródłem tranzystora wspólnego i z katodą diody wspólnej, której anoda połączona jest z dodatnim biegunem źródła zasilania i z jedną elektrodą kondensatora. Dren tranzystora wspólnego połączony jest z katodami diod wszystkich sekcji i z drugą elektrodą kondensatora.

W znanym układzie do zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych z dwoma źródłami zasilania konieczne jest stosowanie dwóch źródeł zasilania, co uniemożliwia jego stosowanie w przypadku, gdy dostępne jest tylko jedno źródła zasilania. W znanym unipolarnym układzie zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych, zwłaszcza silników reluktancyjnych z jednym źródłem zasilania i kondensatorem przesyłanie energii tylko do kondensatora powoduje, że początkowo napięcie kondensatora jest niskie, co skutkuje tym, że moc oddawana początkowo z obwodów rezystancyjno-indukcyjnych ma małą wartość, a w konsekwencji zakres prędkości zasilanych z niego przełączalnych silników reluktancyjnych jest ograniczony.

Istota dwupoziomowego układu zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych według wynalazku polega na tym, że węzeł połączenia kondensatora ze źródłem zasilania połączony jest poprzez diodę wspólną z węzłem połączenia tranzystorów drugich wszystkich sekcji z tranzystorem wspólnym.

Dwupoziomowy układ zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych według wynalazku umożliwia zasilanie obwodu rezystancyjno-indukcyjnego dwoma poziomami napięć: ze źródła zasilania lub z połączonych szeregowo: źródła zasilania i kondensatora. Dodatkowo po wyłączeniu tranzystorów sekcji energia z obwodu rezystancyjno-indukcyjnego przekazywana jest do szeregowo połączonych: źródła zasilania i kondensatora, co powoduje szybkie jej rozładowanie. Układ według wynalazku pozwala zasilać obwód rezystancyjno-indukcyjny napięciem wyższym niż napięcie źródła zasilania i jednocześnie umożliwia przekazywanie energii do połączonych szeregowo: źródła zasilania i kondensatora, co przyspiesza procesy narastania prądów w obwodach rezystancyjno-indukcyjnych i rozładowania energii z obwodu rezystancyjno-indukcyjnego w porównaniu do czasu trwania tego procesu w znanych układach. W konsekwencji układ według wynalazku pozwala uzyskiwać większą prędkość zasilanych z niego przełączalnych silników reluktancyjnych.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym schemat ideowy dwupoziomowego układu zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych o dwóch sekcjach.

W układzie według wynalazku dodatni biegun źródła zasilania U połączony jest z jedną elektrodą kondensatora i z anodą diody wspólnej Dw. Katoda diody Dw połączona jest ze źródłem tranzystora wspólnego T_w i drenami tranzystora drugiego T2_S1 i sekcji pierwszej i tranzystora drugiego T2_S2 sekcji drugiej, a dren tranzystora wspólnego Tw połączony jest z drugim biegunem kondensatora C i z katodą diody pierwszej D1S1 sekcji pierwszej i z katodą diody pierwszej D1S2 sekcji drugiej. Źródło tranzystora drugiego T2S1 sekcji pierwszej połączone jest z obwodem rezystancyjno-indukcyjnym RLS1 i katodą diody drugiej D1_S1 sekcji pierwszej, a źródło tranzystora drugiego T2_S2 sekcji drugiej połączoPL 219 730 B1 ne jest z obwodem rezystancyjno-indukcyjnym RL_S2 i katodą diody drugiej D2_S2 sekcji drugiej. Anoda diody drugiej D2S1 sekcji pierwszej, anoda diody drugiej D2S2 sekcji drugiej, źródło tranzystora pierwszego T1S1 sekcji pierwszej i źródło tranzystora pierwszego T1S2 sekcji drugiej połączone są z ujemnym biegunem źródła zasilania U. Drugie wyjście obwodu rezystancyjno-indukcyjnego RLS1 sekcji pierwszej połączone jest z drenem tranzystora pierwszego T1S1 i anodą diody pierwszej D1S1 sekcji pierwszej, a drugie wyjście obwodu rezystancyjno-indukcyjnego RLS2 sekcji drugiej połączone jest z drenem tranzystora pierwszego T1S2 i anodą diody pierwszej D1S2 sekcji drugiej.

Tranzystory: pierwszy T1S1 i drugi T2S1 sekcji pierwszej i tranzystory: pierwszy T1S2 i drugi T2S2 sekcji drugiej oraz tranzystor wspólny Tw są włączane i wyłączane według algorytmu sterowania silnikiem, uzależnionego, w szczególności od położenia wirnika, mocy na wale, natężenia prądu i czasu. Przy włączonym tranzystorze wspólnym Tw i włączonych tranzystorach: pierwszym T1S1 i drugim T2S1 sekcji pierwszej i/lub tranzystorach: pierwszym T1S1 i drugim T2S2 sekcji drugiej, obwody rezystancyjno-indukcyjne w sekcjach, w których są włączone tranzystory: pierwszy T1S1 i drugi T2S1 sekcji pierwszej lub/i tranzystory: pierwszy T1S2 i drugi T2S2 sekcji drugiej, zasilane są z szeregowo połączonych źródła zasilania U i kondensatora C, nie dłużej niż do chwili rozładowania kondensatora C, co powoduje szybki wzrost natężenia płynącego w nich prądu, a po rozładowaniu kondensatora zasilane są przez diodę wspólną Dw ze źródła zasilania U1. Natomiast przy wyłączonym tranzystorze wspólnym Tw i włączonych tranzystorach: pierwszym T1S1 i drugim T2S1 sekcji pierwszej i/lub tranzystorach: pierwszym T1S2 i drugim T2S2 sekcji drugiej, obwody rezystancyjno-indukcyjne sekcji: pierwszej RLS1 i drugiej RLS2, w których tranzystory: pierwszy T1S1 i drugi T2S1 sekcji pierwszej lub/i tranzystory: pierwszy T1S2 i drugi T2S2 sekcji drugiej są włączone, zasilane są przez diodę wspólną Dw ze źródła zasilania U, co powoduje powolne narastanie natężenia płynącego w nich prądu. Po wyłączeniu tranzystora drugiego T2S1 sekcji pierwszej i/lub tranzystora drugiego T2S2 sekcji drugiej, prąd przepływa odpowiednio przez obwód rezystancyjno-indukcyjny RL1, tranzystor pierwszy T1S1 i diodę drugą D2S1 sekcji pierwszej i/lub przez obwód rezystancyjno-indukcyjny RL2, tranzystor pierwszy T1S2, diodę drugą D2S2 sekcji drugiej, nie dłużej niż do chwili rozładowania energii zgromadzonej w obwodzie rezystancyjnoindukcyjnym danej sekcji, w wyniku czego powoli zmniejsza się natężenie prądu w tych obwodach. Natomiast po wyłączeniu tranzystorów: pierwszego T1S1 i drugiego T2S1 sekcji pierwszej i/lub tranzystorów: pierwszego T1S2 i drugiego T2S2 sekcji drugiej, prąd przepływa odpowiednio przez diodę drugą D2S1, obwód rezystancyjno-indukcyjny RL1 i diodę pierwszą D1S1 sekcji pierwszej i/lub przez diodę drugą D2s2, obwód rezystancyjno-indukcyjny RL2 i diodę pierwszą D1S2 sekcji drugiej do połączonych szeregowo: źródła zasilania U i kondensatora C, przekazując energię z obwodu rezystancyjnoindukcyjnego RLS1 sekcji pierwszej i/lub obwodu rezystancyjno-indukcyjnego RLS2 sekcji drugiej do źródeł zasilania U i kondensatora C, w wyniku czego szybko zmniejsza się natężenie prądu w tych obwodach.

Claims (1)

1. Dwupoziomowy układ zasilania obwodów rezystancyjno-indukcyjnych z co najmniej jedną sekcją, w której tranzystory pierwsze wszystkich sekcji połączone są jednymi elektrodami z jednym biegunem źródła zasilania i z pierwszymi elektrodami diod drugich wszystkich sekcji, a drugimi elektrodami tranzystory pierwsze wszystkich sekcji połączone są z pierwszymi elektrodami pierwszych diod sekcji i z jednym wyjściem obwodów rezystancyjno-indukcyjnych sekcji, zaś drugie elektrody diod pierwszych wszystkich sekcji połączone są z jedną elektrodą tranzystora wspólnego i z jedną elektrodą kondensatora, a druga elektroda tranzystora wspólnego połączona jest z drugimi elektrodami tranzystorów drugich wszystkich sekcji, których pierwsze elektrody połączone są z drugimi wyjściami obwodów rezystancyjno-indukcyjnych sekcji i z drugimi elektrodami diod drugich sekcji, zaś druga elektroda kondensatora połączona jest z drugą elektrodą źródła zasilania, znamienny tym, że węzeł połączenia kondensatora (C) ze źródłem zasilania (U) połączony jest poprzez diodę wspólną (Dw) z węzłem połączenia tranzystorów drugich wszystkich sekcji (T2_S1, T2_S2, T2_sn) z tranzystorem wspólnym (Tw), gdzie n = liczba sekcji.