Вентильные двигатели постоянного тока

показаны диаграммы выходных сигналов фототранзисторов (РТ1, РТ2, РТЗ) и входных сигналов транзисторов (VТ1, VT2, VТЗ), которые предназначены:

PTI - VT1 – для управления током в обмотке WI,

РТ2 - VT2 – для управления током в обмотке  W2,

РТЗ - VT3 – для управления током в обмотке  W3.

Такое соединение транзисторов вызывает вращение ротора против часовой стрелки. При изменении соединений между транзисторами (PTI - VT1, РТ2 - VT2, РТЗ - VT3)реверсируется вращение  ротора вентильного двигателя.

Изменение связей между фототранзисторами и транзисторами для реверсирования вращения может быть выполнено с помощью ключевых логических схем.

1. 2 Трехфазный двигатель с двухполупериодным управлением

Трехфазный вентильный двигатель, питаемый от сети постоянного тока через трехфазный мостовой инвертор, имеет максимальный КПД, являющийся отношением выходной мощности к входной электрической мощности, поскольку при этом по каждой обмотке двигателя протекает ток, так же как и в двигателе переменного тока. Такой способ управления вентильным двигателем называют двухполупериодным управлением. В этом случае термин биполярный означает, что к каждой обмотке попеременно прикладывается биполярное напряжение, вызывающее её попеременное намагничивание.

    Рассмотрим принцип действия схемы трехфазного моста, представленной на рис.4.  В схеме, как и ранее, используется оптический метод определения положения ротора, шесть фототранзисторов расположены через одинаковые интервалы друг от друга по периферии платы. Поскольку затвор установлен на валу двигателя, то эти фотоэлементы последовательно освещаются лампой, расположенной слева на рисунке. Возникает задача определения соотношения между включенным и выключенным состояниями транзисторов и фототранзисторов. Если логическое управляющее устройство, определяющее последовательность коммутаций, работает таким образом, что фототранзистор с определенным индексом освещен, то должен быть включен транзистор с этим же индексом – это простейшая связь между фототранзисторами и транзисторами. На рис.4 показано, что если токи протекают по открытым ключам VT1,VT4, VT5, то к выводам обмоток Uи Wприложено напряжение питания, а вывод обмоток V имеет нулевой потенциал. При этом один ток будет протекать от вывода U к выводу V, а другой ток - от вывода W к выводу V, как показано на рис.5.                                                               

  Ротор находится в таком положении, при котором его магнитный поток направлен под углом 90° по отношению к магнитному полю статора, как показано на рис.5. В таком состоянии на ротор действует электромагнитный момент, направленный по часовой стрелке. Если ротор повернется на угол, приблизительно равный 30°, то фото транзистор РТ5 выключится, а РТ6 включится, что повернет полюс магнитного поля статора по часовой стрелке на 60°. Затем, если приблизится южный полюс ротора к южному полюсу статора, то последний уйдет за счет коммутации моста дальше от полюса ротора, за счет негo и создается непрерывное вращение ротора по часовой стрелке, табл.1 приведена последовательность коммутаций транзисторов госта, а на рис.6 показана очередность вращения ротора двигателя.

Направление вращения можно реверсировать путем установки логического устройства управления, определяющего последовательность коммутации, в такое состояние, что если фотодатчик с определенным индексом освещен, то транзистор с тем же индексом должен быть выключен. Или, наоборот, если фотодатчик не освещен, то транзистор с тем же индексом, что и затемненный фотодатчик, должен быть включен.

Таблица 1.Последовательность коммутаций транзисторов моста                                                                                    при вращении магнитных полей статора и ротора по часовой стрелке

Последовательность

коммутаций

1

2

3

4

5

6

VT1

1

1

1

0

0

0

VT2

0

0

0

1

1

1

VT3

0

0

1

1

1

0

VT4

1

1

0

0

0

1

VT5

1

0

0

0

1

1

VT6

0

1

1

1

0

0

 

При противоположном состоянии транзисторов моста (рис.4), когда транзисторы VT2, VT3 и VT6 включены, напряжение питания Е прикладывается к выводу V, тогда как выводы Uи W оказываются под нулевым потенциалом. При этом, как показано на рис. 4.7, а, магнитное поле статора меняет свое направление вращения на противоположное, так же как и меняет направление электромагнитный момент, направленный теперь против часовой стрелки. После поворота двигателя на угол, приблизительно равный 30°, транзистор VT2 выключается, a VT1 включается. При этом магнитное поле поворачивается на 60° и принимает такое направление, которое показано на рис.7, б. При электромагнитном моменте, направленном против часовой стрелки, продолжается вращение ротора против часовой стрелки, и магнитное поле имеет направление, показанное на рис.6, в. Движение ротора продолжается в последовательности а-б-в-г . . ., что создает его непрерывное вращение против часовой стрелки