Устройство стабилизации частоты вращения вала

 

Изобретение относится к приборостроению и может бььь использовано в устройствах стабилизации частоты вращения ведущего вала лентопротяжных механизмов. Целью изобретения является увеличение стабильности частоты вращения в широкой полосе частот возмущений и уменьшение акустического шума. Для этого частотный детектор содержит синхронизированный формирователь эталонных импульсов, соединенный с одним входом схемы однозначного вычетания, другой вход которой соединен с выходом формирователя импульсов скорости, а выход через вентиль подключен к RC-цепи, а также запоминающий конденсатор, который включен параллельно выходу частотного детектора. Причем параллельно конденсатору подключен управляемый ключ, вход управления которого соединен со схемой формирования разрядного импульса. 5 ил. 4W Ё

COIO3 СОВЕТСКИХ

COl МАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s G 11 В 15/43

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ разрядного импульса. 5 ил. (21) 4668256/10 (22) 09.02.89 (46; 23.04.91. Бюл, М 15 (71) Киевский политехн гческий институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции

{72) В.С,Вишневский, В.В.Лавриненко и В.А.Кириченко (53) 68 t.84 (088.8) (56) Авторское свиретельства СССР

М 758319, кл. G 11 В 15/43, 1980.

Электронный стабилизатор-переключатель частоты вращения двигателя. — Радио, 1979, N 12, ". 38 и 39. (54) УСТРОЙСГВО СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ БАЛА (57) Изобретение относится к приборостроению и может бьг ь использовано в устройИзобретение относится к области приборостроения, в частности к электронным системам стабилизации частот вр=щения ведущего вала лентопротяжного механизма аппаратов магнитной записи.

Целью изобретения является увеличение точности стабилизации частоты враще. ния вала в широкой полосе частот возмущений и уменьшение акустических шумов.

На фиг, 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — принципиальная схема выполнения устройства; на фиг, 3 — эпюры электрических напряжений на элементах схемы; на фиг, 4 — схема с амплитудным управлением пьезоэлектрического двигателя; на фиг. 5 — схема с частот„„5U„„1644219 А1 ствах стабилизации частоты вращения ведущего вала лентопротяжных механизмов.

Целью изобретения является увеличение стабильности частоты вращения в широкой полосе частот возмущений и уменьшение акустического шума. Для этого частотный детектор содержит синхронизированный формирователь эталонных импульсов, соединенный с одним входом схемы однозначного вычетания, другой вход которой соединен с выходом формирователя импульсов скорости, а выход через вентиль подключен к RC-цепи, а также запоминающий конденсатор, который включен параллельно выходу частотного детектора.

Причем параллельно конденсатору подключен управляемый ключ, вход управления которого соединен со схемой формирования ным управлением пьезоэлектрического двигателя, . оь

Устройство (фиг. 1) содержит электриче- д ский двигатель 1 с валом 2 и датчиком 3 частоты вращения. Последний соединен с формирователем 4 прямоугольных импульсов, выход которого подключен к частотному детектору 5, а его выход соединен со Q схемой 6 управления частотой вращения электрического двигателя.

Частотный детектор 5 содержит синхронизирующий формирователь 7 эталонных импульсов, соединенный с первым входом 8 схемы 9 вычитания, второй вход 10 которой соединен с выходом формирователя 4 импульсов, а выход 11 через однополупериодный выпрямитель (вентиль) 12 подключен к

Электрической двигатель 1 может быть двигателем постоянного тока либо пьезоэлектрическим двигателем, На валу 2 двигателя закреплено колесо датчика 3 c:, магнитными метками, а чувствительнь.м элементом является магнитная головка (МГ), соединенная с формирователем 4 импульсов, представляющим собой ограничитель на операционном усилителе (GY 2).

Формирователь 4 формирует прямоугольные импульсы 18 напряжения (фиг, 3), частота которых пропорциональна частоте вращения вала 2, а длительность равна Тс.

Абсолютное значение частоты сигнала датчика зависит от диаметра магнитного диска и применяемого магнитного материала.

Практически она может быть в 100-500 раз выше частоты вращения вала 2.

Синхронизированный формирователь 7 эталонных импульсов состоит из дифференцирующей Й5С2-цепи (фиг, 2) и одновибратора АС2, АС3, С1. Дифференцирующая цепь (RsCz) выделяет импульсы 19 (фиг. 3) соответствующие переднему фронту импульсов 18. Эти импульсы запускают одновибратор, вырабатывающий эталонные импульсы 20 со строго постоянной длительностью Тэ, несколько большей длительности Тс при номинальной частоте вращения вала 2.

Выход формирователя 7 соединен с первым входом 8 схемы 9 вычитания, второй вход которой 10 соединен с формирователем 4. Схемой 9 вычитания служит логическая схема ИЛИ-HE (ЛС1).

RC-цепи, содержащей зарядный резистор

13 и запоминающий конденсатор 14.

Последний подключен параллельно выходу частотного детектора 5. Параллельно конденсатору 14 включен управляемый. 5 ключ 15, вход 16 управления которого соединен со схемой 17 формирования разрядного импульса, ляемый ключ 15, выполненный на транзисторе, база которого соединена с входом 16 управления, который подсоединен к схеме

17 формирования разрядного импульса 22 (фиг. 3).

Схема 17 формирования разрядного импульса содержит дифференциальную й4Сэцепь и усилитель АС4, формирующие короткий разрядный импульс 22 по заднему фронту импульсов скорости.

Выход частотного детектора 5 подключен к схеме 6 управления частотой вращения двигателя 1, выполненного на мощном операционном усилителе.

В начальный момент времени конденсатор 14 разряжен и схема 6 подает на двигатель 1 все напряжение источника питания.

Вал 2 двигателя 1 начинает раскручиваться.

При этом датчик 3 и схема начинают вырабатывать импульсы скорости 18, длительность которых Т постепенно уменьшается.

При достижении номинальной частоты вращения длительность импульсов скорости Т становится равной длительности эталонных импульсов Т, а затем несколько меньшей их, что приводит к появлению зарядных импульсов Т р. заряжающих конденсатор 14 через резистор 13. Поскольку постоянная времени этой цепи выбрана малой, то процесс зарядки конденсатора происходит за время гораздо меньшее Т>. При этом уровень напряжения 0упр, до которого заряжае1ся конденсатор 14, определяется длительностью зарядного импульса Тзар, т.е. фактически длительностью Т или частотой вра.цения вала 1.

Одновременно с передним фронтом зарядного импульса «а управляющий вход 16 ключа 15 приходит короткий разрядный импульс 22, в результате чего ключ 15 предварительно разряжает конденсатор 14 до нуля.

Процес.: зарядки конденсатора 14 ха-

При совпадении нулей серии импульсов

18 и 20 схема 9 вырабатывает серию зарядных импульсов 21 с длительностью Тз р, Совпадение нулей происходит в том случае, если Тс становится меньше Тиар, т.е. при достижении валом 2 номинального значения частоты вращения.

Длительность зарядного импульса Тзар равна разности длительностей эталонного импульса Тз и импульса скорости Тс.

Выход 11 схемы 9 соединен через вен,тиль 12 с зарядной RC-цепью, постоянная времени которой выбрана много меньше длительности эталонного импульса Т>. Запоминающий конденсатор 14 соединен с выходом частотного детектора 5. Параллельно этому конденсатору включен управрактеризуется эпюрой 23 (фиг, 3). Это процесс происходит каждый период следования импульсов скорости, причем конденсатор 1 4 запоминает новое значение напряжения управления Uynp, соответствующее новому значению частоты вращения вала 2. На зпюре 22 пунктиром показаны значения изменения управляющего напряжения Uynp без сдвига картины во времени, Напряжение управления Uynp поступает на вход схемы 6 управления частотой вращения двигателя 1, уменьшая электрическое напряжение на ием, в результате чего частота вращения вала 2 уменьшается. Это приводит к уменьшению длительности импульсов скорости Тс. Привод входит в режим стабилизации частоты вращения вала 2, При

1б44219

)644219

Составитель С. Ботуэ

Техред М.Моргентал

Корректор Н. Ренская

Редактор H. Бобкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 1244 Тираж 355 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35; Раущская наб., 4/5