Устройство для стабилизации скорости двигателя

 

стая I

VipÀ

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

263719

Союэ Советски

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15Х.1968 (№ 1240115/24-7) Кл. 21с, 59/05

21с, 59/10 с присоединением заявки №

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при-Совете Министров

СССР,ЧПК Н 02р 5/12

Н 02р 13/16

УДК 621.316.718.5:

:077.65(088,8) Приоритет

Опубликовано 10.11.1970. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 15.Ч1.1970

Лвтор изобретения

Б. А. Смирнов

Заявитель

Известно устройство для стабилизации скорости двигателя постоянного тока, содержащее источник задающей частоты, импульсный датчик скорости и элемент, выполняющий операцию «И», один из входов которого под- 5 ключен к источнику задающей частоты, другой вход — к импульсному датчику скорости, а выход включен в цепь обмотки двигателя, подключенную к источнику постоянного тока.

Такое устройство обеспечивает стабилизацию 10 скорости двигателя путем синхронизации угловой частоты двигателя с частотой задающего источника и обладает тем недостатком, что при резких изменениях нагрузки возможен выход из синхрон изма. Кроме того, устройство 15 становится неработоспособным при выходе из строя источника задающей частоты, поэтому оно не обеспечивает достаточно надежной стабилизации скорости двигателя.

Предлагаемое устройство отличается от из- 20 вестного тем, что вход элемента «И» соединен с источником задающей частоты через частотно-фазовый дискриминатор, в котором ко входу контроля частоты подключен импульсный датчик скорости, а ко входу кон- 25 троля фазы — источник задающей частоты.

Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность стабилизации.

На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — ппинпипиаль- 30 ная схема одного из возможных вариантов выполнения устройства.

На блок-схеме устройства обмотка 1 двигателя подключена к источнику постоянного тока 2 через выход элемента «И» 8, один пз входов управления которого соединен с импульсным датчиком 4 скорости двигателя, а другой подключен к выходу частотно-фазового дискриминатора 5. Вход контроля частоты дискриминатора подключен к датчику 4, а вход контроля фазы — к источнику б задающей частоты.

На принципиальной схеме устройства обмотка 1 якоря двигателя соединена с выходом элемента «И», образованного последовательным соединением тиристора 7 и составного транзистора 8. Один вход элемента «И», являющийся контуром управления тиристора, соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора 5 и с «плюсом» источника постоянного тока через цепочку 9, а другой вход, являющийся контуром управления транзистора, — с датчиком 4.

Стабилизация скорости электродвигателя осуществляется элементом «И» путем сопоставления по фазе сигналов, поступающих от дискриминатора 5 и датчика 4. Элемент «И» сопоставляет сигнал, открывающий тиристов с сигналом, запирающим транзистор 8.

Если сигналы на вход тиристора и вход транУСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

263719

3 зистора поступают одновременно (синфазно), т. е. сдвиг фаз между ними равен нулю, то тиристор остается закрытым и, следовательно, ток в обмотке электродвигателя равен нулю. Если же сигналы не совпадают по фазе, например открывающий сигнал несколько отстает по фазе, то происходит включение тиристора, что обеспечивает протекание тока через обмотку.

Ток через обмотку течет в виде пачек импульсов. Каждая пачка состоит из импульсов, отделенных один от другого паузой, равной по длительности закрытому состоянию транзистора. В процессе регулирования при изменении питающего напряжения или нагрузки на валу электродвигателя относительная длительность пачек импульса изменяется таким образом, чтобы, поддерживать среднее значение скорости вращения постоянным. Соотношение длительностей сопоставляемых импульсов обеспечивается наличием формирующей цепочки конденсатор — диод на входе транзистора 8.

Устройство предусматривает возможность грубой и точной стабилизации скорости.

Грубая стабилизация имеет место при отключенном источнике б задающей частоты, При этом дискриминатор работает в режиме частотного дискриминатора, сопоставляя частоту импульсов датчика 4 скорости с собственной резонансной частотой контура L С.

Сигнал, поступающий с датчика скорости на вход дискриминатора, преобразуется в однополярный пульсирующий сигнал, фаза (и величина) которого определяется отклонением частоты импульсов датчика 4 от резонансной частоты дискриминатора.

Таким образом, при отключенном источнике б значение стабилизируемой угловой частоты двигателя задается резонансной частотой дискриминатора. Возможная ошибка,по скорости в этом режиме определяется в основном чувствительностью дискриминатора.

Точная стабилизация имеет место при подключенном источнике б. Дискриминатор в этом режиме работает как фазовый, пульсирующий сигнал на его выходе изменяется по

45 фазе (и величине) в зависимости от сдвига фаз между импульсами источника б и датчика 4. Точность стабилизации скорости определяется стабильностью частоты источника.

Зона точной стабилизации должна находиться внутри зоны грубой стабилизации.

Пуск двигателя осуществляется подключением цепи обмотки 1 якоря к источнику постоянного тока 2. При этом через конденсатор цепочки 9 на вход тиристора 7 подается открывающий сигнал, Постоянная времени цепочки 9 выбирается несколько большей времени достижения угловой частотой двигателя значения частоты источника б.

Ввиду того, что сигнал через конденсатор цепочки 9 может действовать несколько большее время чем время, необходимое для достижения заданной скорости, в конце разгона может произойти значительное превышение скорости над заданной, в результате чего на выходе дискриминатора появится ложный открывающий сигнал. При .помощи емкости, установленной на выходе дискриминатора, ложный сигнал в зоне перерегулирования устраняется. Так как эта емкость несколько снижает основной сигнал, сигнал от дискриминатора, величина ее должна быть сравнительно небольшой, но достаточной для устранения ложного сигнала.

Предмет из о бр етения

Устройство для стабилизации скорости двигателя постоянного тока, содержащее источник задающей частоты, импульсный датчик скорости и элемент, выполняющий операцию

«И», один из входов которого подключен к источнику задающей частоты, другой вход— к импульсному датчику скорости, а выход включен в цепь обмотки двигателя, подключенную к источнику постоянного тока, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения надежности стабилизации, вход элемента «И» соединен с источником задающей частоты через частотно-фазовый дискриминатор, в котором ко входу контроля частоты подключен импульсный датчик скорости, а ко входу контроля фазы — источник задающей частоты.

263719 и .1

Фиг. 2

Составитель Р. Давыдов

Редактор А. Ю. Пейсоченко Техред А. А. Камышникова Корректор Н. С. Сударенкова

Заказ 1398/8 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4,.5

Типография, пр, Сапунова, 2