Устройство для стабилизации скорости двигателя постоянного токавсесоюзнаявраще1}*^?нтно-тех1ш4ескбиблиотека

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

32756О

Союз Советскил

Социалиотичеоилл

Ревлублин

Зависимое от авт. свидетельства %в

М. Кл. Н 02р 5/12

Заявлено 06.IV,1970 (№ 1426909 24-7) с присоединением заявки М—

Приоритет

Опубликовано 26.1.1972. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 20.111.1972

Комитет ао делам иао0ретениЯ и открытиЯ ори Совете Миниотоое

СССР

УДК 621.316.718.5 (088,8) Авторы изобретения Ф. Ф. Галтеев, М. Ю. Васильев, В. С. Колесников, И. В. Булин-Соколов и Г. М. Веденеев

Московский ордена Ленина энергетический институт

Заявитель

6 ЕСОК331-1АЯ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ВРАщЕ цлвБ-1I;., Т-г1т1тт щ

ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА - „-рд ;1 =1- А

Изобретение может быть использовано в различных системах автоматического регулирования и управления, в частности в системах с ограниченной мощностью источника постоянного тока, Известны устройства для стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока, выполненные в виде включенного последовательно в цепь якоря двигателя выпрямителясумматора напряжения источника питания и сигналов первого генератора и второго генератора, управляемого тахогенератором переменного тока. Однако в таких устройства, устойчивая работа в зоне синхронной скорости двигателя возможна только в весьма узком диапазоне изменения фазового сдвига выходных напряжений генераторов.

С целью расширения диапазона регулирования, уменьшения времени переходного процесса и времени разгона двигателя предлагаемое устройство снабжено перекрестными цепями синхронизации с двумя ключами, а также фазочувствительными элементами, управляющими ключами таким образом, что при нулевом сдвиге фаз генераторов ведущим является первый генератор, а при сдвиге фаз в 180 — второй генератор.

На фиг. 1 дана блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема одного из возможны.; вариантов выполнения устройства.

Основной канал скорости устройства для стабилизации вращения двигателя 1 постоян5 ного тока (см. фнг. 1) состоит из тахогенератора 2 переменного тока, расположенного нз валу двигателя, и двух генераторов 8 и 4.

Частота генератора 8 должна быть стабильной и равной частоте генератора 4 прн но1п минальной скорости вращения двигателя, а частота генератора 4 пропорциональна частоте тахогенератора. Выходные напряжения генераторов 8 и 4 выпрямляются и суммируются с нагряженнем источника 5 постоянного

$5 тока в выпрямителе-сумматоре 6, нагрузкой которого является якорь двигателя. Синхронизация генераторов 8 и 4 осуществляется через ключи 7 и 8, управляемые соответственно от фазочувствительных элементов 9 и 10.

2р Генераторы (см. фиг. 2) выполнены в виде мультивибраторов с положительной обратной связью на транзисторах 11 — 14, выходное напряжение которых с обмоток 15 и 16 трансформаторов 17 и 18 подводится к выпрямителю-сумматору 6, где оно выпрямляется и суммируется с напряжением источника 5 постоянного тока. Генераторы н двигатель питаются от одного источника 5. Стабилизация частоты мультнвнбратора 8 на уровнс, равчО ном частоте тахогснератора прп номинальной

327560 скорости вращения двигателя, осуществляется резонансным 1.С вЂ” контуром 19. Частота генератора 8 может быть стабилизирована и другими известными способами: стабилизацией напряжения питания, стабплитропамп в цепи базовой коммутации, промежуточным подмагпичивающпм трансформатором и т. д.

В случае использования внешнего источника ст абильной частоты схема дополняется устройством, обеспечивающим отключение внешнего источника при достижении сдвига фаз мультивибр аторов в l 80 . Перекрестная синхронизация генераторов 3 и 4 осуществляется через ключи 7 и 8, включенные между средними точками обмоток 20, 21 и 22, 23 трансформаторов 17 и 18 и общей точкой транзисторов 11, 12 и 18, 14 соответственно. Другие выводы этих обмоток включены через диоды

24, 25 и 26, 27 па базы транзисторов 11, 12 и

18, 14. Запирание ключа 7 производится от фазочувствительного элемента 9, выполненного в виде встречно включенных обмоток 28 и

29 трансформаторов 17 и 18 и выпрямителя

80, а запирание ключа 8 — от фазочувствительного элемента 10, выполненного в виде согласно включенных обмоток 81 и 82 и выпрямителя 88. Одновременно на базы ключей 7 и 8 подается отрицательное смещение через сопротивления 84 и 85 соответственно.

Управление мультивибратором 4 от тахогенератора 2 осуществляется подачей импульсов на базы транзисторов 18 и 14 через диоды 86 и 37 и импульсный трансформатор 88.

В момент пуска двигателя (включения напряжения питания) выходные напряжения мультивибраторов 8 и 4 находятся в фазе, сигнал на выходе фазочувствительного элемента 9 равен нулю, а на выходе фазочувствительного элемента 10 максимален. Поэтому ключ 8 заперт положительным напряжением на его базе, и цепь синхронизации разорвана, а ключ 7 открыт отрицательным смещением через сопротивление 84, цепь синхронизации замкнута, Синхронизация мультивибратора 4 от мультивибратора 8 осуществляется в фазе, что достигается соответствующим подключением начала и концов обмоток 20 и 21 к базам транзисторов 13 и 14. чаксимальное суммарное напряжение источника постоянного тока и мультивибраторов 8 и 1 обеспечивает форсированный запуск двигателя;

При достижении синхронной скорости вращения двигателя тахогенератор начинает изменять сдвиг фаз выходных напряжений мультивибраторов до установившегося значения, зависящего от величины момента нагрузки двигателя и напряжения источника постоянного тока. Величину фазового сдвига определяют интегральным соотношением вида

1 р = 2" $(f, — (,) сУ, о где fp — частота мультивиоратора 8, f > — ч астота мул ьт и ви бр атор а 4.

Указанное соотношение определяет агтатическое регулирование скорости в систем Величина фазового сдвига между выio .;, tìè напряжениями мультивибраторов изменяется в пределах от 0 до л, причем выходное напря>кение мультивибратора 4 опережает по фазе выходное напряжение мультивибратора 8.

В переходном процессе, вызванном, например, сбросом нагрузки или пабросом напря1О»жспия сети, фазовый сдвиг может достигнуть значения р.=л, что приводит к отпиранию ключа 9, так как сигнал на выходе фазочувствителыюго элемента 10 отсутствует (BbIпрямленная сумма выходных напряжений мультивибраторов 3 и 4 с обмоток 81 и 32 при этом равна нулю), и запиранию ключа 7. так как сигнал па выходе фазочувствительного элемента 9 максимален (выпрямленная разность с обмоток 28 и 29 максимальна). Отри пирание ключа 8 обеспечивает синхронизацию мультивибратора 3 от мультивибратора 4 в противофазе за счет соответству ющего подключения начала и концов обмоток 22 и 23 к базам транзисторов 11 и 12. Противофазное состояние мультивибраторов обуславливаег нулевое добавочное напряжение и возвращение скорости двигателя к синхронной.

В переходном процессе, вызванном, например, сбросом напряжения сети или набросом зп нагрузки, фазовый сдвиг может достигнуть значения A=0, что приводит к включению синхронизации мультивибраторов 3 и 4 в фазе, синфазное состояние которых обеспечивает максимальную величину добавочного напряЗ5 жения и возврат к синхронной скорости.

Наличие синхронизаций в фазе и противофазе обеспечивает возможность изменения фазового сдвига во всем диапазоне от 0 до и, что позволяет расширить пределы регулиро4р вапия по моменту нагрузки и напряжению сети. Принудительный возврат скорости двигателя к синхронной обуславливает уменьшение времени переходного процесса в системе.

Предмет изобретения

Устройство для стабилизации скорости вра50 щения двигателя постоянного тока, выполненное в виде включенного последовательно в цепь якоря двигателя выпрямителя-сумматора напряжения источника питания и сигналов первого генератора и второго генератора, 55 управляемого тахогенератором переменного тока, отлача ощееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, уменьшения времени переходного процесса и времени разгона двигателя, оно снабжено перекрестными

60 цепями синхронизации с двумя ключами, а также фазочувствительными элементами, управляющими ключами таким образом, что при нулевом сдвиге фаз генераторов ведущим является первый генератор, а при сдвиге фаз б5 в 180 — второй генератор.

327560

4иг r

Редактор А. Пейсоченко

Заказ 633/18 Изд. № 145 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель P. Давыдов

Текред 3. Тараненко

Корректоры: Е. Исакова и Н. Шевченко