Устройство для стабилизации скорости микроэлектродвигателя

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

И Е (li) 738078 (6() Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.0471 (21) 1652356/24-07 (51) М

2 с присоединением заявки ¹

Н 02 Р 5/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет г

Опубликовано 300580 Б оллетеиь )4о 20 . ($3) УДК 621.316, . 718. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 300580 (72) Авторы изобретения

А,В.HåTóøèë, N.Á,ËåéòMàí и Б.П.Рязанов

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института т (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ

МИКРОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для стабилизации скорости микроэлектродвигателя постоянного тока и может быть использовано для преобразования напряжения постоянного тока в угловую скорость вращения вала.

Известны устройства для стабилизации скорости, содержащие в качестве измерительного блока тахомост (1) и (2).Однако расстройка тахомоста является причиной неустойчивости работы таких устройств, Наиболее близко к предлагаемому устройство (3), содержащее в качестве измерительного блока тахомост с якорем электродвигателя, включенным в одно плечо тахомоста, и резисторами в других плечах и подключенный к тахомосту сравнивающий блок.

Такое устройство также неустойчиво при расбалансировке моста, Цель изобретения — повышение устойчивости работы устройства путем введения в него корректирующего элемен та.

Цель достигается тем, что параллельно резистору тахомоста, подсоединенному одним концом к якорю

Электродвигателя, а другим - к измерительной диагонали тахомоста, включен корректирующий конденсатор, величина емкости которого выбрана из условия

) АТВ, Rg где С вЂ” емкость конденсатора;

A =1 - — т.- — а- — исаффиииеит расстрсйй Ro и, R ки" моста;

Т вЂ” электромеханическая постоянфА ная времени электродвигателя;

% к, R - сопротивления резисторов, o s> 2 включенных в плечи моста, причем R>- сопротиВление ре15 зистора, параллельно которому подключен конден сатори

Ё, - сопротивление якоря. - -"

На фиг.1 показана функциональная схема; на фиг.2 а,б—

Принципиальные схемы замещения тахоМоста без емкости и с емкостью; на фиг,3 представлена структурная схема устройства для стабилизации скорости микроэл ек тродвигател я постоянного тока.

Устройство (фиг. 1) содержит тахомост с якорем Вй электродвигателя D и резистОрами Во, В, и R z в плечах моста, измерительная диагональ кото30 рого подключена к сравнивающему бло738078

Таким образом, передаточная функция тахомоста беэ корректирующей емкости С имеет вид вь,„1 Р Т„„А

> " pT м

R R = R R (1) величина выходного напряжения Uwxnpoпорциональна мгновенному значению скорости. Однакб практически реализовать условие баланса моста трудно, Щ так как сопротивление якоря зависит от величины протекающего по якорю тока, пропорционального моменту нагрузки, от температуры окружающей среды, от надежности щеточного контакта микроэлектродвигатЕля и тед.

В соответствии со схемой замещения фиг.2,а приращение выходного напряжения тахомоста относительно некоторого базисного выражения опре деляется bio формуле:

30 до вь1„«УчбВ-Ю 2В, (2) где бЧ и се% — приращения потенциаВВ 2в лов между соответствующими точками схемы.

При постоянном по величине моменте нагрузки на валу двигателя изображения сигналов, действующих в схеме, по

Лапласу равны: рт 40 ьФ, =ь0в (7 Т,, (3)

Р м

-ф, =",.а. (4)

sa

45 где — электромеханическая постоянная времени двигател я, определяемая паспортными данными и приведенHHM моментом инерции 5О нагрузки; т =Т + — )- электромеханическая по/, о а и ) стоянная времени двигателя, зависящая от схе-. мы.его включения.

Подставляя выражения (3) и (4) в преобразованное по Лапласу выражение (2), находим (+ РТ Д м

М1

«оэФфициент пеРедам Я+R

2. чи тахомоста я нэ-и э

А. - «оэф@идиент расстроен э ди та«омоста.

Т где ь „= C R — корректирующая постоян55 ная времени.

Практически, так как мост является измерительным блоком, величина (А) (0,05.

Следовательно, для малоинерционщ ных двигаТелей (ТА 1 с) подобная коррекция легко осуществима. Для этого требуется, чтобы где щ щи(ффдендеэиэа « фтт атт а -:. - . t -и p. ку СБ, соединенному через усилитель

У с входной диагональю моста. Параллельно резистору R подключен коррек2 тирующий конденсатор С.

Устройство работает следующим образом.

На входы сравнивающего блока СБ поступают сигналы U и Пвык.Сигнал о

U определяет установленное значение угловой скорости QU вращения вала двигателя D. Ошибка регулирования d U усиливается усилит@тем У и в виде напряжения U поступает ,на тахомост.

В случае выполнения условия баланса моста

На фиг. 3 звено с коэффициентом передачи К соответствует усилителю. Тахомост, содержащий двигатель, представлен двумя звеньями с передаточными функциями вида

wa(p) =

К = — — коэффициент про2 Р порциональности между ЭДС якоря и скоростью враще-; ния якоря ьи

Поскольку тахомост находится в цепи обратной связи устройства. то наиболее опасным режимом расстройки его с точки зрения нарушения условия устойчивости устройства является расстройка, соответствующая A с. О.

В этом случае тахомост является устойчивым неминимальнофазовым звеном первого порядка. При достаточно большой величине К,(передаточная функция замкнутой системы имеет вид

Ъ (р7= — =— 1, 1ч««T- ì(Р7 К,„<-Рта А и система в целом из-за расстройки тахомоста оказывается неустойчивой.

Устранение неминимально-фазности тахомоста, являющейся причиной неустойчивости системы, может быть произведено с помощью введения корректирующей емкости С (фиг.2,6) .

В этом случае передаточная функция скорректированного тахомоста принимает вид

40 выл р T ê Ð(ñê+äò 7+1 х мк АО „ О+рт 7(l pK „.7

T Ск АТ или С >

АТдл

К 2 м

738078

С можно выбирать тем меньше, чем меньше возможные значения А, которых можно добиться мерами по термостабилнзации тахомоста.

В случае применения корректирующей емкости С устройство устойчиво работает при любых значениях коэффициента К

Формула изобретения

Устройство для стабилизации скорости микроэлектродвигателя постоянного тока с возбуждением от постоянного .магнита, содержащее в качестве измерительного блока тахомост с якорем электродвигателя, включенным в 15 одно плечо моста, и резисторами в других плечах и подключенный к тахомосту сравнивающий блок, о т л и ч а— ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы, параллель- Я но резистору моста, подсоединенному одним концом к якорю электродвигателя, а другим — к измерительной диагонали моста, включен корректирующий конденсатор, величина емкости которого выбрана из условия

Вд

1 где . ф - емкость конденсатора;

Я1- — - коэффициент расстройки

° R мост а;

В R

Т вЂ” электромеханическая постоянная времени эл ект родвиг ател я; О,1, — сопротивления резисторов, включенных в плечи моста, причем RZ — сопротивление резистора, параллельйо которому включен конденсатор;

R я — сопротивление якоря.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 91530223 кл. 02 Р, опублик. 1968..

2. Патент США 93358204,кл.318-331, опублик. 1967.

3. .Патент CDIA 93412305 кл,318-331, опублик, 1968.

738078

Составитель И.Горелова

Техред М.Кузьма Корректор Г.Решетник

Редактор И.Грузова

Заказ 2825/34 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4