Устройство для регулирования скоростивращения электродвигателя постоянного toka

 

Оа ..» «н(ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социапкстнческнк

Республнк

<щ799093

Ф..

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к аат.свид-ву Р 728203 (22) Заявлено 2009.78 (2!) 2665573/24-07 с присоединвнием заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.0181.Бюллетень N9 3

Дата опубликования описания 30. 01. 81 (51) м. кл.з

Н 02 Р 5/16

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .718.5(088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ã.ÀëüìóõàMåäoâ и Ю.M.Âåéöåíôåëüä (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электро» технике, в частности к -устройствам для регулирования и стабилизации скорости электродвигателя постоянного

Р тока.

По основному авт. св. Р 728203 известно устроиство для регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее выпрямитель, подключенный к обмотке возбуждения,электродвигателя, соединенные последовательно якорь двигателя и тиристор, релаксационный генератор, выполненный на полупроводниковом переключающем элементе с зарядным конденсатором, включенным через регулятор скорости и диод параллельно ти-. ристору, а также формирователь напряжения, выполненный в виде мостовой схемы, подключенной к выпрямителю, и согласующий каскад, вход которого соединен через резисторы с диагональными точками мостовой схемы, а выход с цепью питания релаксационного генератора (1).

Однако несмотря на высокую точность регулирования скорости, это устройство не обеспечивает синхронную скорость вращения двигателя, привязанную к некоторой опорнои частоте, которую 30 необходимо иметь, например, в звуковых кинопроекторах.

Цель изобретения — обеспечение синхронизации скорости вращения электродвигателя с частотой опорного сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены генератор синхронизирующих импульсов, генератор пилообразного напряжения, составленный из последовательно соединенных резистора и разрядного транзистора,. зашунтированного конденсатором, датчик скоростиэлектродвигателя с ключевым элементом на выходе, два согласующих каскада и запоминающий конденсатор, при этом выход генератора синхронизи.рующих импульсов подключен к базе. разрядного транзистора, эмиттер которого соединен с выходом формирователя напряжения, коллектор через упомянутый резистор подключен к одной из диагональных точек формирователя напряжения, общая точка резистора и конденсатора генератора пилообразного напряжения соединена с базой транзистора первого согласующего каскада, эмиттер которого через ключевой элемент связан с базой транзистора

799093 второго согласующего каскада, вход которого зашунтйрован запоминающим конденсатором, а выход через диод связан с релаксационным генератором.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит выпрямитель 1, к выходу которого подключены обмотка

2 возбуждения и формирователь 3 напряжения, диагональные точки которого через резисторы 4 и 5 и согласующий каскад 6 соединены с релаксационным генератором, выполненным на элементах 7-11, с подключенным к нему катодом — диодом 12. Якорь двигателя

13 подключен к выпрямителю 1 через 15 тиристор 14 ° Генератор 15 синхронизирующих импульсов связан входом с источником опорного сигнала (на чертеже не показан), а выходом — с разрядным транзистором 16., подключенным па- gQ раллельно конденсатору 17, который через резистор 18 соединен с одним из выходов. формирователя 3 напряжения.

Первый согласующий каскад,.выполненный в виде эмиттерного повторителя на транзисторе 19 и резисторе 20, через ключевой элемент 21, управляемый датчиком 22 скорости двигателя связан с вторым согласующим каскадом на транзисторе 23 и резисторе 24, с запоминающим конденсатором 25 на входе.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение, подаваемое на якорь двигателя 13, регулируется путем изменения фазы включения тиристора 14 релаксационным генератором на однопереходном транзисторе 14 (ОПТ) 7.

ОПТ заперт до тех пор, пока напряжение на его эмиттере меньше напряже- 4П ния включения, составляющего около

70Ъ от межбазового напряжения. В начале каждого полупериода тиристор

14 заперт, а конденсатор 10 заряжен до напряжения на выходе второго согласующего каскада, которое должно быть меньше напряжения включения ОПТ.

Напряжение на запертом тиристоре, представляющее собой разность между напряжением на выходе выпрямителя 1

; и противо эдс якоря, заряжает конденсатор 10 через потенциометр 11 и диод 9. Момент, когда напряжение на конденсаторе 10 достигнет. напряжения включения ОПТ, определяется величиной противо эдс (скоростью двигателя), положейием движка потенциометра 11 и исходным напряжением на конденсаторе 10.

Включение ОПТ вызывает разряд конденсатора 10 через - .резистор 8. Возни- кающий при этом импульс отпирает тиристор 14. При открытом тиристоре напряжение выпрямителя оказывается приложенным к якорю двигателя. В конце каждого полупериода сетевого напряжения, когда оно спадает до нуля, тиристор снова запирается. .Дополнительное управление, обеспечивающее синхронность скорости вращения двигателя, осуществляется путем воздействия на исходное напряжение конденсатора 10 с помощью схемы, содержащей генератор пилообразного напряжения (элементы 16-18), первый согласующий каскад (элементы 19 и 20), ключевой элемент 21, запоминающий конденсатор 25 и второй согласующий каскад (элементы 23 и 24) .

Генератор пилообразного напряжения образован конденсатором 17, заряжающемся через резистор 18, и разрядным транзистором 16, управляемым генератором 15 синхронизирующих импульсов.

Генератор 15 вырабатывает последовательность коротких импульсов с час— тотой повторения, равной или кратной опорной частоте. В качестве опобного сигнала используется питающая сеть (внутренняя синхронизация), или любой внешний сигнал, в том числе воспроизводимый с носителя информации. При внутренней синхронизации, н простейшем случае, генератор представляет собой модульно-дифференцирующий каскад, содержащий стабилитрон, конденсатор и два резистора.

Пилообразное напряжение накладывается на напряжение, снимаемое со стабилитрона, включенного в одно плечо второй ветви формирователя напряжения, и через первый согласующий каскад и ключевой элемент 21 подается на запоминающий конденсатор 25.

Ключевой элемент 21 управляется датчиком 22, закрепленным на валу двигателя или приводном механизме. (В качестве ключевого элемента может быть использован геркон, а датчика миниатюрный постоянный магнит) . В момент кратковременного замыкания ключевого. элемента 21 конденсатор 25 перезаряжается до соответствующего мгновенного значения пилообразного напряжения и запоминает его до следующего замыкания. Запомненное напряжение тем выше, чем больше с..двиг по времени между началом пилы (импульс генератора 15) и замыканием ключевогс элемента 21 (импульс датчика 22) .

В установившемся синхронном режиме частоты импульсов генератора 15 и датчика 22 равны, а сдвиг между ними, напряжение на конденсаторе 25 и исходное напряжение.на конденсаторе 10 постоянны. Если нагрузка на привод по какой-либо причине возрастает, скорость двигателя уменьшается, импульсы датчика 22 отстают от импульсов генератора 15. Это тотчас: приводит к возрастанию исходного напряжения на конденсаторе 10 и, как следствие, к более раннему отпиранию тиристора, т. е. к увеличению тока

799093

20

Формула изобретения ал сц

ВНИИПИ Заказ 10087/81 Тираж 741 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 якоря, что скомпенсирует рост нагрузки. При падении нагрузки на валу двигателя эта схема вызывает понижение тока якоря. В результате скорость двигателя остается синхронной, изменяется несколько лишь сдвиг между импульсами генератора 15 и датчика 22.

Стабилизированное положительное смещение пилообразного напряжения служит для компенсации влияния на скорость двигателя изменений напряжения питающей сети. При падении напряжения сети соответственно уменьшается и межбазовое напряжение ОПТ, а исходное напряжение на конденсаторе 10 остается постоянным, что приводит к более раннему запуску тиристора, компенсирующему падение напряжения. И наоборот, при возрастании напряжения сети тиристор отпирается позже.

Данное устройство позволяет обеспечить скорость вращения двигателя, синхронную с частотой напряжения сети или частотой внешнего опорного сигнала при существенных колебаниях нагрузки на валу двигателя и напряжения питающей сети.

Устройство для регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока по авт. св. Р 728203 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, r. целью обеспечения синхронизации скорости вращения электродвигателя с частотой опорного сигнала, в него введены генератор синхронизирующих

I импульсов, генератор пилообразного, напряжения, составленный из последовательно,соединенных резистора и разрядного транзистора, зашунтированного конденсатором, датчик скорости электродвигателя с ключевым элементом на выходе, два согласующих каскада и запоминающий конденсатор, при этом выход генератора синхронизирующих импульсов подключен к базе разрядного транзистора, эмиттер которого соединен с выходом формирователя напряжения, коллектор через упомянутый резистор подключен к одной из диагональных точек формирователя напряжения, общая точка резистора и конденсатора генератора пилообразного напряжения соединена с базой транзистора первого согласующего каскада, эмиттер которого через ключевой элемент связан с базой . транзистора второго согласующего каскада, вход которого зашунтирован запоминающим конденсатором, а выход через диод связан с релаксационным генератором.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2508331/24-07, кл. H 02 Р 5/16, 1977.

"4C