Способ стабилизации частоты вращения однофазного коллекторного электродвигателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11397216

Союз Советских

Социалистических

Республик (61)Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено.28. 01. 81 (21) 3240934/24-07 (и)и.кл.

Н 02 Р 5/12 с присоединением заявки ¹â€”

Государственныйкомитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано15. 02. 83,Бюллетень М9 6

I (Щ УДК621. 3Ы..718.5 62-83 (088.8) Дата опубликования описания 15.02.83

С

° ° ° ° .. Томский ордена. Октябрьской Революции и Ордена Трудового

Красного Знамени политехнический инс:уит5 т"iw.,Ñ.ß.Êèðoâà (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

ОДНОФАЗНОГО КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электрифицированном инструменте, бытовых электроприборах приборах специального назначения.

Известен способ автоматической стабилизации скорости электродвигателя .постоянного тока, который заключается в том, что регулирование происходит по отклонению частоты коллекторных пульсаций, подаваемых на вход частотного дискримйнатора, что приводит к изменению управляющего сигнала на базе. выходного транзистора, включейного в цепь якоря в качестве дополнительного регулируемого сопротивления (1) .

Недостатками такого способа регулирования являются большие потери мощности в выходном транзисторе и неприемлемость данного способа для, двигателя последовательного возбуждения в режиме прерывистых токов.

Наиболее близким к изобретению является способ стабилизации скорос= ти коллекторного двигателя, согласно которому измеряю= ток двигателя, формируют напряжение обратной связи, пропорциональное току, суммируют напряжение обратной связи с заданным напряжением, полученный результат сравнивают с опорным напряжением и в момент равенства суммарного и опор-. ного напряжений подают питание на двигатель (2 .

Известное устройство не реагирует на ряд возмущений (например, отклонения напряжения.источника питания или температуры нагрева обмоток двигателя), так как не контролирует выходной координаты — частоты вращения электродвигателя, и обладает малым запасом устойчивости, что существенно ограничивает точность стабилизации частоты вращения и диапазон регулирования.

Цель изобретения — повьхаение точности стабилизации частоты вращения и расширение диапазона регулирования. указанная цель. достигается тем, что измеряют время спадания ЭДС самоиндукции электродвигателя до нуля, формИруют постояцное напряжение и интегрируют его на интервале времени спадания ЭДС самоиндукции и результат используют. в качестве напряжения обратной связи.

На чертеже приведена схема устройства, в котором реализован способ.

Устройство содержит электродвигатель 1 постоянного тока последова

997216

Формула изобретения

Способ стабилизации частоты вращения однофазного коллекторного электродвигателя, при котором формируют напряжение обратной связи, суммируют напряжение обратной связи с. заданным напряжением, полученный результат сравнива т с опорным напряжением и в момент равенства суммарного и опорного напряжений подают питание на двигатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, измеряют время спадания

ЭДС самоиндукции до нуля, формируют постоянное напряжение и интегрируют его на интервале времени спадания

ЭДС самоиндукции и результат используют в качестве напряжения обратной

65 связи. тельного возбуждения, включенный в диагональ полууправляемого вентилвного моста (усилителя мощности) 2 и зашунтированный обратным диодом 3 и разрядным резистором 4, общая точка которых подключена к входу промежуточного усилителя 5, состоящего из операционного усилителя б и транзистора 7, причем выход промежуточного усилителя 5 является входом интегратора 8, состоящего из транзистора 9 и конденсатора 19, который подключен к входу коммутирующего устройства 11, выполняющего функции блока управления усилителем 2 мощности, включающий конденсатор 12, на котором формируется заданное напряжение, транзистор

13, напряжение отпирания которого является опорным напряжением.

Способ реализуется в устройстве следующим образом.

В момент времени, когда заперты тиристоры усилителя 2 мощности электродвигатель 1 можно рассматривать отключенным от сети и, если при этом его цепь замкнута на разрядный резистор 4, для образованного контура: электродвигатель 1 — диод — резистор 4 можно записать уравнение

1. . + е® Ия " оь) 0=0, (1 )

ЖЫ) е(+,)=кф са ih), где e(t) - ЭДС якоря электродвигателя, С вЂ” конструктивная постоянная электродвигателя;

К вЂ” коэффициент пропорциональности между током i(t) якоря и магнитным потоком;

R R - сопротивления обмоток яко-. д ов ря и возбуждения;

Я. — частота вращения вала электродвигателя; индуктивность цепи электродвигателя.

С большой точностью можно принять

Lconst) TIocKoJIBKy row (с) якоря вызван действием ЭДС самоиндукции и составляет около 10-15% от 3н . По той же причине и К = const.

Время to, при котором ток, определяемый уравнением (1), обращается в нуль, а следовательно, обращается в нуль и ЭДС самоиндукции, с большой степенью точности пропорционально току нагрузки и обратно пропорциональ но частоте вращения двигателя. Интервал времени от.76 go% + (et соо ветствует ширине импульса напряжения на резисторе 4, который усиливается промежуточным усилителем 5 и поступает на вход интегратора 8, определяя время интегрирования постоянного напряжения на нем. Выходное напряже-, ние интегратора 8 используют в качестве обратной связи и суммируют с заданным напряжением, сформированным на конденсаторе 12 коммутирующего устройства 11. Это суммарное напряжение сравнивается с опорным напряжением, равным напряжению отпирания транзистора 13 коммутирующего устройства 11, и в момент равенства подается напряжение питания на электродвигатель 1.

В соответствии с этим, если воз1р растает нагрузка на валу двигателя и снижается его частота вращения, увеличивается время спадания ЭДС самоиндукции до нуля, что, в свою очередь, вызывает увеличение ширины импульса

15 напряжения в цепи обратной связи, в результате чего на конденсаторе 10возрастает "пьедестал", прикладываемый к входу коммутирующего устройства 11, последний, вследствие этого, 2р обеспечивает более раннее отпирание тиристоров усилителя 2 мощности, чем стабилизируется частота вращения электродвигателя 1.

Согласно этому способу время спадания ЭДС самоиндукции до нуля зави,сит от тока электродвигателя (прямо прОпорционально) и от ЭДС вращения, т.е. от частоты вращения (обратно

Зр пропорционально, так как ЭДС вращения можно представить эквивалентным сопротивлением), что позволяет контролировать выходную координату, т.е. частоту вращения.

Данный способ за счет контроля частоты вращения, а не только тока двигателя, учитывает больше число возмущений, в том числе нагрев обмоток двигателя, изменение напряжения сети и т.д. Благодаря этому увеличивается точность стабилизации.и расширяется диапазон регулирования частоты вращения.

997216

Составитель A.Ãîëîâ÷åíêo

Техред М.Костик Корректор С.Шекмар

Редактор Л.Алексеенко

Заказ 956/76

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источникй информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Современные линейные интегральные микросхемы и их применение . г

Под ред. М.В.Гальперина. N., "Энергия", 1980, с.154.

2. Авторское свидетельство СССР

М 545056, кл. Н 02 Р 5/12, 1977.