CS225976B1 - Zapojení pro regulaci otáček stejnosměrného motoru - Google Patents

Description

Vynález ee týká zapojení pro regulaci otáček stejnosměrného motoru pro pohon zařízení, například pro stomatologii, kovorytectví a podobně, které vyžadují konstantní otáčky v širokém rozsahu změn zatěžovacího momentu.

Regulace otáček stejnosměrných motorů se provádí změnou napájecího napětí motoru. Vlivem mechanického zatížení motoru na vnitřním odporu kotvy vzniká úbytek napětí, který zapříčiní pokles nastavených otáček, jedním z možných způsobů, jak js možno pokles otáček se zatížením motoru eaíwttt, je použití zapojení stabilizovaného zdroje se slabou kladnou proudovou zpětnou vazbou, která při zatížení motorů zvětšuje výstupní napětí, a tím částečně kompenzuje rostoucí úbytek napětí na kotvě motoru. Informace o zatížení motoru se snímá z odporu, který je zapojen » sérii s regulovaným motorem. Průchodem zatěžovacího proudu vzniká na něm úbytek napětí, kterým se řídí nelineární prvek, například tranzistor. Protože každý stejnosměrný motor má jiný Vnitřní odpor kotvy, musí se kladná proudová zpětná vazba nastavovat pro každý motor zvlášť. Tato regulaoe umožňuje jen částečné omezení poklesu otáček motoru se zatížením. Konstantní otáčky jsou udržované jenom v úzkém rozsahu zatěžovacího momentu. Regulovaný soustava se pak vyznačuje nestabilitou. Další zapojení využívá vlastnosti vyváženého mostu, který je tvořen kotvou motoru, porovnávacím odporem a dalšími odpory se zdrojem napětí. Když je most odporově vyvážený a platí podmínka stejné velikosti pomocného napětí a indukovaného elektromotorického napětí, změna velikosti napájecího napětí neporuší vyvážení mostu· Na vstupníoh svorkách zesilovače ee potom objeví jen rozdílová napětí indukovaného elektromotorického napětí a pomocného napětí* Se zvětšujíoím se zatížením motoru nepatrně poklesnou otáčky* tím se sníží velikost indukovaného elektromotorického napětí* Toto malé rozvážení mostu se zesílí zesilovačem* který zvětší proud výkonovým tranzistorem* což má za následek zvýšení počtu otáček. Po odlehčení motoru proběhne opačný děj. Jednotlivé otáčky se volí přepínáním velikosti pomocného napětí, tj. přepínání odporového děliče napětí, který má výstupní odpor konstantní. Zvětšováním nebo zmenšováním odporu v mostě je možné měnit sklon zatěžovacích charakteristik až do okamžiku* kdy je soustava přeregulovaná a rozkmitá se.

Nedostatky ve shora uvedených zapojeních regulací otáček stejnosměrného motoru řeší zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na vstup referenčního napětí je připojen jedním svým koncem jednak odpor a jednak první proměnný odpor, který má jezdec připojen k neinvertujícímu vstupu zesilovače regulační odchylky a druhý svůj koneo zapojen na záporný napájecí přívod zesilovače regulační odchylky a jezdec druhého proměnného odporu, ke kterému je paraleleně připojen snímací odpor, jejiohž první společný uzel je připojen ke druhému výstupu zapojení a druhý společný uzel je připojen k jednomu konci druhého odporu děliče napětí a na druhý vstup zapojení. K prvnímu vstupu zapojení je připojen kladný napájecí přívod zesilovače regulační odchylky, jehož invertující vstup je připojen spolu s druhým koncem odporu do uzlu, ke kterému jsou dále připojeny svými prvními konci první i druhý odpor děliše napětí a druhý koneo prvního odporu je déle spojen s prvním výstupem zapojení, přičemž zesilovač regulační odchylky má svůj výstup s výhodou připojen k prvnímu výstupu zapojení. Mezi výstup zesilovače regulační odchylky a první vstup zapojení i první výstup zapojení je zapojen regulační člen s výhodou tvořený tranzistorem, který má kolektor připojen na první vstup zapojení, emitor zapojen na první výstup zapojení a bázi spojenou e výstupem zesilovače regulační odchylky. Výhoda zapojení regulace otáček stejnosměrného motoru podle vynálezu spočívá v tom, že otáčky stejnosměrného motoru je mošno regulovat od nuly a udržovat je na nastavené hodnotě v širokém rozsahu. Dále je možné měnit sklon zatěžovacích charakteristik regulovaného motoru. Celá regulovaná soustava je stabilní. Regulace napájecího napětí stejnosměrného motoruje lineární a lineární je i nárůst napájecího napětí motoru, který kompenzuje úbytek napětí na vnitřním odporu kotvy motoru vlivem zatížení. Další výhodou je, že regulace se nemusí nastavovat při výměně motoru.

Jednotlivé příklady zapojení regulace otáček stejnosměrného motoru jsou znázorněny na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je zapojení se zapojeným regulačním členem obecně, na obr. 2 je zapojení s regulačním tranzistorem a na obr. 3 je zapojení bez regulačního členu.

Zapojení pro regulaci otáček stejnosměrného motoru podle obr. 1 tvoří zdroj 1 stejnosměrného napětí, vnější nebo vnitřní kladný zdroj referenčního napětí připojený na vstup 11 referenčního napětí, ke kterému je jedním svým koncem připojen odpor £ a první proměnný odpor 2» jehož jezdec je připojenk neinvertujícímu vstupu 2 regulační odchylky a druhý konec odporu je zapojen na záporný napájeoí přívod 17 zesilovače 2 regulační odchylky a jezdeo druhého proměnného odporu 2» ^ke kterému je paralelně připojen snímací odpor 15. jejichž první společný uzel je připojen k jednomu konci druhého odporu 8 děliče napětí a na druhý vstup i2 zapojení. K prvnímu vstupu 10 zapojení je připojen kladný napájecí přívod 18 zesilovače £ regulační odchylky, jehož invertujíoí vstup je připojen spolu s druhým koncem odporu £ do uzlu 16. ke kterému jsou dále připojeny svými prvními konei první i druhý odpor 2 a£ děliíe napití a druhý koneo prvního odporu 2 j® dále spojen s prvním výstupem 13 zapojení. Přitom mezi výstup zesilovače £ regulační odchylky a první vstup 10 zapojení i první výstup zapoj tmí 13 je zapojen regulační člen £, například tranzistor 6' podle obr. 2, který má kolektor připojen na první vstup 10 zapojení, emitor zapojen na první výstup 13 zapojení a bázi spojenou s výstupem zesilovače £ regulační odchylky, přičemž tento zesilovač může mít svůj výstup s výhodou připojen rovnou na první výstup 13 zapojení.

Zapojení pro regulaci otáček stejnosměrného motoru podle obr. 3 tvoří zdroj 1, vnější nebo vnitřní zdroj referenčního napětí, který je připojen na vstup 11 referenčního napětí, ke kterému je jednám svým konoem připojen odpor £ a první proměnný odpor £, jehož běžec je připojen k neinvertujíoírau vstupu zesilovače £ regulační odchylky a druhý konec pdporu je zapojen na záporný napájecí přívod 17 zesilovače £ regilační odchylky a běžec druhého proměnného odporu £, ke kterému je paralelně připojen snímací odpor 15. jejichž první společný uzel je připojen k jednomu konci druhého odporu £ děliče napětí a na druhý vstup 12 zapojení, přičemž jejich druhý společný uzel je připojen na druhý výstup 14 zapojení. K prvnímu vstupu 10 zapojení je připojen kladný napájecí přívod 18 zesilovače £ regulační odchylky, jehož invertujíoí vstup je připojen spolu s druhým konoem odporu £ do uzlu 16. ke kterému jsou dále připojeny svými prvními konci první a druhý odpor 2 ^a S děliče napětí. Druhý koneo prvního odporu 2 J® ůále spojen s prvním výstupem 13 zapojení a výstupem zesilovače £ regulační odchylky.

Po připojení zdroje 1 stejnosměrného napětí k prvnímu vstupu 10 zahojení a referenčního napětí na vstup 11 se prvním proměnným odporem £ nastaví určitá velikost napětí na neinvertujíoím vstupu zesilovače £ regulační odchylky. Jeho výstupem se řídí regulační člen £

- tranzistor £', pomocí kterého se nastaví výstupní napětí připojené na regulovaný stejnosměrný motor 2 a tím i jeho otáčky. Zatížením motoru 2 roste proud tekoucí odporem £, a tím i vzroste úbytek napětí na snímacím odporu 15. 5ást tohoto napětí se přes první proměnný' odpor £ přivede na neinvertujíoí vstup zesilovače £ regulační odchylky, který způsobí, že regulačním členem £ se zmenší úbytek napětí, tedy výstupní napětí se zvětší a hradí tak úbytek napětí, který vznikl na vnitřním odporu kotvy stejnosměrného motoru £. Otáčky zůstanou nezměněny. Toto je přídavek napětí od zatěžovaoího proudu. Další přídavek napětí je od úbytku napětí, který se přenese přes odporový dělič tvořený odpory 2» £ ^a záperoý napájesi přívod 17 zesilovače £ regulační odchylky na invertující vstup zesilovače £ regulační odchylky,. čímž se zase zmenší úbytek napětí na regulačním členu £, a tím zvětší napájecí napětí na prvním výstupu 13 zapojení, kterým se napájí stejnosměrný motor 2. Velikost nárůstu napájeoího napětí v závislosti na zatížení se dá nastavovat druhým proměnným odporem £. Jím je možní měnit sklon zatěžovacím charakteristik regulačního motoru £. Regulace napětí prvním proměnným odporem je lineární a výstupní napětí, kterým se napájí regulovaný odpor, je možno lineárně měnit od nuly do jmenovitého napájecího napětí motoru 2. Po připojení zdroje 1 stejnosměrného napětí k prvnímu vstupu 10 zapojení a referenčního napětí na vstup 11 se prvním proměnným odporem J nastaví určitá velikost napětí na neinvertujíoím vstupu zesilovače 2 regulační odchylky. Jeho výstupem se nastaví výstupní napětí připojené na regulovaný stejnosměrný motor, a tím i jeho otáčky. Zatížením motoru 2 roste proud tekleuoí motorem 2, a tím vzroste úbytek napětí na snímacím odporu 15. Část tohoto napětí se přes první proměnný odpor 2 Přivede na neinvertující vstup zesilovače 2 regulační odchylky, který zvětší výstupní napětí a nahradí tak úbytek napětí, který vznikl na vnitřním odporu kotvy motoru £. Otáčky zůstanou nezměněny, Totú je přídavek napětí od zatěžovaeího proudu. Další přídavek napětí je od úbytku napětí, který se přenese přes odporový dělič tvořený odpory 2 a £ a záporný napájeoí přívod 17 zesilovače 2 regulační odohylky na invertující vstup zesilovače 2 regulační odchylky, čímž se zase zvětší napájeoí napětí na prvním výstupu 13 zapojení, kterým se napájí stejnosměrný motor 2. Velikost vzrůstu napájecího napětí v závislosti na zatížení se dá ' nastavit druhým proměnným odporem 2» kterým je možno měnit sklon zatěžovaoíoh charakteristik regulačního motoru 2. Regulaoe napětí prvním proměnným odporem 2 3® lineární a výstupní napětí, kterým se napájí regulovaný motor, je možno lineárně měnit od nuly do určitého napájecího napětí motoru 2. Zapojení pro regulaci otáček stejnosměrného motoru podle vynálezů je možno použít pro regulaci otáček stejnosměrného motoru používaného v stomatologických zařízeních nebo k regulaci otáček stejnosměrného motoru používaného v zařízeních, které vyžadují konstantní otáčky v širokém rozsahu změn zafěžovaoího momentu.

Claims (2)

1. Zapojení pro regulaci otáček stejnosměrného motoru vyznačujíoí se tím, že na vstup (11) refernčního napětí je připojen jedním svým koncem odpor (4) a jednak první proměnný odpor (3), který má jezdec připojen k neinvertujícímu vstupu zesilovače (5) regulační odchylky a druhý svůj konec zapojen na záporný napájeoí přívod (17) zesilovače (5) regulační odchylky a na jezdec druhého proměnného odporu (9), ks kterému je paralelně přil pojen snímací odpor (15), jejichž první společný uzel je připojen ke druhému výstupu (14) zapojení a jejichž druhý společný uzel je připojen k jednomu konci druhého odporu (8) děliče napětí a současně na druhý vstup (12) zapojení, kde k prvnímu vstupu (10) zapojení je připojen kladný napájecí přívod (18) zesilovače (5) regulační odohylky, jehož invertující vstup je připojen spolu s druhým konoem odporu (4) do uzlu (16), ke kterému jsou dále připojeny svými prvními konci první i druhý odpor (7, 8) děliče napětí a druhý konec prvního odporu (7) je dále spojen s prvním výstupem (13) zapojení, přičemž zesilovač (5) regulační odchylky má svůj výstup připojen k prvnímu výstupu (13) zapojení.

2. Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že mezi výstup zesilovače (5) regulační odchylky, první vstup (10) zapojení a první výstup (13) zapojení je zapojen regulační člen (6), např. tvořený tranzistorem (&*), který má kolektor připojen na první vstup (10) zapojení, emitor zapojen na prvni výstup (13) zapojení a bázi spojenou s výstupem zesilovače (5) regulační odohylky.