CS256851B1 - Způsob řízení otáček elektromotorů a zařízení k prováděnítohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Při řízení otáček elektromotorů způsobem podle uvedeného řešení se do vinutí elektromotoru přivádí z nejméně jednoho fázového vodiče omezený počet period střídavého proudu, snižovaný nebo zvyšovaný v závislosti na okamžitých otáčkách elektromotoru. Zařízení obsahuje v nejméně jednom fázovém vodiči spínací prvky pro přerušování dodávky proudu, spínané a rozpojované signály řídicí jednotky, na jejíž vstup napojen snímač otáček elektromotoru.

Description

Vynález se týká elektrického obvodu pro regulaci teploty transkutánní sondy.

Transkutánní sonda, která se umístuje na kůži pacienta, slouží ve spojení s vyhodnocovacím zařízení k neinvazivnímu měření parciálního tlaku krevních plynů. Sonda je tvořena jednak soustavou vlastních měřicích elektrod a jednak elektricky vyhřívanou částí, která je ve styku s pokožkou, jejíž teplota se v místě měření udržuje na konstantní teplotě zpravidla v rozemzí 43 až 45 °C. Ke stabilizaci teploty slouží elektrická regulační smyčka, tvořená vytápěcím prvkem a teplotním čidlem, které jsou tepelně těsně vázány s vyhřívanou částí, a dále zesilovačem a prvkem regulujícím proud vytápěného prvku. U zařízeni vyvinutých v BFÚ ČSAV v Brně je obvod regulace teploty doplněn obvodem proti přehřátí sondy.

Nevýhodou dosavadních zapojení regulačních obvodů teploty je skutečnost, že nejsou schopny rychle uspokojit zvýšený nárok na přísun vytápěcího výkonu, který vzniká při zapnutí transkutánní sondy a při přiložení vyhřáté sondy na nevyhřátou pokožku pacienta. Je to způsobeno omezenou velikostí zesílení v regulační smyčce, dovolenou z hlediska stability, a další omezení vzniká působením obvodu proti přehřátí popisovaným například v čsl. AO 246 187 V důsledku toho je třeba čekat poměrně dlouhou dobu např. 5 až 10 minut, než dojde ke stabilizaci teploty sondy po zapnutí, a přibližně stejnou dobu je třeba čekat po přiložení již vyhřáté sondy na pokožku pacienta.

Tyto nevýhody odstraňuje obvod progresivní regulace teploty transkutánní sondy pro měření parciálního tlaku krevních plynů v zapojení s regulační zpětnovazební smyčkou a s obvodem proti přehřátí sondy, jehož podstatou je, že do větve regulace teploty mezi , zesilovač a regulační prvek je vřazeno paralelní spojení větve ustáleného přenosu a větve zýšeného přenosu, přičemž do obvodu proti přehřátí sondy je mezi výstup komparátoru a vstup omezovaeího prvku zapojen obvod potlačeni ochrany, druhým vstupem spojený s výstupem časovači ho obvodu, který je spojen prvním vstupem s napájecím zdrojem a druhým vstupem s větví zvýšeného přenosu.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde na obr. 1 je uvedeno blokové schéma zapojení a na obr. 2 diagram přenosové charakteristiky.

Zapojení sestává ze zpětnovazební smyčky regulace teploty, obvodu ochrany proti přehřátí sondy a z obvodu indikace poruchy. Obvod regulace teploty je tvořen sériovým spojením napájecího zdroje 10, regulačního prvku 5, proudového čidla 6 a vytápěcího prvku 2 sondy, který je tepelně vázán přes vytápěnou část 1_ sondy s teplotním čidlem 2, spojeným elektricky se vstupem regulačního zesilovače 4^, jehož výstup je přes paralelní spojení větve 13 ustáleného přenosu a větve 14 zvýšeného přenosu spojen s regulačním prvkem 5. Obvod 17 proti přehřátí sondy je tvořen napětovým komparátorem 7_, spojeným svým výstupem s omezovacím prvkem 9, prvním vstupem s proudovým čidlem 6 a druhým vstupem se zdrojem referenčního napětí 2·

Obvod 17 proti přehřátí sondy obsahuje obvod 15 potlačení ochrany, který je vřazen mezi výstup komparátoru 7. a vstup omezovaeího prvku 9. Obvod 15 pro potlačení funkce ochrany je druhým vstupem spojen s výstupem časovacího obvodu 16, který je spojen prvním vstupem s napájecím zdrojem 10 a druhým vstupem s větví 14 zvýšeného přenosu. K výstupu komparátoru 7_ a k výstupu zesilovače 4^ je připojen obvod 12 pro indikaci poruchy přes obvod 12 pro indikaci poruchy přes obvod 11 logického součtu.

Zapojení pracuje za provozu takto: Proud z napájecího zdroje 10 protéká přes omezovači prvek 9_, regulační prvek ji, proudové číslo (i a vytápěcí prvek 2 sondy. Teplota vytápěné části transkutánní sondy je snímána teplotním čidlem 2, které řídí vstup zesilovače 4_. Regulační napětí z výstupu zesilovače 4_, které je úměrné odchylce regulované veličiny (teploty) od nominální hodnoty, je převedeno přes paralelní kombinaci větve 13 ustáleného přenosu a větve 14 zvýšeného přenosu na vstup regulačního prvku 5. Tím 3^e uzavřena smyčka zpětné vazby, která plní funkci regulace teploty na nominální hodnotu. Dále se funkce rozdělí na podmínky ustáleného stavu a podmínky přechodové.

přičemž kroutící moment motoru má vždy takovou hodnotu, která je schopna překonat odpory hnané soustavy za daných otáček.

Regulaci otáček je možno při osazení odpovídající logické jednotky, například mikropočítače nebo mikroprocesorové jednotky, provádět jak manuelně, tak také je možno zapojit tuto regulační soustavu do systémů, řízených pomocí počítačů, což je u většiny dosud používaných regulačních soustav velmi složité a mnohdy prakticky nemožné.

Příklady provedení zařízení pro řízení otáček elektromotorů podle vynálezu jsou zobrazeny na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje blokové schéma zapojení obvodu třífázového elektromotoru s kotvou nakrátko a regulačního zařízení, na obr. 2 je blokové schéma zapojení obvodu pro regulaci otáček třífázového asynchronního elektromotoru a na obr. 3 je blokové schéma zapojení jednofázového indukčního elektromotoru se zařízením podle vynálezu.

Zařízení pro regulaci otáček třífázového elektromotoru 2 s kotvou nakrátko /obr.' 1/ je opatřeno čtyřmi spínacími prvky 2» 2_, 3, 4y přes které jsou na svorky U, V elektromotoru T_ přivedeny dvě fáze R, S ze sítě. Třetí fáze T sítě je na třetí svorku W elektromotoru 7 přivedena přímo. Jednotlivé spínací prvky JL, 2, 3, 4 jsou připojeny na výstupy řídicí logické jednotky 5, která získává informace o smyslu a rychlosti otáčení rotoru elektromotoru 7_ ze snímače 6_ otáček, zařazeného mezi elektromotor 7_ a hnanou soustavu 8.

Maximální přípustná hodnota otáček je určována signálem 10, přivedeným na řídicí logickou jednotku 5. Zařízení je v tomto příkladném provedení doplněno snímačem £ průchodu nulou pro jednotlivé fáze R, S, T, jehož výstup je rovněž připojen na vstup řídicí logickéjednot jednotky J5.

Spínací prvky 2» 2, 2» £ jsou při provozu elektromotoru J7 synchronně spínány a rozepínány signály logické řídicí jednotky 5 tak, že je vždy sepnuta jedna dvojice a druhá je rozpojena, například je sepnut první a třetí spínací prvek 1, 2» zatímco druhý a čtvrtý spínací prvek 2, 4 je rozepnut. Směr a rychlost otáčení elektromotoru T_ závisí na poměru délek trvání jednotlivých impulsů, po které byla zapnuta dvojice spínacích prvků ly 2· Pomoci těchto čtyř spínacích prvků 1, 2» 3_, 4 jsou dvě fáze R, S vstupující do vinutí elektromotoru 2, navzájem zaměňovány, čímž dochází k brzdění elektromotoru J_ na požadovanou hodnotu otáček. Přepínání jednotlivých fází R, S je synchronizováno pomocí signálů, které přijímá logická řídicí jednotka 2 snímače 2 průchodu nulou u jednotlivých fází R, S, T.

V jiném příkladném provedení zařízení podle vynálezu jsou otáčky třífázového asynchronního motoru s kotvou nakrátko řízení pomocí triaků 11, 12, 13, 21» které jsou spínány na základě signálů, přicházejících jednotlivými vedeními z výstupů řídicí jednotky 5, obsahující mikropočítač 17 s odělovacím obvodem 16, který má funkci oddělení vysokonapětové části obvodu od nízkonapětové části a který je v tomto příkladu vytvořen na optoelektronickém základu.

Skutečné otáčky elektromotoru 2 jsou snímány snímačem 6 otáček, například tachodynamem, který je připojen na vstup mikropočítače 17. Mikropočítač 17 je dále zásobován signály o průchodu nulou na jednotlivých fázích R, 2» ϊ» přiváděnými třemi vedeními 22· Nominální hodnota otáček je nastavována pomocí centrálního řídicího počítače 19, který si vyměňuje s mikropočítačem 17 řídicí slovo 18.

Ve třetím příkladu provedení je jednofázový indukční elektromotor 2 opatřen regulačním zařízením podle vynálezu, obsahujícím dvojici triaků 22» 22» připojených k pomocné fázi 20 elektromotoru T_. Oba triaky 22» 12 jsou spínány a rozpojovány řídicí jednotkou 2» která získává údaje o hodnotách otáček elektromotoru 2 ^ze snímače 6 otáček.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNALEZU

1. Způsob řízení otáček elektromotorů, při němž se omezuje přívod proudu na vinutí elektromotoru, vyznačující se tím, že do vinutí elektromotoru se z nejméně jednoho fázového vodiče přivádí omezený počet period střídavého proudu, přičemž počet period se snižuje, nebo zvyšuje v závislosti na okamžitých otáčkách elektromotoru.

2. Zařízeni k provádění způsobu řízení otáček elektromotorů podle bodu 1, obsahující spínací prvky pro omezení přívodu proudu do vinutí elektromotoru, vyznačující se tím, že sestává z nejméně jednoho spínacího prvku /1, 2, 4/ např. triaku pro krátkodobé přerušování přívodu proudu, zapojeného do nejméně jednoho vodiče fáze /R, S/ připojeného na vinuti elektromotoru /7/, a z řídicí jednotky /5/, jejíž výstupy jsou připojeny na ovládací vstup nejméně jednoho spínacího prvku /1, 2, 3, 4/ a na jejíž vstup je připojen snímač /6/ otáček elektromotoru /7/.

3. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že obsahuje čtyři spínací prvky /1, 2, 3, 4/, z nichž dva jsou zapojeny přímo do dvou vodičů fází /R, S/ a druhé dva spínací prvky /1, 3/ jsou připojeny svou vstupní stranou na vodič jedné fáze /R, S/ a svou výstupní stranou na vodič druhé fáze /S, R/.

4. Zařízení podle bodů 2 a 3, vaznačující se tím, že na vstup řídicí jednotky /5/ je připojen snímač /9/ průchodu nulou jednotlivých fází /R, S, T/.