CS265455B1

CS265455B1 - Speed adjusting device for a shaft with rotary electrode

Info

Publication number: CS265455B1
Application number: CS86651A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Rohac; Jaroslav Ing Csc Bystriansky; Jaroslav Dybal; Vaclav Ing Pisoft
Original assignee: Rohac Jan; Jaroslav Ing Csc Bystriansky; Jaroslav Dybal; Pisoft Vaclav
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS65186A1

Abstract

Řešení se týká zařízení pro nastavení rychlosti otáčení hřídele s rotující elektrodou. Řeší problém velmi přesného nastavení a určování požadované rychlosti otáčení hřídele pro vyhodnocení kinetických a difuz- nlch parametrů elektrochemických a korozně- -elektrochemických reakcí na rozhraní rotující elektrody a elektrolytu. Podstata řešení spočívá v tom, že syntetizátor sestává z kmitočtového normálu, jehož výstup je spojen s prvním vstupem druhého fázového detektoru, jehož výstup je připojen pa vstup druhého vazebního obvodu, jehož výstup je připojen na vstup druhého oscilátoru, jehož výstup je připojen paralelně jednak na vstup čítače, jehož výstup je připojen na druhý vstup druhého fázového detektoru a jednak na první vstup prvního fázového detektoru, jehož výstup je připojen na první vazební obvod a jeho výstup je připojen na první oscilátor, jehož výstup je připojen paralelně jednak na druhý vstup prvního fázového detektoru a jednak na vstup výkonového obvodu. K prvnímu vazebnímu obvodu fázového závěsu je připojeno tlačítko, případně mezi fázovým závěsem a výkonovým obvodem je vřazena dělička.The invention relates to a device for adjusting the rotation speed of a rotating electrode shaft. It solves the problem of very precise adjustment and determination of the required shaft rotation speed for evaluation of kinetic and diffusion parameters of electrochemical and corrosion-electrochemical reactions at the interface of the rotating electrode and electrolyte. The essence of the solution is that the synthesizer consists of a frequency normal whose output is connected to the first input of the second phase detector, the output of which is connected to the input of the second coupling circuit, whose output is connected to the input of the second oscillator, whose output is connected in parallel a counter input whose output is connected to a second input of a second phase detector and secondly to a first input of a first phase detector, the output of which is connected to a first coupling circuit and its output connected to a first oscillator whose output is connected in parallel to the second input of the first phase detector and, on the other hand, the input of the power circuit. A button is connected to the first phase lock coupling circuit, or a divider is inserted between the phase lock and the power circuit.

Description

Vynález se týká zařízení pro nastavení rychlosti otáčení hřídele s rotující elektrodou. Řeší problém velmi přesného nastavení a určování požadované rychlosti otáčení hřídele pro vyhodnocení kinetických a difuzních parametrů elektrochemických i korozně-elektrochemiokých reakcí na rozhraní rotující elektrody a elektrolytu.The invention relates to a device for adjusting the rotation speed of a rotating electrode shaft. It solves the problem of very precise adjustment and determination of the required speed of shaft rotation for evaluation of kinetic and diffusion parameters of electrochemical and corrosion-electrochemical reactions at the interface of rotating electrode and electrolyte.

Známá uspořádání rotující elektrody jsou realizována bud pouze jako dva nezávislé systémy regulace rychlosti otáčení motoru a měření rychlosti otáčení elektrody, nebo jsou tyto systémy přes vhodný regulátor doplněny zdrojem žádané hodnoty a spojeny v servosmyčku. Zařízení takto koncipované je relativně málo přesné, dosaženi vyšší přesnosti je vázáno na neúměrné zvětšení složitosti. Při použití je třeba kontrolovat skutečné otáčky a provést případnou korekci nastavení. Při použití krokového či synchronního motoru je problémem zajištění jeho rozběhu. Spojí-li se výkonový obvod krokového motoru přímo se syntetizátorem, je možno pracovat pouze v oblasti nízkých otáček, nebot nelze jednoduše realizovat syntetizátor se spojitou časovou změnou kmitočtu ve velkém rozsahu, např. 1:1 000, a krokový motor při skokové změně kmitočtu v oblasti vysokých otáček vypadne ze synchronizace a zastaví se. Tomu sice lze zabránit například použitím zvláštního provedení vinutí krokového motoru, umožňujícího získat chybový signál zaváděný do fázového závěsu, který řídí výkonový obvod s pulsní šířkovou modulací napájející krokový motor, ale toto řešení vyžaduje zvláštní provedení vinutí motoru a složitou elektroniku, což se projevuje vyššími nároky na náklady pořizovací a udržovací.The known rotating electrode arrangements are either implemented as only two independent motor speed control and electrode speed measurement systems, or are supplemented by a setpoint source via a suitable controller and connected in a servo loop. The device conceived in this way is relatively inaccurate; When in use, the actual speed must be checked and any adjustment should be made. When using a stepper or synchronous motor, the problem is to ensure its start-up. If the power circuit of the stepper motor is connected directly to the synthesizer, it is possible to work only in the low speed range, because it is not possible to easily realize a synthesizer with a continuous frequency change over a wide range, eg 1: 1000. the high speed range will drop out of sync and stop. While this can be avoided, for example, by using a special stepper motor winding to obtain a phase-locked error signal that controls a pulse width modulation power circuit supplying the stepper motor, this solution requires a special motor winding design and complex electronics, resulting in higher demands acquisition and maintenance costs.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro nastavení rychlosti otáčení hřídele s rotující elektrodou podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že syntetizátor sestává z kmitočtového normálu, jehož výstup je spojen s prvním vstupem druhého fázového detektoru, jehož výstup je připojen na vstup druhého vazebního obvodu, jehož výstup je připojen na vstup oscilátoru, jehož výstup je připojen paralelně jednak na vstup čítače, jehož výstup je připojen na druhý vstup druhého fázového detektoru, a jednak na první vstup prvního fázového detektoru, jehož výstup je připojen na první vazební obvod a jeho výstup je připojen na oscilátor, jehož výstup je připojen paralelně jednak na druhý vstup prvního fázového detektoru a jednak na vstup výkonového obvodu, a že k prvnímu vazebnímu obvodu fázového závěsu je připojeno tlačítko, případně mezi fázovým závěsem a výkonovým obvodem je vřazena dělička.The above-mentioned drawbacks are overcome by the device for adjusting the rotation speed of the rotating electrode shaft according to the invention. The principle is that the synthesizer consists of a frequency standard whose output is connected to the first input of the second phase detector, the output of which is connected to the input of the second coupling circuit, the output of which is connected to the input of an oscillator. a counter whose output is connected to the second input of the second phase detector and to the first input of the first phase detector whose output is connected to the first coupling circuit and its output is connected to an oscillator whose output is connected in parallel to the second input of the first phase detector and on the other hand to the input of the power circuit, and that a button is connected to the first phase-lock coupling circuit, or a divider is inserted between the phase-lock and the power circuit.

Výhodou uspořádání zařízení podle vynálezu je jeho jednoduchost při zajištění takového časového průběhu změn kmitočtu přiváděného na motor, který dovoluje práci krokového či synchron ního motoru i při řádově vyšších otáčkách. Uspořádání zařízení podle vynálezu nepotřebuje snímač rychlosti otáčení elektrody a dále umožňuje výrazný růst přesnosti a reprodukovatelnosti měření, které přinese podstatné zvýšení kvality informací získaných vyhodnocením kinetických a difuzních parametrů elektrochemických a korozně-elektrochemických reakcí na rozhraní rotující elektrody a elektrolytu.An advantage of the arrangement of the device according to the invention is its simplicity in providing such a time course of changes of the frequency supplied to the motor, which allows the operation of the stepper or synchronous motor even at a higher speed. The arrangement of the device according to the invention does not need an electrode rotation speed sensor and further allows a significant increase in the accuracy and reproducibility of the measurements, which will bring about a significant improvement in the quality of information obtained by evaluating the kinetic and diffusion parameters of electrochemical and corrosion-electrochemical reactions at the rotating electrode and electrolyte interface.

Na přiloženém výkresu je v příkladném provedení schematicky znázorněno zařízení podle vynálezu.In the accompanying drawing, a device according to the invention is shown schematically in an exemplary embodiment.

Elektroda 1^ izolovaně připevněná k hřídeli motoru 2^ je elektricky spojen s vodičem uloženým v duté hřídeli motoru 2. Krokový motor 2 je spojen s výkonovým obvodem 3, který je dále spojen s fázovým závěsem £. Fázový závěs £ je vybaven prvním fázovým detektorem j) s čerpáním náboje a prvním oscilátorem 17 řízeným napětím, přičemž prvni vazební obvod 16 mezi výstupem prvního fázového detektoru \8 a řídicím vstupem oscilátoru 17 má proporcionálně-integrační chatakteristiku. Fázový závěs 4_ je spojen se syntetizátorem 5, který obsahuje kmitočtový normál 9, dále čítač 14 s nastavitelným dělicím poměrem po jednotkových skocích od 10 do 9 999 a druhý fázový detektor 11 s čerpáním náboje, druhý vazební obvod 12 s proporcionálně-integtační charakteristikou a druhý napětím řízený oscilátor 13.The electrode 1, insulatedly attached to the motor shaft 2, is electrically connected to a conductor embedded in the hollow shaft of the motor 2. The stepper motor 2 is connected to a power circuit 3, which is further connected to a phase hinge 6. The phase hinge 6 is equipped with a first charge-detecting phase j) and a first voltage-controlled oscillator 17, the first coupling circuit 16 between the output of the first phase detector 18 and the control input of the oscillator 17 having a proportional-integrating characteristic. The phase hinge 4 is connected to a synthesizer 5 comprising a frequency normal 9, a counter 14 with an adjustable division ratio by unit jumps from 10 to 9,999, and a second phase detector 11 with charge pumping, a second coupling circuit 12 with a proportional-integral characteristic voltage controlled oscillator 13.

V syntetizátoru já poskytuje kmitočtový normál na svém výstupu střídavé napětí o kmitočtu přesně 10 Hz. Toto je druhým fázovým detektorem 11 obsaženým v syntetizátoru 5 porovnáváno s napětím přicházejícím z čítače 14 s nastavitelným poměrem čítajícím vzad střídavé napětí z výstupu napětím řízeného oscilátoru 13. Zmíněné výstupní napětí o kmitočtu 0,1 až 99,99 kHz se současně přivádí na vstup fázového závěsu 2· Aby byla zajištěna stabilita fázové smyčky obsažené v syntetizátoru 2 i při přelaSování v poměru 1:1 000, má druhý vazební obvod 12 silnou proporcionální složku, což má za následek rychlé skokové změny kmitočtu na výstupu ze syntetizátoru 2 Při jeho přelaáování. Rychlé změny kmitočtu by způsobovaly vypadnutí rotoru motoru 2 ze synchronizmu při práci na vyšších otáčkách. Okolem fázového závěsu 2 je zajistit spojité změny kmitočtu na svém výstupu z původní nebo nulové hodnoty na hodnotu právě zvolenou. První vazební obvod 16 s proporcionálně-integrační charakteristikou má proporcionální složku slabou. V příkladném provedení se kmitočet z fázového závěsu 4 ještě dále dělí deseti. Výkonový obvod 2 vytvoří příslušná napětí pro ovládání motoru 2, který přímo otáčí elektrodou 2·In the synthesizer I, the frequency normal at its output provides an alternating voltage of exactly 10 Hz. This is compared by the second phase detector 11 contained in the synthesizer 5 with the voltage coming from the counter 14 with an adjustable ratio counting back AC voltage from the output of the voltage controlled oscillator 13. The output voltage of 0.1 to 99.99 kHz is simultaneously applied to the phase input In order to ensure the stability of the phase loop contained in the synthesizer 2 even at a 1: 1,000 fading, the second coupler circuit 12 has a strong proportional component, resulting in rapid frequency hopping at the output of the synthesizer 2 as it is over-faded. Rapid frequency changes would cause the rotor of the motor 2 to fall out of sync when operating at higher speeds. Around phase lock 2 is to ensure continuous frequency changes at its output from the original or zero value to the value just selected. The first coupling circuit 16 having a proportional-integration characteristic has a weak proportional component. In the exemplary embodiment, the frequency from the phase lock 4 is further divided by ten. The power circuit 2 creates appropriate voltages to control the motor 2, which directly rotates the electrode 2.

K fázovému závěsu 2 může být alternativně připojeno tlačítko 2< jehož stisknutím se vybije kapacitor proporcionálně-integračního prvního vazebního obvodu 16 fázového závěsu 2· Dojde-li z jakýchkoliv příčin k zastavení rotoru motoru 2 ^a je-li nastaven vyšší kmitočet než při kterém se ještě je rotor motoru 2 schopen roztočit, tak se motor 2 nerozběhne. Stisknu tím tlačítka 6 se výstupní kmitočet sníží téměř na nulu, po jeho uvolnění se spojitě kmitočet změní na požadovanou hodnotu a rotor motoru 2 se roztočí.The phase locked loop 2 can be alternatively connected to the button 2 <whose pressing discharges capacitor proportional-integral first coupling circuit 16 of the PLL circuit 2 · If there is any reason to stop the rotor 2 ^and it is set higher rate than at which still the rotor 2 of the motor 2 is able to start, so the motor 2 does not start. By pressing button 6, the output frequency is reduced to almost zero, when released, the frequency is changed continuously to the desired value and the motor rotor 2 is rotated.

Mimo použití při pohonu rotující elektrody lze uvedeného principu použít pro vytváření kmitočtu k buzení krokových a synchronních motorů, u nichž se vyžaduje vysoká přesnost rychlos ti otáčení a práce při kmitočtech, kdy se už neroztočí. Dále lze zařízení s výhodou využít v případech, kdy se vyžaduje spojitá změna rychlosti otáčení motoru.In addition to being used to drive a rotating electrode, the principle can be used to generate a frequency to drive stepper and synchronous motors that require high speed rotation speeds and work at non-spinning frequencies. Furthermore, the device can be advantageously used in cases where a continuous change of the rotation speed of the motor is required.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A device for adjusting the speed of rotation of a shaft with a rotating electrode mounted on a motor shaft, comprising a synthesizer whose output is connected to a phase locked inlet and its output is connected to an input of a power circuit whose output is connected to a motor input; The synthesizer (5) consists of a frequency standard (9), the output of which is connected to the first input (10) of the second phase detector (11), the output of which is connected to the input of the second coupling circuit (12). an oscillator (13) whose output is connected in parallel to the input of the counter (14), the output of which is connected to the second input (15) of the second phase detector (11) and to the first input (7) of the first phase detector (8) (4) whose output is connected to the first coupling circuit (16) and its output is connected to the input of the first oscillator (17), the output of which is connected in parallel to the second input (18) of the first phase detector (8) and to the input of the power circuit (3).

Device according to Claim 1, characterized in that a button (6) is connected to the first coupling circuit (16) of the phase lock (4).

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that a separator is inserted between the phase lock (4) and the power circuit (3).