Przedmiotem wynalazku jest tyrystorowy uklad do regulacji predkosci obrotowej uniwersalnego silnika komutatorowego zawierajacy galaz bramki tyrystora typu opornosciowo-pojemnosciowego oraz rozdzielone uzwojenia twornika j wzbudzenia miedzy które wlaczony jest tyrystor.Znany jest uklad tyrystorowy do regulacji predkosci obrotowej uniwersalnego silnika komutatorowego, zawierajacy w galezi wyzwalania bramki tyrystora szeregowo polaczone elementy opornosciowo-pojemnosciowe oraz diode. Uklad taki dla poprawnej pracy wymaga stosowania rezystora stalego i potencjometru o stosunkowo malych i zblizonych wartosciach rezystancji oraz kondensatora o duzej pojemnosci. Na skutek tego moce rezystorów oraz ich. gabaryty jak równiez i gabaryty kondensatora sa znaczne, co z jednej strony obniza sprawnosc energetyczna znanego ukladu a ponadto ogranicza miniaturyzacje ukladu.Znany uklad z szeregowo polaczonymi elementami opornosciowo-pojemnosciowymi nie zapewnia silnego sprzezenia zwrotnego, oraz jest czuly na zmiany wartosci napiecia zasilajacego co wynika z faktu, ze rezystancje opornika stalego i potencjometru z suwaka którego pobierane sa sygnaly na bramke tyrystora sa zblizone i na potencjometrze odkladany jest duzy spadek napiecia. Ponadto, jak wiadomo, poszczególne egzemplarze silników uniwersalnych sterowanych ukladem posiadaja znaczne rozrzuty reaktancji wynikle z technologicznych tolerancji wykonania uzwojen twornika i wzbudzenia, szczeliny powietrznej miedzy stojanem a twornikiem, ksztaltów zlobków i nabiegunników. Jest to przyczyna znacznego rozrzutu sily elektromotorycznej rotacji i transformacji twornika w funkcji obciazenia i obrotów silnika w ukladzie. Równiez przesuniecia fazowe napiec i pradów z wyzej podanych przyczyn w róznych egzemplarzach silników beda rózne. Poniewaz wielkosc amplitud' sily elektromotorycznej oraz jej faza sa podstawowymi wielkosciami ujemnego sprzezenia zwrotnego ukladu, to przy ich zmiennosci w róznych egzemplarzach silników znane uklady nie zapewniaja powtarzalnosci sztywnosci charakterystyki mechanicznej napedu co w wielu przypadkach dyskwalifikuje takie uklady.Celem wynalazku jest usuniecie lub zmniejszenie przedstawionych wad i niedomagan znanego ukladu.Postawione zadanie polega na opracowaniu ukladu do regulacji predkosci obrotowej silników uniwersalnych zapewniajacego powtarzalna w róznych egzemplarzach i sztywna charakterystyke mechaniczna napedu, o malym wplywie zmian napiecia zasilania na zmiane obrotów oraz rbargkteryzujacego sie prosta konstrukcja i niskimi stratami w ukladzie wyzwalania bramki fyrpfnrg,2 90 865 Uklad do regulacji predkosci obrotowej uniwersalnego silnika komutatorowego wedlug wynalazku posiada w galezi wyzwalania bramki tyrystora przylaczonej równolegle do rozdzielonych uzwojen silnika polaczone szeregowo zaciskami stalymi dwa potencjometry o zróznicowanej co najmniej dziesieciokrotnie rezystancji.Potencjometry w galezi wyzwalania bramki tyrystora usytuowane sa tak, ze potencjometr o wiekszej rezystancji polaczony jest drugim zaciskiem stalym z poczatkiem uzwojenia wzbudzenia. Miedzy dowolny zacisk staly a suwak potencjometru o wiekszej rezystancji wlaczony jest kondensator, który w zaleznosci od polozenia suwaka bocznikuje od 40 do 80% rezystancji potencjometru. Wlaczenie miedzy zacisk staly a suwak potencjometru pojemnosci bocznikujacej czesc rezystancji potencjometru umozliwia dla kazdego egzemplarza ukladu indywidualne zboczni kowanie pojemnoscia takiej czesci rezystancji potencjometru dla której uzyskuje sie optymalne sprzezenie zwrotne w ukladzie.Rozwiazanie takie pozwala uzyskiwac duza sztywnosc charakterystyki mechanicznej napedu i powtarzalnosc tego parametru w róznych egzemplarzach ukladu, likwidujac w prosty sposób rozrzuty charakterystyk mechanicznych ukladu wynikle z niejednakowych reaktancji poszczególnych egzemplarzy silników w ukladach. W przypadkach kiedy nie jest bardzo istotnym uzyskiwanie maksymalnie sztywnej charakterystyki mechanicznej oraz dokladnej powtarzalnosci tego parametru, zamiast potencjometru o wiekszej rezystancji mozna stosowac szeregowo polaczone dwa oporniki stale i jeden z nich nalezy bocznikowac kondensatorem. Suma rezystancji tych oporników jest wówczas równa rezystancji potencjometru, prz^czym opornik bocznikowany kondensatorem posiada rezystancje w granicach od 40 do 80% sumy rezystancji obu oporników. Sygnaly wyzwalajace na. bramke tyrystora przekazywane sa poprzez diode z suwaka — potencjometru o mniejszej rezystancji.Uklad do regulacji predkosci obrotowej wedlug wynalazku zapewnia bardzo sztywna charakterystyke mechaniczna napedowi i umozliwia optymalne jej uzyskanie w kazdym egzemplarzu. Ponadto dzieki bardzo wyraznemu zróznicowaniu rezystancji potencjometrów w dzielniku napiec wyzwalania bramki tyrystora uklad ten jest stosunkowo malo wrazliwy na wahania napiecia zasilania dzieki czemu mozliwe jest wyeliminowanie stabilizacji .napiecia za pomoca na przyklad diody Zenera. Dodatkowa zaleta tego ukladu jest prosta i niezawodna konstrukcja pozwalajaca na miniaturyzacje ukladu i zapewniajaca jego wysoka sprawnosc energetyczna.Wynalazek jest blizej wyjasniony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy ukladu do regulacji predkosci obrotowej uniwersalnego silnika komutatorowego, fig. 2 — schemat ideowy odmiennej postaci ukladu, a fig. 3 — wykres predkosci obrotowej twornika w ukladzie wedlug wynalazku w funkcji wielkosci rezystancji bocznikowanej kondensatorem przy stalym momencie obciazenia i stalej pojemnosci.Uklad do regulacji predkosci obrotowej wedlug wynalazku sklada sie z obwodu glównego silnika, w którym miedzy rozdzielonym uzwojeniem wzbudzenia Uw a twornikiem M umieszczony jest tyrystor Ty polaczony katoda ze szczotka Si twornika. Sygnaly sterujace podawane sa na bramke tyrystora Ty poprzez diode D2 z galezi wyzwalania bramki tyrystora. Galaz wyzwalania bramki wlaczona równolegle do obwodu silnika w punktach 1 i 2 miedzy poczatkiem uzwojenia wzbudzenia Uw a szczotka Sa twornika. W galezi wyzwalania bramki znajduja sie szeregowo polaczone w punkcie 5 zaciskami stalymi potencjometry ?t iP2.Potencjometr Px polaczony w punkcie 1 z poczatkiem uzwojenia wzbudzenia Uw posiada rezystancje co najmniej dziesieciokrotnie wieksza od potencjometru P2, z którego suwaka przekazywane sa sygnaly na bramke tyrystora Ty. Miedzy zacisk staly 6 a suwak 7 potencjometru Pi wlaczony jest przez kondensator C bocznikujacy od 40 do 80% rezystancji potencjometru. W celu dokladnej stabilizacji napiecia uklad posiada diode Zenera Dz bocznikujaca potencjometr Pi. Zmienne napiecie Us doprowadzone jest do zacisków 3 i 4 ukladu.W odmiennym rozwiazaniu ukladu wedlug wynalazku (fig. 2) zamiast potencjometru Pj w galezi wyzwalania bramki polaczone sa szeregowo oporniki stale Ri i R2 a jeden z nich na przyklad Ri jest bocznikowany kondensatorem Cx przylaczonym do zacisków 1 i 8. Suma rezystancji oporników Ri i R2 jest równa rezystancji potencjometru Pi i jest równiez co najmniej dziesieciokrotnie wieksza od rezystancji potencjometru P2 a opornik Ri bocznikowany kondensatorem Ci posiada rezystancje w granicach od 40 do 80% sumy rezystancji obu oporników.Dzialanie ukladu polaczen wedlug wynalazku jest nastepujace. Po przylozeniu do zacisków ukladu napiecia Us obroty twornika wzrastaja. Przy wzrastajacej predkosci obrotowej rosnie sila elektromotoryczna Ej i przy pewnej predkosci obrotowej twornika przewyzsza napiecie U|p na suwaku potencjometru P2. Wówczas dioda Di przestaje przewodzic i obroty twornika maleja do momentu gdy Ui przewyzszy sile elektromotoryczna ET i cykl sie powtarza. Jezeli twornik obciazony jest zmiennym momentem wówczas tyrystor jest okresowo otwierany i zamykany co doprowadzic moze przy slabym sprzezeniu do niestabilnej pracy ukladu90 865 3 i duzego spadku predkosci obrotowej twornika. Aby zwiekszyc skutecznosc sprzezenia zwrotnego równolegle do zacisku stalego i suwaka potencjometru Px wlaczony jest kondensator Cj poprawiajacy stabilnosc pracy ukladu i zapobiegajacy skokowym zmianom napiecia bramkowego. Kondensator C! okresowo laduje sie i rozladowuje na czesci rezystancji potencjometru Px i w ten sposób wplywa on na wzrost napiecia sterujacego bramka tyrystora a to prowadzi do zmniejszenia kata wyzwalania tyrystora. Dzieki temu dla kazdego egzemplarza ukladu mozna w latwy sposób zbocznikowac kondensatorem Cj taka czesc rezystancji potencjometru Plt dla której uzyskuje sie najwieksza srednia wartosc napiecia na tworniku, a wiec optymalne sprzezenie zwrotne i sztywna charakterystyke mechaniczna napedu z takim ukladem.Fig. 3 przedstawia wykres predkosci obrotowej twornika przy stalym momencie hamujacym M0 równym momentowi znamionowemu Mzn silnika w funkcji wzglednej wielkosci rezystancji bocznikowanej przez kondensator Cj. Zauwaza sie, ze jezeli kondensator Ci bocznikuje od 40 do-80% rezystancji potencjometru P! to przy obciazeniu ukladu momentem znamionowym silnika Mzn obroty spadaja w stosunku do obrotów biegu jalowego n0 nie wiecej niz o 15%. Zauwaza sie równiez, ze optymalne obroty nopt wystepuja jesli zbocznikujemy kondensatorem Ct od 50 do 60% rezystancji potencjometru Pj w zaleznosci od egzemplarza silnika w ukladzie. PL