RU2030089C1 - D c electric motor drive - Google Patents
D c electric motor drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030089C1 RU2030089C1 SU5036797A RU2030089C1 RU 2030089 C1 RU2030089 C1 RU 2030089C1 SU 5036797 A SU5036797 A SU 5036797A RU 2030089 C1 RU2030089 C1 RU 2030089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- resistor
- input
- comparator
- power supply
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации частоты вращения электродвигателя постоянного тока в широком диапазоне. The invention relates to electrical engineering and can be used to control and stabilize the rotational speed of a DC motor in a wide range.
Известен электропривод постоянного тока, содержащий двигатель, подключенный к источнику питания через управляемый ключ, компаратор, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - с входом усилителя, триггер, демпфирующий элемент и компенсатор, второй вход компаратора через компенсатор соединен с двигателем, демпфирующий элемент шунтирует управляемый ключ, управляющий вход которого через триггер соединен с выходом усилителя (1)
Недостатком такого электропривода является наличие дополнительных электрических узлов - триггера, компенсатора. Запуск электродвигателя осуществляется импульсами (разгон - торможение), что приводит к затягиванию времени запуска, а возникающие при этом большие пусковые токи снижают надежность электропривода. Демпфирующая емкость ухудшает фронты импульсов в режиме стабилизации, что приводит к дополнительному нагреву выходного транзистора и к снижению КПД. Кроме того, стабилизация частоты вращения при изменении момента нагрузки осуществляется только по изменению ЭДС электродвигателя, что не позволяет получить высокую стабильность при таком методе стабилизации без применения дополнительных мер.Known DC electric drive containing a motor connected to a power source through a controlled key, a comparator, one input of which is connected to a reference voltage source, and the output to an amplifier input, a trigger, a damping element and a compensator, the second comparator input through a compensator connected to a motor, the damping element shunts the controlled key, the control input of which is connected via a trigger to the output of the amplifier (1)
The disadvantage of this electric drive is the presence of additional electrical components - a trigger, compensator. The motor is started by pulses (acceleration - braking), which leads to a delayed start time, and the resulting large inrush currents reduce the reliability of the drive. The damping capacitance worsens the edges of the pulses in the stabilization mode, which leads to additional heating of the output transistor and to a decrease in efficiency. In addition, the stabilization of the rotational speed when changing the load moment is carried out only by changing the EMF of the electric motor, which does not allow to obtain high stability with this stabilization method without the use of additional measures.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорем подключенный через импульсный регулятор и датчик тока к источнику питания, датчик напряжения, подключенный к якорю электродвигателя, и регулятор скорости, вход которого соединен с источником задающего напряжения, дополнительно три резистора и конденсатор, а регулятор скорости выполнен в виде компаратора, выход которого соединен с входом импульсного регулятора, а вход через последовательно включенные первый и второй резисторы подсоединен к выходу датчика напряжения и через третий резистор - к выходу датчика тока, а конденсатор включен между точкой соединения первого и второго резисторов и общей шиной устройства (2). The closest in technical essence to the proposed one is a DC drive containing an electric motor, an armature connected through a pulse regulator and a current sensor to a power source, a voltage sensor connected to the motor armature, and a speed controller, the input of which is connected to a reference voltage source, three additional resistors and a capacitor, and the speed controller is made in the form of a comparator, the output of which is connected to the input of the pulse controller, and the input through series-connected the first and second resistors are connected to the output of the voltage sensor and through the third resistor to the output of the current sensor, and a capacitor is connected between the connection point of the first and second resistors and the common bus of the device (2).
Недостатками такого электропривода являются наличие источника задающего напряжения, низкая стабильность частоты вращения при минимальном напряжении питания и минимальном моменте нагрузки, а также при использовании маломощных электродвигателей из-за низкой чувствительности в этих режимах датчика тока. При работе электродвигателя на верхнем значении напряжения питания и максимальном моменте нагрузки, а также в режиме пуска такое включение датчика тока приводит к дополнительным потерям мощности. The disadvantages of this electric drive are the presence of a source of the driving voltage, low stability of the rotational speed at the minimum supply voltage and minimum load torque, as well as when using low-power electric motors due to the low sensitivity in these current sensor modes. When the motor is operating at the upper value of the supply voltage and the maximum load moment, as well as in the start-up mode, this inclusion of the current sensor leads to additional power losses.
Предлагаемый электропривод устраняет указанные недостатки. The proposed drive eliminates these disadvantages.
Электропривод постоянного тока содержит корпус, электродвигатель, подключенный к источнику питания через выходной транзистор импульсного усилителя, вход которого подключен к выходу компаратора, первый и второй резисторы, первые выводы которых соединены между собой и подключены к первому входу компаратора, второй вывод первого резистора подключен к первым выводам третьего резистора и конденсатора, четвертый и пятый резисторы, первые выводы которых соединены между собой, второй вывод четвертого резистора подключен к первому выводу источника питания, а второй вывод пятого резистора подключен к электродвигателю и дополнительно включает шестой резистор и регулируемый источник опорного напряжения, один вход которого подключен к второму выводу источника питания, второй вход подключен к общей точке соединения четвертого и пятого резисторов, а выход подключен к второму входу компаратора, первый вывод шестого резистора подключен к первому входу компаратора, второй вывод подключен к второму выводу конденсатора и к второму выводу источника питания, второй вывод третьего резистора подключен к выходу импульсного усилителя, а второй вывод второго резистора подключен к первому выводу источника питания, при этом второй, четвертый, шестой резисторы и регулируемый источник опорного напряжения образуют мостовую схему. В указанном электроприводе постоянного тока корпус может иметь подвижную часть, механически связанную с регулируемым источником опорного напряжения, а между мостовой схемой и источником питания может быть включен фильтр радиопомех. The DC drive contains a housing, an electric motor connected to a power source through the output transistor of the pulse amplifier, the input of which is connected to the output of the comparator, the first and second resistors, the first conclusions of which are interconnected and connected to the first input of the comparator, the second output of the first resistor is connected to the first the conclusions of the third resistor and capacitor, the fourth and fifth resistors, the first conclusions of which are interconnected, the second terminal of the fourth resistor is connected to the first terminal power supply, and the second terminal of the fifth resistor is connected to an electric motor and additionally includes a sixth resistor and an adjustable reference voltage source, one input of which is connected to the second terminal of the power source, the second input is connected to the common connection point of the fourth and fifth resistors, and the output is connected to the second input comparator, the first terminal of the sixth resistor is connected to the first input of the comparator, the second terminal is connected to the second terminal of the capacitor and to the second terminal of the power source, the second terminal of the third stories connected to the output of the pulse amplifier and the second terminal of the second resistor connected to the first terminal of the power source, the second, fourth, sixth resistors and adjustable reference voltage source to form a bridge circuit. In the aforementioned direct current electric drive, the housing may have a movable part mechanically connected to an adjustable reference voltage source, and a radio noise filter may be included between the bridge circuit and the power source.
На фиг. 1 приведена схема электропривода постоянного тока; на фиг. 2 - корпус с подвижной частью и переменным резистором. Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к источнику 2 питания через импульсный усилитель 3. Компаратор 4, выход которого подключен к входу импульсного усилителя 3. Первый резистор 5 и второй резистор 6 соединены между собой и подключены к первому входу компаратора 4. Второй вывод резистора 5 соединен с первым выводом третьего резистора 7 и с первым выводом конденсатора 8. Резисторы 5 и 7 и конденсатор 8 образуют RC-фильтр 9, вход которого подключен к электродвигателю 1, а выход - к первому входу компаратора 4. Первые выводы четвертого 10 и пятого 11 резисторов соединены между собой. Второй вывод четвертого резистора 10 подключен к первому выводу источника 2 питания, а второй вывод пятого резистора 11 подключен к электродвигателю 1. Первый вывод шестого резистора 12 подключен к первому входу компаратора 4, второй вывод соединен с вторым выводом конденсатора 8, а их общая точка подключена к второму выводу источника 2 питания. Первый вход регулируемого источника 13 опорного напряжения подключен к второму выводу источника питания, второй вход - к общей точке соединения четвертого 10 и пятого 11 резисторов, а выход подключен к второму входу компаратора 4. Резисторы 6, 10, 12 и регулируемый источник опорного напряжения 13 образуют мостовую схему 14, подключенную к источнику 2 питания, а измерительный выход (точки "а", "б") подключен к входам компаратора 4. Шунтирующий диод 15 подключен к электродвигателю 1. In FIG. 1 shows a diagram of a direct current electric drive; in FIG. 2 - housing with a movable part and a variable resistor. The electric drive contains an electric motor 1 connected to a
Электропривод содержит корпус 16 с подвижной частью 17, механически связанной с ползунком 18 переменного резистора 19, входящего в состав источника 13 опорного напряжения, один из вариантов которого приведен на фиг. 1. Между источником питания и мостовой схемой может быть включен фильтр радиопомех (не показан). The electric drive comprises a
Электропривод работает следующим образом. The electric drive operates as follows.
На входах компаратора 4, включенного в измерительную диагональ (точки "а" и "б") мостовой схемы 14, происходит сравнение двух напряжений: напряжения, снимаемого с регулируемого источника 13 опорного напряжения (точка "б"), и напряжения, снимаемого с электродвигателя 1 через RC-фильтр 9 (точка "а"). At the inputs of the
Если напряжение регулируемого источника 13 опорного напряжения больше напряжения электродвигателя (Uб > Uа), на выходе компаратора 4 появится напряжение, открывающее импульсный усилитель 3, и к якорю электродвигателя 1 прикладывается напряжение источника питания 2. Как только среднее значение напряжения электродвигателя 1 и выделенное RC-фильтром 9 превысит напряжение регулируемого источника 13 опорного напряжения, на выходе компаратора 4 появляется напряжение, закрывающее импульсный усилитель 3. Напряжение на выходе электродвигателя 1 и RC-фильтре 9 уменьшается. Процесс повторяется. Частота переключений определяется постоянной времени RC-фильтра 9 и зоной чувствительности компаратора 4 и параметрами импульсного усилителя 3. Среднее значение напряжения на электродвигателе 1 определяется соотношением длительности включенного и выключенного состояний импульсного усилителя 3.If the voltage of the regulated
Соответственно происходит нарастание и спад тока якоря электродвигателя 1. Скорость нарастания и спада тока определяется постоянной времени якорной цепи электродвигателя. Accordingly, there is a rise and fall in the current of the motor armature 1. The rate of rise and fall of the current is determined by the time constant of the armature circuit of the motor.
Стабилизация частоты вращения при изменении момента нагрузки на валу электродвигателя 1 осуществляется следующим образом. При увеличении (уменьшении) момента нагрузки уменьшается (увеличивается) частота вращения электродвигателя, уменьшается (увеличивается) напряжение, снимаемое с RC-фильтра 9. Уменьшается (увеличивается) потенциал точки "а" относительно точки "б" мостовой схемы 14. Увеличивается (уменьшается) напряжение на выходе компаратора 4, прикладываемое к входу импульсного усилителя 3. Входной транзиcтор импульcного уcилителя открываетcя (закрываетcя). Увеличиваетcя (уменьшаетcя) cреднее значение напряжения,приложенное к электродвигателю 1. Чаcтота вращения воccтанавливаетcя в пределах cтатичеcкой ошибки cиcтемы регулирования. The stabilization of the speed when changing the load moment on the shaft of the motor 1 is as follows. With an increase (decrease) in the load moment, the rotational speed of the electric motor decreases (increases), the voltage taken from the RC filter decreases (increases) 9. The potential of point "a" decreases relative to point "b" of the
Аналогично проиcходит cтабилизация чаcтоты вращения при изменении напряжения питания. Дополнительная cтабилизация по напряжению питания оcущеcтвляетcя cледующим образом. При увеличении (уменьшении) напряжения иcточника питания 2 увеличиваетcя (уменьшаетcя) потенциал точки "а" делителя напряжения моcтовой cхемы 14. Уменьшитcя (увеличитcя) напряжение на выходе компаратора 4. Уменьшитcя (увеличитcя) наcыщение выходного транзиcтора импульcного уcилителя 3. Уменьшится (увеличится) среднее значение напряжения, приложенного к электродвигателю. Это приведет к уменьшению ошибки по частоте вращения электродвигателя при изменении напряжения источника 2 питания. Similarly, stabilization of the rotation frequency occurs when the supply voltage changes. Additional stabilization by supply voltage is carried out as follows. With an increase (decrease) in the voltage of
Резистор 11 выполняет роль отрицательной обратной связи по частоте вращения, действие которой заключается в следующем. При увеличении (уменьшении) момента нагрузки на валу электродвигателя 1 уменьшается (увеличивается) частота вращения, уменьшается (увеличивается) напряжение электродвигателя 1. Это напряжение через резистор 11 прикладывается к регулируемому источнику 13 опорного напряжения. Если потенциал точки "б" мостовой схемы 14 увеличивается (уменьшается), увеличивается (уменьшается) напряжение на выходе компаратора 4. Если выходной транзистор импульсного усилителя 3 дополнительно откроется (закроется), напряжение на электродвигателе увеличится (уменьшится). Погрешность по частоте вращения уменьшится. The
Регулирование частоты вращения электродвигателя от минимального до максимального значения осуществляется изменением выходного напряжения опорного источника 13. Изменение напряжения опорного источника 13 осуществляется с помощью переменного резистора 19. Переменный резистор 19 жестко закреплен на неподвижной части 17 корпуса 16. Ползунок 18 переменного резистора 19 соединен с подвижной частью 17 корпуса 16. The speed of the electric motor is regulated from minimum to maximum by changing the output voltage of the
Верхнему положению ползунка 18 переменного резистора 19 соответствует минимальное напряжение опорного источника 13 и минимальная частота вращения электродвигателя 1. Нижнему положению ползунка 18 переменного резистора 19 соответствует максимальное напряжение опорного источника 13 и максимальная частота вращения электродвигателя 1. The upper position of the
При нажатии на подвижную часть 17 корпуса 16 ползунок 18 переменного резистора 19 смещается, увеличивается напряжение опорного источника 13. Если компаратор 4 открывается, открывается выходной транзистор импульсного усилителя 3. Вал электродвигателя 1 начинает вращаться. По мере нажатия на подвижную часть 17 корпуса 16 увеличивается напряжение опорного источника 13 и увеличивается частота вращения электродвигателя 1. Диод 15 служит для защиты транзисторов импульсного усилителя 3 от импульсов ЭДС электродвигателя Пpи работе электродвигателя возникают радиопомехи, для их уменьшения между источником 2 питания и мостовой схемой 14 может быть включен фильтр радиопомех, который на чертеже не показан. When the
Таким образом, использование в электроприводе электрически уравновешенной мостовой схемы и обратной связи по частоте вращения позволяет повысить стабильность частоты вращения электродвигателя при изменении напряжения питания и момента нагрузки, уменьшить потери мощности и упростить электропривод за счет исключения источника задающего напряжения. Thus, the use of an electrically balanced bridge circuit and frequency feedback in an electric drive can increase the stability of the electric motor rotation speed when the supply voltage and load moment change, reduce power losses and simplify the electric drive by eliminating the source of the reference voltage.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5036797 RU2030089C1 (en) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | D c electric motor drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5036797 RU2030089C1 (en) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | D c electric motor drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2030089C1 true RU2030089C1 (en) | 1995-02-27 |
Family
ID=21601596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5036797 RU2030089C1 (en) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | D c electric motor drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2030089C1 (en) |
-
1992
- 1992-04-10 RU SU5036797 patent/RU2030089C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1075359, кл. H 02P 5/16, 1982. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1377999, кл. H 02P 5/16, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2818450B2 (en) | Electronic control circuit for brushless DC motor | |
US5134682A (en) | Driver circuit for a d.c. motor without commutator | |
US2981880A (en) | Speed-regulating control system for series commutator motor | |
US4291260A (en) | Motor velocity control servo amplifier | |
US5537012A (en) | DC motor control circuit and DC motor | |
RU2030089C1 (en) | D c electric motor drive | |
RU2032264C1 (en) | Direct-current drive | |
JPS5775591A (en) | Motor drive circuit | |
SU997216A1 (en) | Method of stabilizing single-phase communication electric motor rotational speed | |
RU2216096C2 (en) | Direct-current drive | |
SU957286A1 (en) | Device for forced controlling of dc electromagnet | |
RU2092963C1 (en) | Dc drive | |
RU218518U1 (en) | SPEED STABILIZATION DEVICE OF SINGLE-PHASE COLLECTOR ELECTRIC MOTOR | |
JPH0813193B2 (en) | Motor control device | |
KR900007584B1 (en) | Arrangement for starting brushless motor | |
RU2020718C1 (en) | Pulse-operated speed governor for direct-current motor | |
SU564627A1 (en) | Direct voltage impulsive stabilizer | |
SU775851A1 (en) | Device for relay regulating of dc motor starting current | |
SU944043A1 (en) | Ac electric drive | |
SU1649629A2 (en) | Electric drive | |
JPH04351488A (en) | Speed control circuit for dc motor | |
RU2020713C1 (en) | Electric motor speed-setting device | |
SU1432713A1 (en) | Electric drive | |
JPH06101952B2 (en) | DC motor speed controller | |
SU1300617A1 (en) | D.c.electric drive |