SU1133645A1

SU1133645A1 - Intensity set-point device for electric drive

Info

Publication number: SU1133645A1
Application number: SU833646608A
Authority: SU
Inventors: Борис Михайлович Демский; Геннадий Евгеньевич Марченко
Original assignee: Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Химико-Фотографической Промышленности
Priority date: 1983-09-20
Filing date: 1983-09-20
Publication date: 1985-01-07

Abstract

ЗАДАТЧЖ ИНТЕЙСШНОСТИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащий усилитель на первом транзисторе, первый конденсатор , два резистора, первый потенциометр , один вывод которого сс№динеН с положительным вьшодом источника питани , вход и выход задатчика имеют общий вывод, отличающий с тем, что, с целью повышени качества регулировани , в него введеш 1 усилитель на втором транзисторе противоположного типа проводимости , четыре резистора, второй конденсатор и второй потенциометр, a источник питани вьшолнен со средним вьшодом, соединенным с общим выводом входа и выхода задатчика, при этом-гПоложительный вьгоод источника питани соединен с эмиттером первого транзистора .и через третий резистор - с коллектором второго транзистора , который через четвертый резистор соединен с выходным вьгоодом задатчика , соединенным .также через первьй и второй конденсаторы соответственно с базами первого и второго транзисторов и через первый резиса ko тор - с коллектором первого транзистора , которьй через п тый резистор с соединен с эмиттером второго транэис тора и с отрицательным выводом источ ника питани , соединенным также через второй потенциометр и шестой резистор с вторым выводом первого потенциометра , базы транзисторов соедиоэ со нены с ползунками соответственно первого и второго потенциометров, О) й- входной и выходкой вьшоды задат4 чика соединены через второй резне-, О1 тор.ELECTRIC DRIVE INTELLIGENCE TASK, containing the amplifier at the first transistor, the first capacitor, two resistors, the first potentiometer, one output of which is the single DIN with the positive terminal of the power source, the input and output of the setter have a common conclusion that differs from that in order to improve quality control, you will enter into it 1 amplifier on the second transistor of the opposite conductivity type, four resistors, the second capacitor and the second potentiometer, and the power source is wired with the average output connected to the common The output of the input and output of the setting device, wherein the positive terminal of the power source is connected to the emitter of the first transistor. And through the third resistor to the collector of the second transistor, which through the fourth resistor is connected to the output output of the generator connected to the first and second capacitors respectively to the bases the first and second transistors and through the first resistor ko tor - with the collector of the first transistor, which is connected via the fifth resistor c to the emitter of the second transistor and with a negative output The power supply, also connected via the second potentiometer and the sixth resistor to the second output of the first potentiometer, the bases of the transistors connected to the sliders of the first and second potentiometers, respectively, O) the input and output outputs of the setpoint, is connected via the second output terminal, O1 tor.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использйвано в автоматизированных электроприводах дн управлени пуском и остановом в функции времени. Известен задатчик интенсивности, содержащий усилитель иа транзисторе, конденсатор и резисторы Cl3. Недостатком такого устройства вл етс нелинейность выходного напр жени задатчйка из-за изменени параметров транзистора под воздействием внешних возмущающих факторов, а также невозможность раздельного регулировани выходного напр жени задатчйка при его убывании и возрастании . Наиболее близким по технической сущности и изобретению вл етс задатчик интенсивности дл электропривода , содержаний усилитель на первом транзисторе, первый конденсатор, два резистора, первый потенциометр, один вывод которого соединен с положительным юшодом источника питани вход и вьБСод задатчйка имеют общий вывод. Кроме того, задатчик содержит вьшр мительньй мост в выходной цепи E2J. . К недостаткам известного решени следует отнести низкую линейность вьпсодного напр жени ,, что снижает качество .регулировани . Это объ сн етс кэменением параметров транзистора , включенного по параметрической , под воздействием внешних возмущан цих факторов. Наиболее существенно на линейность вли ет сопротивление нагрузки, шунтирукщее конденсатор , что приводит к изменению посто нной времени интегрировани . Кроме того, вследствие наличи в выходной цепи нелинейного сопротивл ни - выпр мительного моста, состо чего из четзд ех диодов, выходна ха рактеристика в области махйлх напр жений имеет излом, и в этой области значительно мен етс врем интегрировани . Известное решение позвол ет регулировать скорость изменени выходного напр жени , но эта скорость посто нна как дл по ожитель .ных, так и отрицателъшлх приращений выходного напр жени , что ограничивает его применение в автоматизированных электроприводах дл регулировани . Цель изобретени - повышение качества регулировани . Поставленна цель достигаетс тем, что задатчик интенсивности дл электропривода, содержащий усилитель на первом транзисторе, первый конденсатор , два резистора, первый потенциометр , один вьшод которого соединен с положительным выводом источника питани , вход и выход задатчйка имеют общий вывод, введены усилитель на втором транзисторе противоположного типа проводимости, четыре резистора, второй конденсатор и второй потенциометр, а источник питани выполнен со средним вьгоодом, соединенным с общим вьшодом входа и выхода задатчйка, при этом положительный вьюод источника питани соединен с эмиттером первого транзистора и через третий {)езистор - с коллектором второго транзистора, которьй через четвертый резистор соединен с выходным вьюодом задатчйка, соединенным также через первый и второй конденсаторы соответственно с базами первого и второго транзисторов и через первьш резистор - с коллектором пер-, вого транзистора, котарьй через п тый резистор соединен с эмиттером, второго транзистора и с отрицательным вьшодом источника питани , соединенным также через второй потенциометр и шестой резистор свторым выводом первого потенциометра, базы транзисторов соединены с ползунками соответствекно первого и второго потенциометров, входной и выходной выводи задатчйка соединены че1оез второй резистор. йа фиг. t приведена схема задат- . чика интенсивности} на фиг. 2 - диаграммы напр жений. Задатчик интенсивности (фиг.1) содержит усилитель на транзисторе 1, конденсатор 2, резисторы 3 и 4, потенциометр 5, один вывод которого соединен с положительным вьгоодом источника 6 питани , вход и выход задатчкка имеют общий вывод 7, усилитель на транзисторе 8 противоположного типа проводимости, резисторы 9-12, конденсатор 13 и потенциометр 14, а источник питани выполнен со средним выводом, соединенным с общим вьюодом 7. Положительный вывод источника питани соединен с эмиттером транзистора 1 и через резистор 9 - с коллектором тран зистора 8, который через резистор 10 соединен с выходным выводом задатчика , соединенным также через конденсаторы 2 и 13 соответственно с базами транзисторов 1 и 8, и чере резистор 3 соединен с коллектором транзистора 1, который через резистор 11 соединен с эмиттером транзис тора 8 ис отрицательным выводом источника 6 питани , соединенным та же через потенциометр 14 и резистор :12 с вторым выводом потенциометра 5 Базы транзисторов 1 и 8 соединены с ползунками соответственно потендиометров 5 и 14. Ёкодной и выходно вьшоды задатчика соединены через резистор 4. Задатчик работает следующим обра зом. В исходном состо нии транзистор 1 насыщен отрицательны-1 потенциалом снимаемым с потенциометра 5, а тран зистор 8 - положительным потенциало снимаемым с потенциометра 14. На выходе транзистора 1 присутствует напр жение со знаком плюс на выход транзистора 8 - со знаком минус. Предположим, что V %g (1) и примем Rj R-io (2) где и,.- напр жение насыщени транзистора 1i - напр жение насыщени транзистора 3; Rj - сопротивление резистора 3i - согфотивление резистора 10 выходное напр жение равно нулю. Поскольку верхние обкладки конденсато pos 2 и 13 подключены через малые с противлени переходов ©аза-эмиттер насьщенных транзисторов 1 и 8 к иротивополозкным полюсам источника 6 питани , то они зар жены и имеют, равные напр жени с противоположной пол рностью, т.е.. Из14где и - напр жение на конденсаторе 2, U,j - напр жение на конденсатере 13 Е - напр жение источника 6 питани . При подаче на вход схемы пр моугольного импульса напр жени U&x положительной пол рности в момент времени t (фиг.2) потенциал выходн го, вывода измен етс и прикладывает йерез конденсатор 2 к базе транзистора 1. От источника входного сигнала течет ток по цепи; резистор 4, конденсатор 2, переход база-эмиттер транзистора 1, внутреннее сопротивление источника 6 питани .и вьгаод 7. Транзистор 1 переходит из области насьпцени в активный регшм работы . Напр жение на коллекторе , (фиг.2) этого транзистора скачком уменьшаетс и компенсирует увеличение потенциала на выходном выводе. Выходное напр жение в данный момент времени t практическитакже равно .нулю. Состо ние транзистора 8 не измен етс , так как пол рность сигнала на его базе совпадает с пол рностью насыщени . Конденсатор. 2 перезар жаетс . Св зь между налр жегшем на конденсаторе и током, протекающим через него , выражаетс формулой . , (, где УС - напр жение на конденсатореj i - ToiK зар да (разр да) конденсат ора -емкость КонденсатораJ -текущее врем , знак -.указывает на разр д конденсатора . Так как ток перезар да конденсатора течет через входную цепь транзистора , то можно написать 1 де - напр жение на входе транзистора j - входн 5е сопротивление транзистора, которое определ етс сопротивлением перехода база-эмиттер транзистора , наход щегос в активной зоне работы, и части сопротивлени потенциометра . Поскольку напр жение на переходе аза-эмиттер транзистора 1 равно апр жению смещени Us, снимаемого движка потенциометра 5 иэ5 Ug о можем написать ах Выражение (4) с учетом пишетс 1133645 переВ момент времени t, когда конденсатор 2 разр дитс до напр жени The invention relates to electrical engineering, in particular to an automated electric drive, and can be used in automated electric drives for controlling start and stop as a function of time. Known unit of intensity, containing the amplifier and the transistor, the capacitor and the resistors Cl3. The disadvantage of this device is the nonlinearity of the output voltage of the transducer due to the change in the parameters of the transistor under the influence of external disturbing factors, as well as the impossibility of separately adjusting the output voltage of the transducer when it decreases and increases. The closest in technical essence and the invention is the intensity control for the electric drive, the contents of the amplifier at the first transistor, the first capacitor, two resistors, the first potentiometer, one output of which is connected to the positive power supply input and the preset terminal have a common output. In addition, the setting device contains the highest bridge in the output circuit E2J. . The disadvantages of the known solution include the low linearity of overvoltage, which reduces the quality of the regulation. This is due to the change of the parameters of the transistor, which is included in the parametric one, under the influence of external disturbances. The linearity is most significantly affected by the load resistance of the shunt capacitor, which leads to a change in the constant integration time. In addition, due to the presence of a nonlinear resistance in the output circuit — a rectifying bridge consisting of four diodes, the output characteristic in the field of high voltages has a kink, and the integration time varies considerably in this area. The known solution allows to adjust the rate of change of the output voltage, but this rate is constant for both incremental and negative increments of the output voltage, which limits its use in automated electric drives for regulation. The purpose of the invention is to improve the quality of regulation. The goal is achieved by the fact that the intensity control for the electric drive, containing the amplifier at the first transistor, the first capacitor, two resistors, the first potentiometer, one pin of which is connected to the positive terminal of the power source, the input and output of the transmitter have a common terminal, an amplifier on the second transistor of the opposite conduction type, four resistors, a second capacitor and a second potentiometer, and the power supply is made with an average output connected to a common input and output output of the preset, the positive power source view is connected to the emitter of the first transistor and through the third {) resistor - to the collector of the second transistor, which is connected to the output transistor of the first and second transistors and first through the fourth resistor through the fourth resistor the resistor is connected to the collector of the first transistor, the transistor through the fifth resistor is connected to the emitter, the second transistor and to the negative power supply terminal, also connected via the second A swarm potentiometer and a sixth resistor with a second lead of the first potentiometer, transistor bases are connected with sliders corresponding to the first and second potentiometers, the input and output leads and the set point are connected via a second resistor. ya fig. t is a set-up scheme. Chica intensity} in FIG. 2 - voltage diagrams. The intensity setter (Fig. 1) contains an amplifier on transistor 1, capacitor 2, resistors 3 and 4, potentiometer 5, one output of which is connected to the positive side of power supply 6, input and output preset have a common output 7, amplifier on opposite type transistor 8 conductor, resistors 9-12, capacitor 13 and potentiometer 14, and the power supply is made with an average output connected to common view 7. The positive output of the power supply is connected to the emitter of transistor 1 and through a resistor 9 to the collector of transistor 8, through the resistor 10 is connected to the output terminal of the setter, also connected via capacitors 2 and 13 respectively to the bases of transistors 1 and 8, and across the resistor 3 is connected to the collector of transistor 1, which through resistor 11 is connected to the emitter of the transistor 8 power connected the same through potentiometer 14 and a resistor: 12 to the second output of potentiometer 5 The bases of transistors 1 and 8 are connected to the sliders of potentiometers 5 and 14, respectively. The control unit and output terminals of the setpoint device are connected through a resistor 4. Set Chick works as follows. In the initial state, transistor 1 is saturated with negative-1 potential removed from potentiometer 5, and transistor 8 with positive potential removed from potentiometer 14. At the output of transistor 1 there is a voltage with a plus sign at the output of transistor 8 - with a minus sign. Suppose that V% g (1) and take Rj R-io (2) where and,. Is the saturation voltage of transistor 1i, is the saturation voltage of transistor 3; Rj is the resistance of the resistor 3i — the accumulation of the resistor 10 is the output voltage zero. Since the upper plates of the condensate pos 2 and 13 are connected through small resistors of the aaz emitter of the transistor 1 and 8 to the opposite terminals of the power supply 6, they are charged and have equal voltage with opposite polarity, i.e. From 14 and where - the voltage on the capacitor 2, U, j - the voltage on the capacitor 13 Е - the voltage of the power supply 6. When a rectangular impulse voltage U & x of positive polarity is applied to the input at time t (Fig. 2), the potential of the output and output changes and applies a capacitor 2 to the base of transistor 1 by means of the input source. ; resistor 4, capacitor 2, base-emitter junction of transistor 1, internal resistance of power supply 6, and ground 7. Transistor 1 moves from the area of the test to active operation. The voltage across the collector (Fig. 2) of this transistor abruptly decreases and compensates for the increase in potential at the output terminal. The output voltage at a given time t is practically also equal to zero. The state of transistor 8 does not change, since the polarity of the signal at its base coincides with the polarity of saturation. Capacitor. 2 recharging. The relation between the capacitor and the current flowing through it is expressed by the formula. , (where is the capacitor capacitance i - ToiK of the charge (discharge), the capacitor is the capacitance of the capacitor, capacitance of the capacitor. Since the overcurrent of the capacitor flows through the input circuit of the transistor, then You can write 1 de - voltage on the input of the transistor j - input 5e resistance of the transistor, which is determined by the resistance of the base-emitter junction of the transistor in the active zone of operation, and part of the potentiometer resistance. Because the voltage on the junction of the aza-emitter of transistor 1 apr The displacement of the potentiometer 5 and e5 Ug on the displacement of Us, we can write ah Expression (4) taking into account we write 1133645 reV time t, when the capacitor 2 discharges to the voltage

и.and.

di. . С8 г,di. . C8 g

8)с8) from

Проинтегрируем вьфажение (8)Integrating drilling (8)

и,and,

(9)(9)

г,g,

ВхBh

Посто нный член Up определ ет начальное условие интегрировани , равен первоначальному зар ду конденсатора и согласно выражению (3) равн етс The constant term Up defines the initial integration condition, is equal to the initial charge of the capacitor, and according to expression (3) is equal to

.4.four

Ио)And about)

Так как одна обкладка конденсатора 2 соединена с выходным вьгаодом, а втора - с положительным полюсом источника 6 питани , напр жение через переход база-эмиттер транзистора 1t исключа напр жение на входе транзистора, которое значительно меньше напр жени источника питани , можем записать. ,Since one plate of the capacitor 2 is connected to the output side and the second is connected to the positive pole of the power supply 6, the voltage across the base-emitter junction of the transistor 1t excluding the voltage at the input of the transistor, which is significantly less than the supply voltage, can be recorded. ,

VUeb.. |VUeb .. |

(111(111

t t

(15)(15)

где а - посто нный коэффициент, ток через конденсатор 2 равен нулю, и транзистор 1 под действием напр жени смещени , снимаемого с движка потенциометра 5, переходит из активной зоны работы в зону насыщени , т.е. схема возвращаетс ,в первоначалное устойчивое состо ние.where a is a constant factor, the current through the capacitor 2 is zero, and the transistor 1 under the action of the bias voltage taken from the slider of the potentiometer 5 moves from the active zone of operation to the saturation zone, i.e. the circuit returns to its original steady state.

Дл анализа схемы в этом режиме работы предположим, что падение напр жени на открытых транзисторах 1 и 8 равно нулю, т.е. можем прин ть, что эгдаттеры и коллекторы транзисторов замкнуты.To analyze the circuit in this mode of operation, we assume that the voltage drop across open transistors 1 and 8 is zero, i.e. we can assume that the egatdators and collectors of the transistors are closed.

В этом случае резисторы 11 и 9 включаютс параплельно источнику питани , резисторы 3 и 10 включаютс параплельно между собой и последовательно резистору 4.In this case, the resistors 11 and 9 are connected parapelly to the power supply, the resistors 3 and 10 are connected parapleally between themselves and in series with the resistor 4.

Коэффищ1ент передачиTransmission ratio

(Щ где Щыл выходное напр жение задатС учетом выражений (9)-(11) запишем 1 / v.4 4Следовательно , при подаче на вход налр ени в виде импульса положительной пол)1рности на выходе по вл етс линейно измен ющеес напр жение Врем интегрировани t не зависит от входного сигнала и сопротивлени нагрузки, а определ етс величиной напр жени смещени и параметрами схемы. Так как конденсатор включен между выходом задатчика и входом усилительного каскада, т.е. усилитель охвачен гибкой отрицательной обратной св зью, то линейность нарас тани выходного сигнала в предлагаемой системе значительно вьше, чем в известных параметрических схемах, где на выходе присутствует зкспонен даальна составл юща напр жени , величина которой зависит от сопротив лени нагрузки. определ етс «4iV al R3lo (2) учетом выражени R где E.t сопротивление резистора. 4. Из формул (11), (13) и (14) следует , что коэффициент а К, Выражение (14) с учетом (15) запишетс Следовательно, при работе схемы в период времени , выходное напр -. женке также линейно и определ етс пассивными элементами схемы, которые при соответствующем выборе практически не внос т погрешность в выходной , сигнал. Все изложенные вывоДы остаютс в силе, если в момент времени tj подать на вход отрицательньй скачок напр жени . Состо ние транзистора 1 в этот момент времени не измен етс , а транзист Я 8 переходит в активный режим работы, его выходное напр жение измен етс противоположно вход-. 7 . 1 ному таким образом, что на выходе схемы генерируетс линейно спадающий сигнал по мере разр да конденса тора 13. Выходное напр жение определ етс выражением (.12) , где вместо напр жени смещени Uj будет напр жение смещени Uit, , снимаемое с движка потенциометра 1А, В момент t транзистор 8 под действием напр жени смещени , поступающего с потенциометра 14, переходит в режим насьпдени - в первоначальное состо ние. Выходное напр жение представл етс вьфажением (16). Резисторы t1 и 9, соедин коллекторы транзисторов 1 и 8 с противоположными полюсами источника 6 питани , увеличивают потенциал на коллекторах этих транзисторов в активной зоне работы, и тем самым увеличиваетс размах напр жени на выходе. Резистор 12 увеличивает пла ность регулировани напр жени смещени на базах транзисторов 1 и 8. Работа устройства не зависит от пол рности входного сигнала, выходное напр жение может симметрично измен тьс в обеих пол рност х относительно общего вьгоода 7 в соотве 58 ствии с входным сигналом, причем линейность сохран етс и при работе в области малых значений входного напр жени за счет посто нства времени интегрировани . Устанавлива напр жение смещени на базах транзисторов, можно измен ть в широком диапазоне врем .обработки раздельно при увеличении и уменьшении входного напр жени , т.е. задатчик интенсивности обеспечивает независимую регулировку положительных и отрицательных приращений выходного напр жени , что значительно расшир ет область применени устройства . Высока линейность выходного напр жени обеспечиваетс посто нством времени интегрировани , которое не измен етс как при работе с большими входньпуш сигналами, так и с малыми, и не зависит от величины сопротивлени нагрузки. Таким образом, задатчик интенсивности обеспечивает высокую точность регулировани и плавное изменение выходного напр жени по линейному закону, что повышает качество регулировани .(U where is the output output voltage setpoint; taking into account expressions (9) - (11), we write 1 / v.4. 4 Therefore, when applying a positive field pulse as a positive field), a linearly varying voltage appears at the output t does not depend on the input signal and the load resistance, but is determined by the magnitude of the bias voltage and circuit parameters. Since the capacitor is connected between the set point output and the input of the amplifier stage, i.e. Since the amplifier is covered by a flexible negative feedback, the linearity of the output signal growth in the proposed system is much higher than in well-known parametric circuits, where the output contains an extra component voltage, the value of which depends on the load resistance. is determined by "4iV al R3lo (2) given the expression R, where E.t is the resistance of the resistor. 4. From formulas (11), (13) and (14) it follows that the coefficient a K, Expression (14) with regard to (15) will be written down. Consequently, when the circuit operates in a period of time, the output eg. The woman is also linear and is determined by the passive circuit elements, which, with an appropriate choice, make almost no error in the output signal. All the stated conclusions are valid if at the moment of time tj a negative voltage jump is applied to the input. The state of the transistor 1 does not change at this time, and the transistor I 8 goes into active mode, its output voltage changes opposite of the input-. 7 1 in such a way that the output of the circuit generates a linearly falling signal as the capacitor 13 discharges. The output voltage is determined by the expression (.12), where instead of the bias voltage Uj is the bias voltage Uit, removed from the slider of the potentiometer 1A At the time t, the transistor 8 under the action of the bias voltage supplied from the potentiometer 14, goes into the on-load mode — into the initial state. The output voltage is represented by the extrusion (16). Resistors t1 and 9, connecting the collectors of transistors 1 and 8 with opposite poles of the power supply 6, increase the potential at the collectors of these transistors in the active zone of operation, and thereby increase the voltage swing at the output. Resistor 12 increases the bias voltage regulation bias on the bases of transistors 1 and 8. The device operation does not depend on the polarity of the input signal, the output voltage can vary symmetrically in both fields with respect to the common voltage 7, moreover, linearity is preserved even when operating in the region of small values of the input voltage due to the constant integration time. Setting the bias voltage on the bases of the transistors can be varied over a wide range of processing times separately with increasing and decreasing input voltages, i.e. The intensity master provides independent adjustment of the positive and negative output voltage increments, which greatly expands the scope of application of the device. The high linearity of the output voltage is provided by the constant integration time, which does not change when working with large input signals and with small signals, and does not depend on the magnitude of the load resistance. Thus, the intensity adjuster ensures high accuracy of regulation and smooth variation of the output voltage according to a linear law, which improves the quality of regulation.

Фиг.11

иand

и.and.

К8K8

Фиг.22

Claims

INTENSITY INTENSITY TRANSMITTER FOR ELECTRIC ACTUATOR, comprising an amplifier on the first transistor, a first capacitor, two resistors, a first potentiometer, one output of which is connected to the positive output of the power source, the input and output of the master have a common output, which differs in that, in order to improve the quality of regulation , an amplifier is inserted into it on a second transistor of the opposite type of conductivity, four resistors, a second capacitor and a second potentiometer, and the power source is made with an average terminal connected to a common terminal m of the input and output of the master, while the positive output of the power source is connected to the emitter of the first transistor. and through the third resistor to the collector of the second transistor, which through the fourth resistor is connected to the output of the master, connected also through the first and second capacitors, respectively the bases of the first and second transistors and through the first resistor - with the collector of the first transistor, which is connected through the fifth resistor to the emitter of the second transistor and to the negative output of the power source, ennym also through the second potentiometer and the sixth resistor to the second terminal of the first potentiometer bases of transistors connected to the sliders of the first and second potentiometers, A input and output terminals are connected via a second setpoint rezne- torus.

>

1133645 2