SU1224830A1 - Устройство регулировани скорости движени магнитной ленты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области приборостроени , к устройствам дл  управлени  скоростью вращени  электродвигател  (Э) 3, например, лентопрот жного механизма. Цель изобретени  - расширение рабочего диапазона и уменьшение длительности переходного процесса. Устройство содержит вновь введенные ограничитель-инвертор 13, ключи 14 и 24, резисторы (Л

Description

18 и 11, узел задержки 26 и управл - емьй делитель 33 напр жени , соединенные между собой определенным образом . Стабилизаци  скорости вращени  Э 3 посто нного тока и движени  магнитной ленты 5 происходит так, что при уменьп1ении скорости вращени  Э 3 посто нного тока, уменьшаетс  частота сигналов на выходе таходатчика6- формировател  7, т.е. их период увеличиваетс , что вызывает линейное

15

Изобретение относитс  к приборотроению , а именно к устройствам дл  правлени  скоростью вращени  электодвигател , например, лентопрот жого механизма.5

Целью изобретени   вл етс  расшиение рабочего диапазона ц, уменьшение длительности переходного процесса

0

На фиг о 1 приведена блок-схема

устройства регулировани  скорости движени  магнитной ленты; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие его работу.

Устройство регулировани  скорости движени  магнитной ленты содержит усилитель 1 мощности с yпpaвл юш м входом 2, электродвигатель 3 посто нного тока, св занный через ведущий вал 4 с магнитной лентой 5 и кинематически с таходатчиком 6, формирователь 7 трапецеидального напр жени , операционный усилитель В, своим выходом 9 подключенный к его инвертирующему входу 10 через резистор 11 и конденсатор 12, ограничитель-инвертор 13, первый ключ 14, своим первым входом 15 через второй конденсатор 16 соединенньш с выходом 17 ограничител - инвертора 13, и через второй резистор 18 с шиной 19 питани , а вторым вхо- 30 дом 20 - с выходом 21 формировател  7 трапецеидального напр жени , третий резистор 22, подключенный между выходом 23 первого ключа 14 и инвертирующим входом 10 операционного усилите- 35 л  8, второй ключ 24, первый вход 25 которого через узел 26 задержки подключен к второму входу 27 устройства, второй вход 28 - к инвертирующему

нарастание напр жени  на выходе 21 формировател  7 трапецеидального напр жени  до более высокого уровн , которое при помощи операционного усилител  8 формируетс  в отрицательное значение напр жени , приоткрывающее усилитель 1 мощности и увеличивающее скорость вращени  ведущего Э 3 посто нного тока, и тем самым скорость движени  магнитной ленты 5 . 2 ил.

0 5

входу 10 операционного усилител  8, а вькод 29 через диод 30 - к общей точке 31 соединени  конденсатора 12 и резистора 11, причем неинвертирующий вход 32 операционного усилител  8 через управл емый делитель 33 напр жени  соединен с общим проводом 34.

Устройство регулировани  скорости движени  магнитной ленты работает следующим образом.

В исходном положении в режиме Стоп на первый вход 2 подаетс , например, высокий уровень напр жени , закрывающий усилитель 1 мощности и электродвигатель 3 посто нного тока не вращаетс . Б режиме Стоп первый ключ 14 находитс  в открытом состо нии , так как на его первый вход 15 через второй резистор 18 поступает отрицательное напр жение с шины 19 питани . При этом его второй вход 20 и вь&од 23 закорочены и максимальное напр жение U с выхода 21 формировател  7 трапецеидального напр жени  (фиг. 2в) через третий резистор 22 поступает на инвертирующий вход 10 операционного усилител  8, на выходе 9 которого формируетс  максимальное отрицательное напр жение U О (фиг. 2д), по уровню близкое к питающему напр жению операционного усилител  8. В режиме Стоп в открытом состо нии находитс  и второй ключ 24, так как на его первый вход 25 от узла .26 задержки тоже поступает отрицательное напр жение. В этом случае второй вход 28 и выход 29 ключа 24 закорочены,а диод 30 отркыт отрицательным напр жением, поступающим с

3

выхода 9 операционного усилител  8 через резистор 11, и шунтирует конденсатор 12. Таким образом, конденсатор 12 в режиме Стоп находитс  в незар женном состо нии.

Дл  включени  рабочего режима на первый и второй входы устройства подаётс  команда, например, в виде нулевого уровн  напр жени . При этом усилитель 1 мощности насыщаетс  отрицательным напр жением Up (фиг.2д) на электродвигатель 3 посто нного тока поступает полное напр жение питни  , обеспечива  таким образом его запуск. С нйчала вращени  электродвигател  3 посто нного тока на выходе таходатчика - формировател  6, св занного с электродвигателем 3, по вл ютс  пр моугольные импульсы напр жени  (фиг. 2а), частота которых с ростом скорости вращени  электродвигател  3 пропорционально увеличиваетс  . Импульсы напр жени  таходатчика 6, инвертированные и ограниченные с помощью ограничител -инвертора 13 (фиг. 26), через второй конденсатор 16 поступают на первьй вход 15 первого ключа 14, а также и на формирователь 7 трапецеидального напр жени 

Во врем  формировани  пилообразного напр жени  формирователем 7 трапецеидального напр жени  в интервалы времени t,-t , t,.- t , Ц- t, t.,- t (фиг. 2в) на первый вход 15 первого ключа 14 через второй конденсатор 16 с выхода 17 ограничител -инвертора

13поступает, например, высокий уровень сигнала (фиг. 2б) и первый ключ

14закрываетс , т.е. сигнал с выхода 21 формировател  трапецеидального напр жени  не поступает на операционный усилитель 8. При поступлении низкого уровн  напр жени  сигнала

в интервалы времени t - t. , Ц- t,, t - t , tg- Ц (фиг.2б) на пёрвьш вход 15 первого ключа 14 его вход

20- выход 23 закорачиваетс  и напр жение (и,, и , U:5 4) с выхода

21формировател  7 трапецеидального напр жени  (фиг. 2в) по вл етс  на выходе 23 первого ключа 14 (фиг.2г) и через третий резистор 22 поступает на инвертирующий вход 10 операционного усилител  8. Во врем  переходного процесса, т.е. пока второй ключ 24 находитс  в открытом состо нии и конденсатор 12 зашун- тирован диодом 30, коэффициент уси24830Л

лени  операционного усилител  8 сравнительно мал и определ етс  соотношением резисторов 11 и 22, т.е. операционный усилитель 8  вл етс  мас- 5 штабным усилителем. В интервале времени от t до tg на выходе 9 операционного усилител  8 формируютс  пр моугольные импульсы напр жени  (фиг. 2д), среднее значение которых

to (фиг. 2д, пунктирна  лини ), через усилитель 1 мощности управл ет скоростью вращени  ведущего электродвигател  3 посто нного тока. Малый коэффициент усилени , обеспечиваемый

15 устройством во врем  переходного процесса в промежуток времени (фиг. 2д), позвол ет сравнительно быстро без длительного колебательного процесса достичь номинальной ско20 рости движени  магнитной ленты.

Резкое уменьшение размаха амплитуды отрицательных полупериодов на выходе 9 операционного усилител  8 (фиг. 2д, в момент времени t) объ с25 н етс  следующим.

Когда на вход 10 операционного усилител  8 поступают положительные импульсы, амплитуда которых больше посто нного напр жени , поступающего с управл емого делител  33 напр жени  на вход 32 операционного усилител  8, на выходе 9 операционного усилител  8 образуетс  отрицательное напр жение , которое открывает диод 30,

5 и зар да конденсатора 12 при этом не происходит. По мере разгона электродвигател  3 амплитуда импульсон,приход щих на вход 10 операционного усилител  8, уменьшаетс . Когда амплитуда импульсов становитс  равной величине напр жени , подаваемого с управл емого делител  33 напр жени  на вход 32 операционного усилител  8 (электродвигатель 3 достиг номинапь5 ной скорости), на выходе 9 операционного усилител  8 перестают по вл тьс  импульсы отрицательной пол рности и диод 30 закрываетс  положительным напр жением с выхода 9 операционнбго

0 усилител  8. При этом в момент прихода через первый ключ 14 импульса напр жени  конденсатор 12 будет закрыватьс  до величины, определ емой амплитудой импульса, а в момент отсут5 стви  импульса напр жение на конденсаторе останетс  неизменным.При этом -. операционный усилитель 8 начинает работать не как масштабный усилитель.

30

0

а как изодромное звено. Данное звено отличаетс  тем, что на низких ч асто- тах, т.е. в диапазоне обработки возмущений , оно ведет себ  как интегрирующее звено, а в области высоких частот звено ведет себ  как безынерционное . Таким образом, изодромное звено повьшает точность устройства, не ухудша  его устойчивости.

Однако в интервале времени , (фиг. 2д) на выходе 9 операционного усилител  8 присутствуют сравнительно больщие пульсации напр жени  пилообразной формы. Это вызвано частич ным разр дом конденсатора 12 через относительно малое обратное сопротивление диода 20. Такие импульсы напр жени  могут вызвать нестабильную работу устройства на низких скорое- т х. Поэтому в конце переходного процесса в момент времени (фиг.2д) на первый вход 25 второго ключа 24 с второго входа устройства поступает команда рабочего режима в виде нуле- вого уровн  напр жени , задержанного узлом 26 задержки. В это врем  второ ключ 24 размыкаетс  и диод 30 перестает шунтировать конденсатор 12.

После окончани  переходного процесса , например, в момент времени tj ( фиг. 2д) работа формировател  7 трапецеидального напр жени  и первого ключа 14 ничем не отличаетс  от их р боты во врем  переходного процесса, однако режим работы операционного усилител  8 измен етс . При разомкнутом втором ключе 24 диод 30 не шунтирует конденсатор 12-и при поступлении через первый ключ 14 на вход 10 операционного усилител  8 в интервалы, времени , , t,,- t,,, t|.- t, импульсов напр жени  U , Ug, U-j (фиг. 2г) с формировател  7 трапецеидального напр жени  конденсатор 12 быстро зар жаетс  через третий резистор 22. При размыкании в интервалы времени Ц-С i u (Фиг.2г) первого ключа 14 конденсатор 12 не успевает заметно разр дитьс  через вход операционного усилител  8 и напр жение на его выходе 9 в пределах каждого периода времени t -t, t- t (фиг. 2д) сохран етс  посто- . нным. Следовательно, напр жение на выходе 9 операционного усилител  8 в установившемс  режиме работы становитс  посто нным.

10

д 20 5

0

. 5 5

5

Таким образом, в установившемс  режиме работы изодромное звено совместно с первым ключом 14 устройства не только обеспечивает большой коэффициент усилени  в диапазоне отработки возмущений, но и одновременно выполн ет функцию запоминани  на полпериода предыдущего значени  напр жени  формировател  7 трепецеидального напр жени , что исключает необходимость устанавливать RC- или LC-фильтр нижнйk частот на его выходе 21. При этом так как входной ток операционного усилител , разр жающий конденсатор 12, достаточно мал, то врем  запоминани  при помощи изодромного элемента может быть достаточно большим, что расшир ет диапазон регулировани  скорости устройства от минимальных до максимальных значений. .

Стабилизаци  скорости вращени  электродвигател  3 посто нного тока, а следовательно, движени  магнитной ленты 5 происходит следующим образом. При уменьшении скорости вращени  электродвигател  3 посто нного тока уменьщаетс  частота сигналов на выходе таходатчика-формировател , т.е. их период увеличиваетс . Это вызывает линейное нарастание напр жени  на выходе 21 формировател  7 трепецеидального напр жени  до более высокого уровн  (и, Ug, и, фиг. 2в), которое при помощи операционного усилител  8 формируетс  в более отрицательное значение напр жени  (фиг.2д), приоткрывающее усилитель 1 мощности и увеличивающее скорость вращени  ведущего электродвигател  3 посто нного тока, а тем самым и скорость движени  магнитной ленты. При увеличении скорости вращени  ведущего, электродвигател  3 посто нного тока происходит противоположный цикл регулировани  .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство регулировани  скорости движени  магнитной ленты, содержащее последовательно соединенные усилитель мощности с управл ющим входом, который  вл етс  первым входом устройства , и электродвигатель посто нного тока, кинематически св занный с тахо- датчиком и ведущим валом, формирователь трапецеидального напр жени , а

   7

   также оиерационныи усилитель, выход которого соединен с инвертирующим входом через первый резистор и первый конденсатор, отличающеес  тем, что, с целью расширени  рабочего диапазона и уменьшени  длительности переходного процесса, в него введены ограничитель-инвертор, первый и второй управл емые ключи, второй конденсатор , второй и третий резисторы, узел задержки, диод и управл емый делитель напр жени , причем вход ограничител -инвертора соединен с выходом таходатчика и входом формировател  трепецеидального напр жени , а его выход - через второй конденсатор - с управл ющим входом первого управл е

   ts

   224830

   мого ключа, соединенным через второй резистор с шиной питани , выход формировател  трепецеидального напр жени  через первый ключ и третий резистор соединен с инвертирукнцим входом операционного усилител , неинвертирующий вход которого соединен через управл емый делитель с проводом питани , а выход - с входом усилител  мощности и через первый резистор - с катодом диода, анод диода через первый управл ющий вход второго управл емого ключа соединен с инвертирующим входом операционного усилител , второй вход устройства подсоериненче- рез узел задержки к второму управл ющему входу второго управл емого ключа.

   10

   и

   tr tj tj t4 is is i7 it it, ite in ta iiy ttt its

   tt tj iet iftg inin iata Ut

   ii it is i« is it ti tg tf ira in t,r fa it

   Составитель A. Ерошкевич Редактор A. Лежнина Техред Н.Бонкало Корректор М. Шароши

   Заказ 1954/49Тираж 543Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород,ул.Проектна , 4

   Фи& Z