SU884062A1 - Регул тор скорости вращени дл микроэлектродвигател посто нного тока - Google Patents

Description

(54) РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электропроигрывающих устройствах, лентопрот жных механизмах устройств магнитной записи и устройствах программного управлени .

Известен регул тор скорости микродвигател  посто нного тока, в котором в качестве сигнала обратной св зи используетс  сигнал импульсного датчика, преобразуемый при помощи преобразовател  частота-скважность в сигнал управлени  усилителем мощности, нагруженным на электродвигатель .

Известный регул тор не обладает способностью сохран ть режим стабилизации при большом изменении момента нагрузки на валу двигател  в широком диапазоне скоростей. .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  регул тор скорости вращени  дл  микроэлектродвигател  посто нного тока, содержащий последовательно соединенные импульсный датчик скорости вращени , преобразователь частота-напр жение, пороговое устройство.

усилитель мощности, к выходу которого подключен электродвигатель.

Преобразователь частота-напр жение представл ет собой устройство формировани  пилообразного напр жени , наложен , ного на посто нное. Последнее измен етс  пропорционально частоте сигнала импульсного датчика и, соответственно, скорости вращени  ротора электродвигател . Это суммарное напр жение поступает на пороговое устройство, где реализуетс  преобto разование напр жение-скважность. Выходные импульсы порогового устройства управл ют усилителем мощности. До момента достижени  суммарным напр жением порога срабатывани  порогового устройства, что имеет место например при разгоне элект5 родвигател , к двигателю через усилитель мощности подводитс  напр жение источника питани . При превышении указанного порога начинают формироватьс  импульсы со скважностью пропорциональной скорости вращени  электродвигател . Таким об20 разом, стабилизаци  скорости вращени  ротора электродвигател  при изменении момента нагрузки на валу происходит путем соответствующего изменени  действующего значе ни  питающего электродвигатель напр жени  за счет изменени  скважности импульсов 2.

Недостатком регул тора  вл етс  узкий диапазон стабилизируемых скоростей. На .пример, если на нижней границе диапазона стабилизации номинальна  скважность равна 10 (больше; выбирать нецелесообразно по причине существенного возрастани  требований к стабильности периода импульсов датчика), то верхн   граница диапазона может превышать нижнюю не более чем в 10 раз, при этом допустимый диапазон моментов нагрузки на вал (динамический диапазон ) будет крайне узок ввиду невозможности дальнейшего уменьшени  скважности.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона регулируемых скоростей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный регул тор скорости вращени  микроэлектродвигател  IIVcтo ннpгo тока дополнительно введены делитель частоты, схема совпадени  И, три переключател , диод и конденсатор, причем выход импульсного датчика скорости вращени  соединен со входом первого переключател , первый выход которого соединен со входом делител  частоты, а второй - со входом преобразовател  частота-напр жение и первым выходом делител  частоты, второй выход делител  частоты соединен с. первым входом , второго переключател , выход которого соединен с одним из входов схемы совпадени  И, другой вход схемы совпадени  И соединен с выходом порогового устройства и вторым входом второго переключател , выход схемы совпадений И св зан со входом усилител  мощности, выход которого соединен с первым входом третьего переключател , второй вход третьего переключател  через диод соединен с источником питани  усилител  мощности, а через конденсатор - с выходом усилител  мощности, выход третьего переключател  соединен с электродвигателем.

На фиг., I приведена блок-схема регул тора скорости.

Регул тор содержит импульсный датчик 1, первый переключатель 2, преобразова .тель частота-напр жение 3 и пороговое устройство 4, составл ющие преобразователь частота-скважность 5, делитель частоты 6, схему совпадени  И 7, усилитель мощности 8, конденсатор 9, диод 10, второй 11 и третий 12 переключатели, электродвигатель 13.

Устройство работает следующим образом .

В режиме малой скорости, т. е. скорости пор дка единиц оборотов в сек, благодар  соответствующему положению переключателей 2, 11 и 12 соединены последовательно друг с другом датчик 1. преобразователь 5 схема И 7, усилитель моишости 8 и двигатель 13. В режиме большой скорости, т. е. скорости пор дка ста оборотов в сек, между датчиком 1 и преобразователем 5 подключаетс  делитель частоты 6, инвертирующий выход которого, подсоедин етс  за счет изменени  положени  переключател  II ко второму входу схемы И 7. Переключатель 12 также измен ет свое положение и теперь электродвигатель 13 соединен с выходом усилител  8 через конденсатор 9

О и с источником- питани  (полюсом +Ео) через диод 10.

На фиг. 2 и фиг. 3 приведены диаграммы напр жений в различных точках схемы соответственно дл  режима малой и большой скорости.

Предположим, что реализуетс  первый из этих режимов. Сигнал импульсного датчика 1 с частотой, пропорциональной скорости вращени  ротора электродвигател  (фиЛ 2 а, в), поступает через переключатель 2 на преобразователь частота-напр жение 3. Здесь формируетс  посто нное напр жение , пропорциональное частоте входного сигнала, модулированное пилообразным напр жением с частотой этого сигнала (фиг. 2 с). В момент достижени  суммарным

5 напр жением порога срабатывани  (Un на фиг. 2 с) порогового устройства 4 на выходе этого устройства формируютс  импульсы со скважностью, пропорциональной частоте поступающего сигнала (фиг. 2 с и фиг. 2 d, f, g).

Таким образом, стабилизаци  скорости вращени  электродвигател  в режиме малой, скорости происходит путем соответствующего изменени  действующего значени  напр жени , питающего двигатель, от напр жени , соответствующего холостому ходу , до напр жени , близкого к напр жению источника питани , за счет изменени  скважности импульсов от некоторого начального значени  до 1.

Полный динамический диапазон регулировани  определ етс  отношением размаха пилообразного напр жени  к значению напр жени  порога (Up фиг. 2 с). Вне этого диапазона цепь авторегулировани  разомкнута и на двигатель подаетс  либо .нулевое,

, либо полное напр жение питани  ЕО.

Переход к режиму большой скорости осуществл етс  одновременным изменением положени  всех трех переключателей 2, 11 и 12, после чего начинаетс  процесс разгона двигател . В начале разгона частота импульсов на входе преобразовател  5 резко уменьшаетс , так как между его входом и выходом датчика 1 теперь подключен делитель частоты 6 с коэффициентом делени  К. Вследствие этого срабатывание порогового

Claims (2)

1. устройства 4 прекращаетс  и на его выходе (точка d.) устанавливаетс  посто нный положительный потенциал, который поступает на вход схемы И 7, что обеспечивает прохождение через эту схему меандра напр жени  с делител  частоты б (фиг. 3 е) через переключатель 11 на вход усилител  мощности 8. Усиленный сигнал через схему прив зки нижнего уровн  (конденсатор 9 и диод 10) и переключатель 12 прикладываетс  к двигателю (фиг. 3, пунктир), обеспечива  ускоренный разгон за счет совместного действи  напр жени  источника питани  Е и импульсного сигнала с выхода усилител  мощности. После того, как скорость двигател  приблизитс  к номинальному значению, которое (с небольщим отклонением) в К раз превосходит соответствующее значение в режиме малой скорости, напр жение на выходе преобразовател  5 вновь приобретает импульсный характер, так как частота на его входе приближаетс  к значению частоты,датчика в режиме малой скорости. Когда в конце разгона длительность Т этих импульсов станет меньще половины периода меандра, длительность сигнала на выходе схемы И 7 и усилител  8 будет целиком определ тьс  величиной Т, что обеспечит замыкание цепи авторегулировани  (фиг. 3 сплошна  лини ). Динамический диапазон регулировани  в режиме большой скорости равен отнощению половинного размаха пилообразного напр жени  к напр жению порога; вне этого диапазона на двигатель будет подаватьс  либо напр жение источника питани  ЕО либо напр жение 1,5 , полученное путем сложени  ЕО с посто нной составл ющей меандра, равной 0,5 ЕО . Предлагаемое устройство обеспечивает стабилизацию скоростей вращени  электродвигател ; различающихс  более чем в сто раз в широком диапазоне нагрузок на валу при фиксированном напр жении источника питани . Формула изобретени  Регул тор скорости вращени  дл  микро электродвигател  посто нного тока, содержащий последовательно соединенные импульсный датчик скорости вращени , преобразователь частота-напр жение, пороговое устройство, усилитель мощности, к выходу которого подключен электродвигатель, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани , в иего дополнительно введены делитель частоты, схема совпадений И, три переключател , диод и конденсатор, причем выход импульсного датчика скорости вращени  соединен со входом первого переключател , первый выход которого соединен со входом делител  частоты, а второй - со входом преобразовател  частота-напр жение и первым выходом делител  частоты, второй выход делител  частоты соединен с первым входом второго переключател , выход которого соединен с одним из входов схемы совпадений И, другой вход схемы совпадений И соединен с выходом порогового устройства и вторым входом второго переключател , выход схемы совпадений И соединен со входом усилител . МО1ЦНОСТУ, выход которого подключен к первому входу третьего переключател , второй вход третьего переключател  через диод соединен с источником питани  усилител  мощности, а через конденсатор - с выходом усилител  мощности, выход третьего переключател  соединен с электродвигателем. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Микроэлектродвигатели дл  систем автоматики. Под ред. Лодочникова Э. А. и Юферова Ф. М. М., «Энерги , 1969, с. 272.
2. 2.За вкаФРГ № 2166360, кл. Н 02 р 5/16 1976.

   У

   fl,b

   УЛ с

   9

   О

   Фиг. 2.

   Un.

   С

   ±

   t

   i