SU997216A1

SU997216A1 - Method of stabilizing single-phase communication electric motor rotational speed

Info

Publication number: SU997216A1
Application number: SU813240934A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Елисеевич Алехин; Анатолий Степанович Бобровский; Яков Венедиктович Петров; Виктор Иванович Суздорф
Priority date: 1981-01-28
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1983-02-15

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может найти применение в электрифицированном инструменте, бытовых электроприборах, приборах специального назначени .The invention relates to electrical engineering and can be used in electrified tools, household appliances, special purpose appliances.

Известен способ автоматической стабилизации скорости электродвигател посто нного тока, который заключаетс в том, что регулирование происходит по отклонению частоты коллекторных пульсаций, подаваемых на вход частотного дискриминатора, что приводит к изменению управл ющего сигнала на базе выходного транзистора, включенного в цепь кор в качестве дополнительного регулируемого сопротивлени 1 .A known method of automatically stabilizing the speed of a DC motor is that the regulation occurs by the frequency deviation of the collector pulsations supplied to the input of the frequency discriminator, which leads to a change in the control signal based on the output transistor included in the core circuit as an additional adjustable resistance 1.

Недостатками такого способа регулировани вл ютс болыйие потери мощности в выходном транзисторе и неприемлемость данного способа дл двигател последовательного возбуждени в режиме прерывистых токов.The disadvantages of this method of regulation are the large power losses in the output transistor and the unacceptability of this method for a series excitation motor in the mode of intermittent currents.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ стабилизации скорости коллекторного двигател , согласно которому измер ют ток двигател , формируют напр жение обратной св зи, пропорциональное току, суммируют напр жение обратной св зи с заданнымClosest to the invention is a method of stabilizing the speed of a collector motor, according to which the motor current is measured, a feedback voltage proportional to the current is formed, the feedback voltage is summed with the specified voltage.

напр жением, полученный результат сравнивают с опорным напр жением и в момент равенства csnnMapHoro и опорного напр жений подают питание на двигатель С2 .voltage, the result is compared with the reference voltage and at the time of equality of csnnMapHoro and the reference voltages supply power to the C2 engine.

Известное устройство не реагирует на р д возмущений (например, отклонени напр жени источника питани или температуры нагрева обмоток двигате10 л ) , так как не контролирует выходной координаты - частоты вращени электродвигател , и обладает ыгав л запасом устойчивости, что существенно ограничивает точность стабилизации частоты The known device does not react to a number of disturbances (e.g., deviation of the voltage of the power source or the heating temperature of the motor windings), because it does not control the output coordinate — the rotational frequency of the electric motor — and has a stability margin that significantly limits the accuracy of frequency stabilization.

15 вращени и диапазон регулировани .15 rotation and adjustment range.

Цель изобретени - повышение точности стабилизации частоты вращени и расширение диапазона регулировани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of stabilization of the rotational speed and the expansion of the range of regulation.

Указанна цель достигаетс тем, This goal is achieved by

20 что измер ют врем спадани ЭДС самоиндукции электродвигател до нул , формируют посто нное напр жение и интегрируют его на интервале времени спадани ЭДС самоиндукции и результат 20 that the decay time of a self-induction motor EMF to zero is measured, a constant voltage is formed and integrate it on the self-induction EMF decay time interval and the result

25 используют, в качестве напр жени об ,ратной св зи.25 use, as a voltage, mobile communications.

На чертеже приведена схема устройства , в котором реализован способ.The drawing shows a diagram of the device in which the implemented method.

Устройство содержит электродвига30 тель 1 посто нного тока последовавThe device contains a direct current motor 1 followed by

тельного возбуждени , включенный в диагональ полууправл емого вентилБного моста (.усилител мощности; 2 и зашунтированный обратным диодом 3 .и разр дным резистором 4, обща точка которых подключена к входу промажуточного усилител 5,состо щего из операционного усилител 6 и транзистора 7, причем выход промежуточного усилител 5 вл етс входом интегратора 8, состо щего из транзистора 9 и конденсатора 10, который подключен к входу коммутирующего устройства 11 выполн ющего функции блока управлени усилителем 2 мощности, включающий конденсатор 12, на котором формирует с заданное напр жение, транзистор 13, напр жение отпирани которого вл етс опорным напр жением.excitation included in the diagonal of the semi-controlled ventilbny bridge (power amplifier; 2 and shunted by the reverse diode 3. and the discharge resistor 4, the common point of which is connected to the input of the intermediate amplifier 5 consisting of the operational amplifier 6 and the transistor 7, and the output intermediate amplifier 5 is the input of integrator 8, consisting of a transistor 9 and a capacitor 10, which is connected to the input of a switching device 11 that functions as a control unit of a power amplifier 2, including condensate p 12, which generates a predetermined voltage, the transistor 13, the triggering voltage which is a reference voltage.

Способ реализуетс в устройстве следующим образом.The method is implemented in the device as follows.

В момент времени, когда заперты тиристоры усилител 2 мощности электродвигатель 1 можно рассматривать отключенным от сети и, если при этом его цепь замкнута на разр дный резис тор 4, дл образованного контура: электродвигатель 1 - диод - резистор 4 можно записать уравнениеAt the time when the thyristors of the power amplifier 2 are locked, the electric motor 1 can be considered disconnected from the network and, if its circuit is closed to the discharge resistor 4, for the circuit formed: the electric motor 1 is a diode-resistor 4 you can write the equation

))W--0, Ci) е -кфсйк :), Са;)) W - 0, Ci) e-kfsik :), Sa;

где е(t) - ЭДС кор электродвигател ; С - конструктивна посто нна where e (t) - EMF core motor; C - constructively constant

электродвигател ; К - коэффициент пропорциональности между током i(t) кор .и магнитным потоком; R , R - сопротивлени обмоток коelectric motor; K is the proportionality coefficient between the current i (t) and the magnetic flux; R, R - windings resistance to

р и возбуждени ; 51 - частота вращени валаp and arousal; 51 - shaft rotation frequency

электродвигател ; L - индуктивность цепи электродвигател . С большой точностью можно прин ть L const, поскольку ток i(t) кор вызван действием ЭДС самоиндукции и составл ет около 10-15% от Л По той же причине и Кф const.electric motor; L is the inductance of the motor circuit. L const can be accepted with great accuracy, since the current i (t) core is caused by the action of self-induced emf and is about 10-15% of L For the same reason, Kf const.

Врем tjj, при котором ток, определ емый уравнением (1), обращаетс в нуль, а следовательно, обращаетс в нуль и ЭДС самоиндукции, с большой степенью точности пропорционально току нагрузки и обратно пропорционал но частоте вращени двигател . Интервал времени от.ТС доТС-}- U-t соответствует ширине импульса напр жени на резисторе 4, который усиливаетс промежуточным усилителем 5 и поступает на вход интегратора 8, определ врем интегрировани посто нного напр жени на нем. Выходное напр жение интегратора 8 используют в качестве обратной св зи и суммируют с The time tjj at which the current defined by equation (1) vanishes and, therefore, vanishes and the self-induced EMF is proportional to the load current and inversely proportional to the motor rotation frequency with a high degree of accuracy. The time interval from. To doTS -} - U-t corresponds to the width of the voltage pulse on the resistor 4, which is amplified by the intermediate amplifier 5 and fed to the input of the integrator 8, the integration time of the DC voltage on it is determined. The output voltage of the integrator 8 is used as a feedback and summed with

Зсщанным напр жением, сформированным на конденсаторе 12 коммутирующего устройства 11. Это суммарное напр жение сравниваетс с опорным напр жением , равным напр жению отпирани транзистора 13 коммутирующего устройства 11, и в момент равенства подаетс напр жение питани на электродвигатель 1.A common voltage formed on the capacitor 12 of the switching device 11. This total voltage is compared with a reference voltage equal to the unlocking voltage of the transistor 13 of the switching device 11, and at the moment of equality the voltage of the electric motor 1 is applied.

В соответствии с этим, если возрастает нагрузка на валу двигател и снижаетс его частота вращени , увеличиваетс врем спадани ЭДС самоиндукции до нул , что, в свою очеред вызывает увеличение ширины импульса напр жени в цепи обратной св зи, в результате чего на конденсаторе 10возрастает пьедестал, прикладываемый к входу коммутирующего устройст ва 11, последний, вследствие этого, обеспечивает более раннее отпирание тиристоров усилител 2 мощности, чем стабилизируетс частота вращени электродвигател 1.In line with this, if the load on the motor shaft increases and its rotational speed decreases, the self-induction EMF declines to zero, which in turn causes an increase in the width of the voltage pulse in the feedback circuit, resulting in a pedestal on the capacitor 10, applied to the input of the switching device 11, the latter, as a result, provides for earlier unlocking of the thyristors of the amplifier 2 of the power, than stabilizing the frequency of rotation of the electric motor 1.

Согласно этому способу врем спадани ЭДС самоиндукции до нул зави .сит от тока электродвигател (пр мо пропорционально и от ЭДС вращени , т.е. от частоты вращени (обратно пропорционально, так как ЭДС вращени можно представить эквивалентным сопротивлением /, что позвол ет контролировать выходную координату, т.е. частоту вращени .According to this method, the self-induction EMF decay time to zero depends on the current of the electric motor (directly proportional to the rotational EMF, i.e., rotational frequency (inversely, because the rotational EMF can be represented as equivalent resistance). coordinate, i.e. rotation frequency.

Данный способ за счет контрол частоты вращени , а не только тока двигател , учитывает больше число возмущений, в том числе нагрев обмоток двигател , изменение напр жени сети и т.д. Благодар этому увеличиваетс точность стабилизации.и расшир етс диапазон регулировани частоты вращени .This method, by controlling the rotational speed, and not only the motor current, takes into account a greater number of disturbances, including heating of the motor windings, voltage variation of the network, etc. As a result, the stabilization accuracy is increased. And the frequency control range is expanded.

Claims

1. Modern linear integrated circuits and their application.

Ed. M.V. Halperin. M., Energie, 1980, p.154.

2. USSR author's certificate 545056, cl. H 02 P 5/12, 19.77.

.With

e