УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК H02P5/418 

Описание патента на изобретение RU2095932C1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации скорости вращения однофазных коллекторных электродвигателей, например переносных электроинструментов.

Известны устройства для стабилизации скорости вращения электродвигателя [1] и [2] содержащие симметричный симистор, включенный последовательно с электродвигателем в сеть переменного тока, блок управления тиристором, включающий управляющие резисторы и конденсаторы, выходом подключенный к пороговому элементу, выполненному в виде выпрямительного моста с динистором, включенным в его диагональ, и цепь обратной связи по току двигателя с выходным выпрямителем.

Недостатком известных устройств является ограниченный диапазон регулирования скорости электродвигателя в связи с тем, что максимально возможное напряжение, подаваемое в этих устройствах на электродвигатель, значительно меньше напряжения питающей сети. Это обусловлено тем, что, во-первых, управляющий конденсатор, определяющий сдвиг фазы управляющего сигнала, заряжается синусоидальным напряжением, причем подаваемым на выходной выпрямитель через делитель напряжения. Во-вторых, управляющие резисторы, последовательно стоящие в зарядной цепи конденсатора, увеличивают постоянную времени заряда. Уменьшение величины сопротивления управляющих резисторов ведет к увеличению рассеиваемой на них мощности, что препятствует микроминиатюрному исполнению известных устройств.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение диапазона регулирования скорости электродвигателя за счет увеличения максимально возможного напряжения питания, подаваемого на двигатель. При этом должна обеспечиваться возможность микроминиатюрного исполнения устройства.

Для решения поставленной задачи в устройстве для стабилизации скорости вращения электродвигателя, содержащем симистор, включенный последовательно с электродвигателем в сеть переменного тока, блок управления симистором, выходом подключенный через пороговый элемент к управляющему электроду симистора, и цепь обратной связи по току с выходным выпрямителем, один вывод выходной диагонали выходного выпрямителя цепи обратной связи по току соединен с одним выводом блока управления симистором и оно дополнительно снабжено управляемым импульсным источником питания, первым входом соединенным от симистора выводом электродвигателя, а вторым входом, соединенным со вторым выводом блока управления симистором, и управляющий вход управляемого импульсного источника питания подключены параллельно симистору, а выход связан с вторым выводом выходной диагонали выходного выпрямителя.

Введение управляемого источника питания (УИИП), выходом соединенного с выходным выпрямителем, расширяет диапазон регулирования скорости электродвигателя, т. к. наличие импульсного напряжения на выходном выпрямителе обеспечивает возможность подачи на двигатель полного напряжения питания, близкого напряжению сети. При этом низкий уровень рассеиваемой УИИП- мощности позволяет изготавливать предлагаемое устройство в микроминиатюрном исполнении.

На фиг.1 показана электрическая схема устройства для стабилизации скорости вращения электродвигателя; на фиг. 2 эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит симистор 1, включенный последовательно с электродвигателем 2 в сеть переменного тока. Блок 3 управления симистором 1, содержащий управляющие резисторы 4,5 и конденсаторы 6, 7, выходом подключен к управляющему электроду симистора 1 через пороговый элемент 8. Пороговый элемент 8 может быть выполнен в виде выпрямительного моста 9 с диагональным динистором 10. Цепь обратной связи 10 по току двигателя выполнена с выходным выпрямителем 12, у которого один вывод выходной диагонали соединен с одним из выводов блока 3 управления, а второй вывод выходной диагонали соединен с выходом 13 УИИПа 14. Управляющим входом 15 через ограничительный резистор 16 и вторым входом 17 непосредственно УИИП 14 подключен параллельно симистору 1. Первый вход 18 УИИПа через ограничительный резистор 19 соединен со свободным от симистора выводом 20 электродвигателя 2. УИИП 14 содержит выпрямитель на диодах 21, 22, стабилизаторы 23, 24, зарядные конденсаторы 25, 26, ключи на транзисторах 27, 28.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме частота вращения электродвигателя определяется сдвигом фазы управляющего сигнала, формируемого управляющими резисторами 4, 5, конденсаторами 6, 7 и сигналом обратной связи по току двигателя, формируемым в виде проводимости выходного выпрямителя 12. Напряжение (см. фиг.2а) через ограничительный резистор 19 и выпрямители на диодах 21, 22 поступают на конденсаторы 25, 26, напряжение заряда которых определяются стабилитронами 23, 24. Через резистор 16 подается напряжение сети на управление транзисторными ключами 27, 18, которые поочередно, в зависимости от полярности полуволны питающего напряжения, подключают к выходному выпрямителю соответствующий зарядный конденсатор 25 или 26. Этим обеспечивается формирование и подача импульсного напряжения Uвх1 (см. фиг.2б) в момент перехода питающего напряжения сети через нуль в выхода УИИПа 14 через выходной выпрямитель 12 на управляющий конденсатор 7. При достижении напряжения заряда на конденсаторе 7 уровня срабатывания (Uсраб.) порогового элемента 8 (см. фиг.2в) происходит включение симистора 1 (см. фиг.2г) для достижения максимально возможного напряжения питания на двигателе 2, близкого к напряжению сети, заряд конденсатора 7 до величины Uсраб. должен происходить за очень малое время tзар1 (см. фиг.2в), практически мгновенно. В предлагаемом устройстве это достигается, во-первых, подачей через выходной выпрямитель 12 на конденсатор 7 импульсов достаточной мощности в момент перехода напряжения питающей сети через нуль, во-вторых, уменьшением постоянной времени заряда путем исключения управляющих резисторов из зарядной цепи конденсатора 7.

Достаточная мощность формируемых УИИП 14 импульсов обеспечивается наличием постоянной связи входа 18 с напряжением питающей сети. Заряд конденсаторов 25, 26 происходит в период времени, когда симистор 1 включен. При этом чем дольше включен симистор 1, тем большее время накапливается заряд на конденсаторах 25, 26.

В известных же устройствах через выходной выпрямитель на управляющий конденсатор подается синусоидальное напряжение Uвх2 (см. фиг.2д), при этом время заряда управляющего конденсатора tзар2 для уровня Uсраб. больше чем tзар1 (см. фиг.2е). Поэтому полная мощность, подаваемая на электродвигатель в предлагаемом устройстве больше, чем в известных.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон регулирования скорости электродвигателя, одновременно обеспечивая возможность его микроминиатюрного исполнения.

Похожие патенты RU2095932C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧИСЛА ОБОРОТОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) 1995
  • Завьялов В.П.
  • Меркушев А.А.
RU2116692C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 1995
  • Завьялов В.П.
RU2115996C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 1995
  • Завьялов В.П.
RU2097905C1
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЕМ В УПАКОВОЧНОЙ МАШИНЕ 1993
  • Светлаков А.В.
RU2041844C1
КОММУТАТОР АВТОМОБИЛЬНОГО СВАРОЧНОГО АГРЕГАТА 2001
  • Белоносов И.Б.
RU2191098C1
Устройство для управления электродвигателем в активной насадке пылесоса 1990
  • Фомин Владимир Иванович
SU1787431A1
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ 2004
  • Петин Генри Петрович
  • Рогач Евгений Дмитриевич
RU2275995C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1994
  • Кутумов С.В.
  • Серпокрылов М.И.
RU2143778C1
Регулятор переменного напряжения 1990
  • Гаранин Евгений Леонидович
SU1718351A2
Устройство для защиты нагрузки от токовой перегрузки 1990
  • Снегирев Юрий Николаевич
  • Ложкин Андрей Георгиевич
SU1744748A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 095 932 C1

Реферат патента 1997 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Использование: может быть использовано для стабилизации скорости однофазных коллекторных электродвигателей, например переносных электроинструментов. Сущность: устройство для стабилизации скорости вращения электродвигателя содержит симистор 1, включенный последовательно с электродвигателем 2 в сесть переменного тока, блок 3 управления симистором 1, выходом подключенный к пороговому элементу 8, и цепь обратной связи 11 по току двигателя с выходным выпрямителем 12, управляемый импульсный источник питания 14, подключенный входами 15, 17 параллельно симистору 1. Вход 18 управляемого импульсного источника питания 14 соединен с выводом 20 двигателя 2, выход 13 - с выходным выпрямителем 12. Наличие управляемого импульсного источника питания позволяет расширить диапазон регулирования скорости электродвигателя, одновременно обеспечивая возможность микроминимального исполнения устройства. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 095 932 C1

Устройство для стабилизации скорости вращения электродвигателя, содержащее симистор, включенный последовательно с электродвигателем в сеть переменного тока, блок управления симистором, выходом подключенный через пороговый элемент к управляющему электроду симистора, и цепь обратной связи по току с выходным выпрямителем, отличающееся тем, что один вывод выходной диагонали выходного выпрямителя цепи обратной связи по току соединен с одним выводом блока управления симистором и устройство снабжено управляемым импульсным источником питания, первым входом соединенным со свободным от симистора выводом электродвигателя, второй вход, соединенный с вторым выводом блока управления симистором, и управляющий вход управляемого импульсного источника питания подключены параллельно симистору, а выход связан с вторым выводом выходной диагонали выходного выпрямителя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2095932C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Устройство для стабилизации скорости вращения электродвигателя 1977
  • Анджан Язеп Янович
  • Бренцис Эгилс Артурович
  • Елохов Владислав Валерьевич
  • Лейманис Улдис Янович
  • Силиневич Ирена Яновна
  • Узарс Валдис Янович
SU630727A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Устройство для стабилизации скорости вращения электродвигателя 1981
  • Елохов Владислав Валерьевич
  • Лейманис Улдис Янович
  • Силиневич Ирена Яновна
  • Узарс Валдис Янович
  • Циекурс Дидзис Карлович
SU1156230A2
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

RU 2 095 932 C1

Авторы

Завьялов В.П.

Меркушев А.А.

Даты

1997-11-10Публикация

1995-02-23Подача