Электропривод постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электро технике, в частности к синхронизированным электроприводам постоянного тока, и может быть использовано в электроприводах лентопротяжных механизмов , Известно устройство, солержсицее электродвигатель, снаби енный частотным датчиком его скорости, подключен ный к выходу усилителя мощности, вхо ды которого через пороговый блок под ключены к выходу резонансного частот но-фазового дискриминатора, входы ко торого соединены с выходами датчиков действительного и заданного значений скорости 1. Недостатками указанного устройства являются невозможность его исполь -зования без перестройки, для различных заданных скоростей электродвигателя и колебательность переходных пр цессов вхождения электродвигателя в синхронизм при малых его нагрузках, Наиболее близким к предлагаемому: является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель с Частотным датчиком его скорости, подключенный к выходу усилителя мощности, частотно-фазовой дискриминатор, входы-которого соединены с выходами формирователей импульсных сиг налов заданного и действительного значений скорости электродвигателя, и пороговый блок, вход которого соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора, а выход - с входом усилителя мощности 2. Недостатком известного устройства является неустойчивость работы элект ропривода в установившемся режиме, при малых нагрузках электродвигателя что сужает диапазон регулирования скорости электропривода, -Цель изобретения - расширение диа пазона регулирования скорости электропривода. Поставленная цель достигается тем что.в электропривод, содержащий электродвигатель с ч:астотным датчиком его скорости, подключенный к выходу усилителя мощности, частотнофазовый дискриминатор,входы которого соединены с выходами формироватв лей импульсных сигналов заданного и действительного значений скорости электродвигателя, и пороговый блок, вход которого соединен с выходом чао тотно-фазового дискриминатора, а выход - с входом усилителя мощности, дополнительно введены тормозной резистор, однойибратор, входы которого соединены с выходом порогового блока цепь автоматического регулирования длительности выходных импульсов одно вибратора, соединенная с пороговым блоком и усилителем мощ ности, и тран ;зисторный люч, база которого включе на в выходную цепь одновибратора, а переход коллектор-эмиттер через тор мозной резистор подключен параллель|но якорной обмотке электродвигателя, этом одновибратор может быть выполнен на несимметричном мультивиб раторе с миттерной связью, коллектор выходного транзистора которого соединен с базой нормально открытого входного транзистора через последовательно соединенные отключающий диод и времязадающий конденсатор, общая точка которых соединена с выходом порогового блока и через стабилитрон и первый резистор - с входом усилителя мощности, а цепь автоматического регулирования длительности выходных импульсов мультивибратора выполнена на пасаивном интегрирующем звене, вход которого через первый диод подключён к выход порого;вого блока, а выход через последовательно соединенные второй резистор и диод соединен сбазой входного транзистора мультивибратора и через обратный диод - с выходом усилителя мощности. На чертеже показана схема предлагаемого электропривода. Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока с частотным датчиком 2 его скорости, подключенный к выходу усилителя 3 мощности, частотно-фазовый дискриминатор 4/ входы которого соединены с выходами формирователей 5 и б импульсных сигналов заданного и действительного значений скорости электродвигателя 1 соответственно и пороговый блок 7, вход которого соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора 4, а выход - с входом усилителя 3 мощности. Электропривод содержит также одновибратор 8, входы которого соединены с выходом порогового 7, цепь 9 автоматического регулирования длитель ности выходного одновибратора 8 и транзисторный ключ 10, база которого включена в выходную цепв одновибратора 8, а переход коллекторэмиттер через тормозной резистор 11 подключен параллельно якорной обмот- ке электродвигателя 1, Одновибратор 8 выполнен на несимметричном мультивибраторе с эмиттёрной связью, коллектор выходного транзистора 12 которого соединен с базой нормально открытого входного, транзистора 13 через последовательно соединенные отключающий диод 14 и времязадающий конденсатор 15, общая точка которых соединена с выходом порогового блока 7 и через стабилитрон 16 и резистор 17 - с входом усилителя 3 мощности. Цепь 9 автоматического регулирования длительности выходных йЛ пульсов одновибратора 8 выполнена на интегрирующем звене,входной резистор 18 которого соединен через диод 19 с выходом порогового блока 7/ а вькодной конденсатор 20 через последовательно соединенные резистор 21 и диод 22 соединен с базой входного транзистора 13 одновибратсэра 8, и через обратный-диод 23- с выходом усилителя 3 мощности., Электропривод постоянного тока работает следующим образом. В режиме пуска электродвигателя, т.е. когда его.скорость меньше заданной, выходной сигнал порогового блока 7 через стабилитрон 16 и резистор 17 поступает на вход усилителя 3 м6щности, который обеспечивает непрерывное подключение электродвигателя 1 к источнику питания. Транзистор 13 одновибратора 8 при этом открыт, а транзистор 12 и транзисторный ключ 10 будут заперты. В установившемся режиме, т.е. когда скорость электродвигателя 1 равна (Заданной осуществляется широтно-импульсное питание электродвигателя 1 ;С частотой входного сигнала синхронизации и длительностью импульсов, равной относительному фазовому сдвн,jry сигнала синхронизации и выходного сигнала датчика 2 скорости электро- , двигателя 1. При этом, увеличение ил уменьшение механической нагрузки на валу электродвигателя 1 приводит к увеличению или уменьшению указанного сдвига фаз и следовательно к увеличе нию или уменьшению среднего значения .напряжения, поступающего на элек-тро двигатель. За счет этого осуществляется стабилизация скорости электродвигателя 1.. Уcтoйчи cть.JEгaбotы лeктpoпpивoд приг малых нагрузках обеспечивается следующим образом. По переднему фрон .ту выходного-импульса порогового бло ка 7 конденсатор 15 дозаряжается полярностью чертеж). По заднему фронту, т.е. по уменьшениям выходного сигна1ла порогового блока 7 до нуля:, усилитель 3 мощности запирается,конденсатор 15 заряжается через элеменгты цепи 9 и базовую цепь транзистора 13, закрывая его. При.этом возникает регенеративныйпроцесс,обеспечивающий открывание транзисторов 12 иЮ, закорачивание электродвигателя 1 через тормозной резистор 11, т.е. элек тродвигатель 1 переводится в режим динамического fopмoжeния. Стабилитро 16 обеспечивает надежность, запирания усилителя мощности,.т.е. развязку его входной цепи от остаточного йапряжения, н общей точке диода 14 и конденсатора 15 при открытом транзис торе 12. Таким образом,- устойчивость элек-. тропривода обеспечивается путем им-., пульсного демпфирования (.торможения электродвигателя 1, т.е. снятия с него излишней энергии, которую он приобретает при подключениях его к источнику питания, и которая стремится вывести электродвигатель 1 из син хронного режима в сторону увеличения его скорости. Так как в наибольшей степени дестабилизирующее BjraHHlie излишней энергии проявляется при малых нагрузках, длительность тормоз- . ных импульсов должна уменьшаться при Увеличении длительности импульсов, | питающих электродвигатель 1, т;е.. ; при увеличении демпфирования за счет увеличения нагрузки электродвигателя 1 . Уменьшение длительности выходных импульсов одновибратора при увеличе-, НИИ выходных импульсов порогового блока 7 обеспечиваетсяцепью 9/ так как при этом увеличивается напряже- : ние, до которого успевает зарядиться конденсатор 20 интегрирующего звена, и величина смещения, открывающего транзистор 13 одновибратора 8;. Следовательно, конденсатор 15 должен разряжаться до меньшего напряжен1 я для .возникновения регенеративного продес- са возврата одновибратора в исходное состояние.Обратный диод 23 обеспёчива:ет цепь,разряда конденсатора 20 при подключениях электродвигателя 1 к источнику питания,необходимуюдля того, чтобы длительность выходного импульса одновибратора определялась по дли- тельности каждого в отдельности выхбдйого импульса порогового блока 7. Диод 19 развяГзьУвает выходную цепь -. порогового блока 7 от напряжения, ; накопленного на конденсаторе 20, а диод 22 устраняет влияние процесса разряда конденсатора 20 на режим транзистора 13.. , Предлагаемое устройство может быть использовано в реверсивных электроприводах постоянного тока. В этом случае транзистором 10 и резистором ; ill целесообразно обеспечивать Цепь . ;торможения электродвигателя 1 проти|в6включением, так как демпфирование будет обеспечиваться и в более эко1номичном режиме непрерывных токов электродвигателя 1. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет расдиирить диапазон регулирования скорос|ти.электродвигателя за счет обеспечения устойчивой работы электрЬдви- , гателя в области малых нагрузок путем импульсного демпфирования (торможения) .электродвигателя.

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель с частотным датчиком efo скорости, подключенный к выходу усилителя мощности, частотно-фазовый дискриминатор, входы которого соединены с выходами формирователей импульсных сигНсшов заданного и действительного значений скорости электродвигателя, и пороговый блок, вход которого соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора, а выход - с входом усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости электропривода, в него дополнительно ,введены тормозной резистор,.одновиб;ратор, входы которого соединены с выходом порогового блока, цепь авто-матического регулирования длительнос:ти выходных импульсов одновибратора, соединенная с пороговым блоком и усилителем мощности, и транзисторный ключ, база которого включена в выходную цепь одновибратора, а переход коллекторм миттер через тормозной резистор подключен параллельно якорной обмотке электродвигателя. 2. Электропривод по п. 1, о т л ичающийся тем, что одновибратор выполнен на симметричном мультивибраторе с эмиттерной связъю, кол.лектор вых одного транзистора, которого соединен с базой нормально открытого входного транзистора через пос- I ледовательно соединенные отключающий (Л диод и времязадающий конденсатор, об щая точка которых соединена с выхос дом порогового блока и через стабилитрон и первый резисторе - с выходом усилителя мощности, а цепь автоматического регулирования длительности выходных импульсов мультивибратора выполнена на пассивном интегрирующем звене, вход которого через первый ДИОД подключен к выходу порогового О1 блока, а выход через последовательно соединенные второй резистор и диод vj соединен с базой входного транзистоjpa мультивибратора и через обратньгй ОС диод - с выходом усилителя мощности...