Устройство для регулирования числа оборотов двигателей Советский патент 1984 года по МПК H02P5/16 

Изобретение касается устройства для регулирования числа оборотов двигателей последовательного включения, в особенности приводных двигателей дл:я бытовых приборов и электро инструментов. Известно большое количество электрических схем для регулирования числа оборотов двигателей последовательного включения, при которых используется противоэлектродвижущая сила для: регулирования числа оборотов, причем в зависимости от числа оборотов ток зарядки конденсатора за жигания изменится так, что при умень шении числа оборотов ток зарядки уве личится за счет увеличения вращающего момента и достигается смещение угла зажигания, из-за которого передается большое напряжение к двигателю, (патент США № 4228383, кл. Н 02 Р 7/28, 1980)4 Недостатком этого принципа являет ся то, что для устранения связи противоэлектродвижущей силы необходимо дальнейшее присоединение на двигателе и таким образом ограничивается универссшьность схемы регулирования. При других известных решениях используется ток двигателя для регулирования числа оборотов, причем падением напряжения на сопротивлении, включенном последовательно с электро двигателем, генерируется ток, которы заряжает конденсатор, (патент Швейца рии № 438469, кл. Н 02 Р 3/12, 1967) Заряд конденсатора используется либо для влияния на ток зарядки конденсатора зажигания, либо для воздействия на величину потенциала зажигания cxeNM зажигания. Недостатком является то, что рядом с конденсатором зажигания должен быть включен конденсатор с большей емкостью, и либо конденсатором влияют на динамику системы, либо дол жна быть В распоряжении дополнительная схема для разрядки конденсатора, что означает повышенный расход элементов. Целью изобретения является устройство для регулирования чи,сла оборотов, которое по сравнению с извест ными устройствами было построено про ще, которое должно надежно работать с малым количеством малогабаритных элементов и которое должно иметь универсальную область применения, Технической задачей изобретения является такое регулирование двигателя по ::ледовательного включения, который может быть универсальным дви гателем или двигателем постоянного тока последовательного возбуждения, что при увеличении нагружаемого момента вращения поддерживается постоянное число оборотов двигателя без .изменения установленного значения ре гулируемого омического сопротивления и что соответствующий электродвигатель можно присоединить к электронной схеме регулирования без технических изменений. Согласно и-зобретенмю задача решается таким образом, что включается тиристор последовательно с электродвигателем к пульсирующему источнику постоянного тока и что передается за висимое от нагружаемого момента вращения напряжение во время протекания тока через тиристор таким образом, что компенсируются колебания числа оборотов двигателя без изменения установленного значения регулируемого ся«шческого сопротивления. Существенным является то, что во время протекания тока через тиристор или тиристоры передается зависимое от нагружаемого вращающего момента двигателя напряжение через диод и сопротивление к конденсатору зажигания, которое его частично заряжает, и что конденсатор зажигания соединен через один или несколько резисторов с отрицательной клеммой двигателя, причем его частичный подзаряд зависит от угла отсечки тока двигателя. На фиг.1 )зображена блок -схема предлагаемого устройства. Через Р и Мр Переменный ток течет к выпрямителю мостовой схемы 7, положительный полюс которой соединен с анодом тиристора 5 и через регулируемый резистор 27 с конденсатором 25 зажигания и схемой 26 зажигания. Схема 26 зажигания соединена с управляквдим электродом тиристора 5 и катод тиристора 5 расположен над двигателем 28 на отрицательном полюсе выпрямителя мостовой схемы 7. Отрицательный полюс присоединен через резистор 30 с конденсатором 25 зажигания. Зависимое от нагружаемого вращающего момента двигателя напряжение подается через диод 23 и резистор 24 к конденсатору 25 зажигания . на фиг.2 изображены формы важнейших характеристик изменения напряжения предлагаемого устройства, и характеристика изменения напряжения на положительном полюсе выпрямителя мостовой схемы, Uj характеристика изменения напряжения на конденсаторе; зажигания при нормальной нагрузке; Uj характеристика изменения напряжения на конденсаторе зажигания при повышенной нагрузке; и характеристика изменения напряжения на соединительных клеммах электродвигателя при нормальной нагрузкеJ характеристика изменения на соединительных клеммах электродвигателя при повышенной нагрузке. Конденсатор 25 зажигания заряжает ся соответствующим током, установлен ным регулируемым сопротивлением 27. Если напряжение на конденсаторе 25 зажигания достигает потенциала зажигания схемы 26 зажигания (i. , она становится кратковременно низкоомной и конденсатор 25 зажигания разряжает ся через участок управляющий электрод-катод тиристора 5. Схема 26 зажигания становится с момента i опять высокоомной и до момента tj конденсатор 25 зажигания частично заряжается в зависимости от нагружаемого вращающего момента двигателя 28 напряжением, вследствие которого протекает соответствующий ток через диод 23 и резистор 24 к конденсатору 25 зажигания. Резистор 30, соединенный с отрица тельным полюсом выпрямителя мостовой схе№л 7, так влияет на частичную зарядку конденсатора 25 зажигания, что между моментами i и t2 конденсатор 25 зажигания заряжается на небольшой отрицательный потенциал, зависимый от падения напряжения на соединительных клеммах электродвигателя. Тиристор 5 запирается в момент 1}, и конденсатор 25 зажигания заряжается током, протекающим через регу лируемый резистор 27, до величины по тенциала зажигания. В момент {. схема 26 зажигания зажигает опять тирис тор 5 и на соединительные клеммы 9 и 10 электродвигателя подается напряжение, соответствуощее углу регулирования зажиганияЕсли нагрузка электродвигателя 28 растет, то в период от до i з кон денсатор 25 зажигания заряжается на более высокий потенциал и при неизменной величине резистора 27 потенци ал зажигания на конденсаторе 25 зажигания достигается раньше, так что время зажигания тиристора 5 перемещается от момента 1ц до 15 Прирост напряжения на соединитель ных клеммах 9 и 10 двигателя скомпен сирует обусловленное током падение напряжения в обмотках возбуждения и якоря двигателя 28, так что число оборотов остается постоянным. Так как повышение напряжения на соединительных клеммах электродвигателя вызывает между моментами t и12 также зарядку конденсатора 25 зажига ния на отрицательный потенциал, предотвращается ( угол регулирования зажигания перемещается за моментом tj) и таким образом обеспечивается стабильность регулирования. На фиг.З - вариант исполнения предлагаемого устройства. Аноды тиристоров 5 и 6 и катоды .диодов 3 и 4, а также первое присоединение резистора 12 и первое присоединение резистора 13 соединены через точки 1 и 2 присоединения к источнику переменного тока. Катоды тиристоров 5 и 6 соединены через резистор 8 и двигатель 28 с анодамр диодов 3 и 4. Параллельно к электродвигателю 28 подключен диод 29 так, что катод диода 29 присоединен к соединительной клемме 9 и анод диода 29 к соединительной клемме 10. Соединитель- ный пункт 14 присоединен с вторым концом резистора 13, с вторым концом . резистора 12, с анодом диода 17, с регулируемым омическим сопротивлением 27 и через резистор 15 с базой транзистора 16. Катод диода 17 соединен с катодом полупроводникового стабилитрона 11 и через подстроечный потенциометр 18 и участок коллектор-эмиттер транзистора 16 с соединительной клеммой 9 и анодом полупроводникового стабилитрона 11. Регулируемое присоединение подстроечного потенциометра 18 соединено с базой транзистора 20 и через участок коллектор-эмиттер транзистора 21 с управляющими электродами тиристоров 5 и 6 . База транзистора 20 соединена через конденсатор 19 с соединительным пунктом 14. Другое присоединение регулируемого омического сопротивления 27 соединено с конденсатором 25 зажигания и через резистор 24 и участок катод-анод диода 23 с катодами тиристоров 5 и 6, через резистор 30 - с соединительной клеммой 10 и через участок вмиттер-коллектор транзистора 20 с базой транзистора 21, которая через резистор 22 соединена с другим концом конденсатора 25 зажигания и соединительной клеммой 9. Амплитуда пульсирующего напряжения постоянного тока на катоде диода 17 ограничивается полупроводниковым стабилитроном 11. Таким образом стабилизированное напряжение подается к делителю напряжения базы, который состоит из подстроечного потенциометра 18 и участка коллектор-эмиттер транзистора 16. С помощью подстроечного потенциометра 18 можна регулировать величину потенциала зажигания схемы зажигания, которая состоит из кремниевого транзистора типа при 21 и кремниевого транзистора типа Прп 20. Через регулируемое омическое сопротивление протекает ток в конденсатор 25 зажигания, соответствующий установленному значению этого сопротивления. Когда напряжение на конденсаторе 25 зажигания превыи1ает установленное значение напряжения 0,6 В на базе транзистора 20, схема зажигания становится низкоомной и конденсатор 25 Зажигания может разряжаться через схему зажигания и участки управляющи электрод-катод тиристоров 5 и б. До конца полуволны запиракидеег действие тиристора заканчивается, на аноде которого имеется в этот момент положительная полуволна переменного тока. Так как измерительное сопротивление 8 предотвращает то, что конденсатор 25 зажигания полностью разряжается, конденсатор в период между i;) и to заряжается через сопротивление 30 на небольшой отрицательный потенциал, который зависит от величины напряжения на соединительных клеммах электродвигателя. ПротекаюЕЦИй из-за прекращения запирающего действия тиристора 5 или 6 идаульс тока через измерительное сопротивление 8 и двигатель 28 создает зависимое от нагружаемого вращающего момента двигателя 28 падение напряжения на измерительном сопротив лении 8, определяющее величину протекающего ток-а через диод 23 и резистор 24, вызывающего чacтj чнyю зарядку конденсатора 25 зажигания. Транзистор 16, закрытый во время протекания тока через тиристоры 5 и 6, предотвращает то, что конденсатор 25 зажигания разряжается через участок база-эмиттер транзистора 20. Транзистор 16 снова открывается тогда, когда тиристор 5 или 6 в конце положительной полуволны закрыт, так как напряжение на соединительном. пункте 14 становится снова положительным и через резистор 15 может протекать ток, который открывает транзистор 16, Конденсатор 19 обеспечивает, что в переходной фазе транзистора 16 от закрытого состояния в открытое на базе транзистора 20 имеется более положительное напряжение,чем на эмиттере транзистора 20. Признано изобретением по результатам экспертизы осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧИСЛА ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЕЙ, прежде всего приводных двигателей бытовых приборов и электроинструментов, содержа1цее один или несколько тиристоров, включенных в якорную цепь электродвигателя, управляющие электроды которых подключены к схеме зажигания, последовательно соединенные переменный резистор и конденсатор, соединенные с якорной цепью электродвигателя, отличающееся тем, что введены резистор 8 в цепь якоря электродвигателя и последовательно соединенные диод 23 и резистор 24, причем резистор В через диод 23 и резистор 24 соединен с обкладками конденсатора зажигания 25, резистор 30, через который общая точка переменного резистора 27 и конденсатора зажигания 25 соединена с отрицательной клеммой двигателя 28, схема за);сигания выполнена на транзисторах и эмиттер транзистора 20 соединен с i конденсатором зажигания 25. (Л О5 Фиг.1

t,2 h is i

(sannungsver-Lau/ eei normalef detosiung pannunasi ertau/ eet er/ ohterBeiastung 2 IL

Фиг. /