Электропривод Советский патент 1990 года по МПК H02P5/16 

1

(21)4321582/24-07

(22)02.11,87

(46) 23.02.90. Бюл. № 7

(72) Е.Л.Попков и Д.И.Павлович

(53)621.316.718.5(088,8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1131005, кл. Н 02 Р 5/16, 19840

Авторское свидетельство СССР № 986283, кл. Н 02 Р 5/06, 1984„

(54)ЭЛЕКТРОПРИВОД

(57)Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано для регулирования электропривода швейной машины. Цель изобретения - повышение качества регулирования. Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к источнику 2 питания через ключ 3, датчик 4 скорости, узел 5 сравнения и пороговый блок 9, соединенный с управляющим входом ключа 3. Задатчик 5 скорости выполнен на оптроне со шторкой 17 управления и педалью 18. В электроприводе обеспечивается плавный пуск и регулирование при переменной нагрузке. Это повышает качество регулирования. Кроме того, в электроприводе предусмотрена защита от превышения температуры двигателя 1 ил.

с SS

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано для регулирования электропривода швейной машины. Цель изобретения - повышение качества регулирования. Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к источнику 2 питания через ключ 3, датчик 4 скорости, узел 5 сравнения и пороговый блок 9, соединенный с управляющим входом ключа 3. Задатчик 5 скорости выполнен на оптроне со шторкой 17 управления и педалью 18. В электроприводе обеспечивается плавный пуск и регулирование при переменной нагрузке. Это повышает качество регулирования. Кроме того, в электроприводе предусмотрена защита от превышения температуры двигателя. 1 ил.

/б

22 VJ

(Л

Ј

сд

со

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано в электроприводе швейной машины.

Цель изобретения - повышение, качества регулирования.

На чертеже изображена схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к источнику 2 питания через ключ 3 (управляемый вентиль), датчик 4 скорости, узел 5 сравнения на транзисторе 6с задатчиком 7 скорости, резистор 8, пороговый блок 9, к входу которого одни выводом подключен первый конденсатор ID, а к выходу г управляющий вход ключа 3, ограничитель 11 напряжения подключенный к источнику 2 питания, формирователь 12 импульсов. В узел 5 сравнения введен конденсатор 13, за- датчик 7 скорости выполнен на оптро- не, а источник 2 питания выполнен в виде выпрямителя с фильтром 14 (конденсатором) . Датчик 4 скорости через формирователь 12 импульсов соединен с базой транзистора 6, являющейся входом узла 5 сравнения, между эмит- тером и коллектором транзистора 6 включен конденсатор 13, коллектор

транзистора 6 через фоторезистор 15 оптрона 7 с положительным выводом источника питания 2, отрицательный вы- вод которого соединен с эмиттером транзистора 6, светодиод 16 оптрона 7 соединен с выводом источника питания 2. Первый вывод первого конденсатора 10 соединен через резистор 8с выходом узла 5 сравнения, а второй вывод первого конденсатора 10 - с отрицательным выводом источника питания 2„ Задатчик 7 скорости содержит шторку 17, механически связанную с педалью 18 и выключателем 19 источника питания 20 Для обеспечения защиты двигателя от превышения температуры пороговый блок 9 содержит поэистор 20, установленный на электродвигате- ле 1 о Пороговый блок 9 представляет собой линейный преобразователь напря жения в частоту Датчик 4 скорости представляет собой таходатчик, содержащий катушку 21 индуктивности и кольцеобразный многополюсный магнит 22. Для ограничения частоты вращения в узел 5 введен переменный резистор 2

Электропривод работает следукнцим образом.

При нажатия на педаль 18 .замыкаются контакты выключателя 19 и с источника питания 2 на последовательно соединенные электродвигатель 1 и уп- равляемый вентиль 3, а также на ограничитель 11 напряжения подается пульсирующее напряжение. На линейный преобразователь 9 напряжения в частоту подается с выхода ограничителя 11 напряжение трапецеидальной формы, Светодиод 16, узел 5 сравнения питаются постоянным напряжением, Шторка 17, связанная с педалью 18, почти полностью перекрывает световой поток от светодиода 16 к фоторезистору 15, при этом сопротивление фоторезистора наибольшее,. Транзистор закрыт ввиду отсутствия сигнала с таходатчика 4.

Напряжение на конденсаторе 13, а следовательно, и управляющее напряжение на выходе узла 5 сравнения плавно нарастает, Конденсатор Ю также заряжается напряжением с выхода узла 5 сравнения через резистор 8„ Частота импульсов на выходе блока 9 увеличивается, и угол отпирания управляемого вентиля 3 соответственно увеличивается. Напряжение на электродвигателе 1 увеличивается0 Вал электродвигателя 1 поворачивается, и таходатчик 4 вырабатывает напряжение обратной связи,, Формирователь I2 импульсов выдает первый импульс на вход узла 5 сравнения. Транзистор 6 открывается, и конденсатор 13 разряжается через открытый транзистор 6, На время действия импульса обратной связи конденсатор 13 не успевает полностью разрядиться, и при дальнейшем повороте вала электродвигателя, когда импульс обратной связи исчезает, транзистор 6 закрывается и снова начинает заряжаться конденсатор 13. Процесс повторяется. Таким образом, амплитуда напряжения, до которого может зарядиться конденсатор 13, а соответственно, и конденсатор 10, определяется постоянной времени RC-цепи, состоящей из фото- резистора 15, переменного резистора 23, конденсатора 13, и периодом следования импульсов обратной связи с формирователя 12 импульсов.

В установившемся режиме, когда нагрузка на валу электродвигателя 1 постоянна, амплитуда импульсов напряжения на конденсаторе 13 не меняется

515

Амплитуда напряжения на конденсаторе 10 тлкже имеет установившееся значение. Угол отпирания управляемого вентиля 3 и напряжение на электродвигателе 1 не меняются Если нагрузка на вал электродвигателя 1 изменяется, например возрастет , то это приводит к тому, что частота вращения вала электродвигателя I уменьшается, a следовательно, увеличивается период следования импульсов обратной связи„ Конденсатор 13 заряжается до большого напряжения, а следовательно, напряжение на конденсаторе 10 также увеличивается. Это приводит к увеличению угла отпирания управляемого вентиля 3 и увеличению напряжения на электродвигателе 1. Частота вращения приближается к заданной.

При уменьшении нагрузки на валу электродвигателя 1 обороты его возрастают и период следования импульсов обратной связи уменьшается0 Конденсатор 10 начинает разряжаться по це- пи: первый вывод конденсатора 10, резистор 8, открывающийся транзистор 6, второй вывод конденсатора 10. Скорость разряда конденсатора 10 тем больше, чем больше ускорение вала электродвигателя 1, т.е. чем больше частота вращения в данный момент превышает частоту вращения в предыдущий. Дополнительно конденсатор 10 разряжается через пороговый блок 9.

Для увеличения частоты вращения дополнительно нажимают на педаль 18 и перемещают тем самым шторку 17., Количество света на фоторезистор 15 увеличивается, сопротивление фоторе- зистора уменьшается. Конденсатор 13 в промежутках между импульсами обратной связи начинает заряжаться до большего напряжения, что приводит к увеличению напряжения на конденсаторе 10, а следовательно, к увеличению напряжения на электродвигателе 1. Частота вращения вала электродвигателя 1 увеличивается, и период следования импульсов обратной связи умень- шается. Это приводит к тому, что напряжение,.до которого успевает зарядиться конденсатор 13, уменьшается. В дальнейшем это напряжение принимает установившееся значение, при котором частота вращения вала электродвигателя 1 постоянна, но имеет большее значение по сравнению с первоначальной

Q 0

5 0

Q 5 0 5

5

Электропривод в переходном режиме работает следующим образом В процессе регулирования частоты врлпк чия пе- даль 18 быстро переводятся из положения, соответствующего минимальной частоте рращения, в положение, соответствующее максимальной частоте вращения. В положении педали 18, соответствующем максимальной частоте вращения, постоянная времени КС-цепи, состоящей из фоторезистора 15, переменного резистора 23 и конденсатора 13, минимальна, так как сп ротивление фоторезистора 15 также минимально. Скорость заряда конденсатора 13 максимальна .

Так как период импульсов обратной связи при минимальной частоте вращения большой, то быстрый перевод педали в положение, соответствующее максимальной частоте вращения, может привести к тому, что напряжение на конденсаторе 13 достигает большого значения,, В свою очередь, это приводит к скачку напряжения на электродвигателе и его перегрузке.

Использование фоторезистора 15 в качестве регулятора частоты вращения позволяет избежать этого. Фоторезистор - элемент инерционный, и нарастание фототока, а следовательно, и уменьшение сопротивления фотореэисто- ра подчиняются экспоненциальному закону. При переходе от минимальной частоты вращения к максимальной постоянная времени КС-цепи меняется с учетом времени изменения сопротивления фоторезистора 15. Этим обеспечивается более плавное нарастание напряжения на конденсаторе 10, а следовательно, и на электродвигателе 1. Перегрузки по току на электродвигателе 1 уменьшаются.

Защита электродвигателя от превышения температуры работает следующим образом. При увеличении температуры выше допустимой сопротисление позис- тора 20 начинает увеличиваться, в результате чего уменьшается коэффициент преобразования линейного преобразователя 9 напряжения в частоту. Уменьшение коэффициента преобразования последнего приводит к тому, что реакция электродвигателя 1 на изменения управляющего напряжения замедляется, уменьшаются перегрузки по току. Дальнейшее увеличение сопротивления позистора 20 при значительном

перегреве электродвигателя 1 приводит к тому, что начинается ограничение максимального угла отпирания управляемого вентиля 3 вплоть до пол- ного выключения последнего Электродвигатель 1 останавливается.

Таким образом, в электроприводе обеспечивается плавный пуск и регулирование скорости электродвигателя в условиях переменной нагрузки, т0е„ повышается качество регулирования, а также обеспечивается защита электродвигателя от превышения температуры.

Формула изобретения Электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к источнику питания через ключ, датчик скорости, узел сравнения на транзисторе с за- датчиком скорости, резистор, пороговый блок, к входу которого одним выводом подключен первый конденсатор, а к выходу - управляющий вход ключа,

5

0

5

отличающийся тем, что, с целью повышения качества, регулирования, в него введен формирователь импульсов, выпрямитель с фильтром, в узел сравнения введен конденсатор, задатчик скорости выполнен на оптро- не, при этом выпрямитель с фильтром соединен с источником питания, датчик скорости через формирователь импульсов соединен с базой транзистора, являющейся входом узла сравнения, между эмиттером и коллектором транзистора включен конденсатор, коллектор транзистора через фоторезистор оптрона соединен с первым выводом выпрямителя с фильтром, второй вывод которого соединен с эмиттером транзистора, светодиод оптрона соединен с выводами выпрямителя с фильтром, первый вывод первого конденсатора соединен через резистор с выходом узла сравнения, а второй вьюод первого конденсатора соединен с вторым выводом выпрямителя с фильтром.