Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК H02P5/00 

Изобретение относится к электротехнике и может Быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока с широким диапазоном регулирования и высокой точностью поддержания стабильности частоты вращения.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и повышение стабильности частоты вращения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит двухполупериод- ный выпрямитель 1, входы которого являются входами устройства. Первый выход двухполупериодного выпрямителя 1 подключен к первому выводу 2 устройства, предназначенному для подключения к одному выводу якорной обмотки электродвигателя 3. Второй вывод двухполупериодного выпрямителя 1 соединен с анодами тиристора 4, зарядного диода 5 и синхронизирующим входом генератора 6 пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному выводу источника 7 образцового напряжения с включенным на его выходе по- тенциометрическим делителем напряжения 8. Средний вывод потенциометрического делителя 8 соединен с неинвертирующим входом компаратора 9. Катод зарядного диода 5 подключен к входу стабилизатора тока 10, соединенного через транзисторный ключ 11 с первым выходом двухполупериодного выпрямителя 1, и одному выводу первого запоминающего конденсатора 12. другой вывод которого также подключен к первому выходу двухполупериодного выО00

о

О sl О

прямителя 1. Выход стабилизатора тока 10 соединен с управляющим электродом тиристора 4, катод которого подключен к аноду силового диода 13, базе транзистора 14 и через базовый резистор 15 к одному выводу второго запоминающего конденсатора 16. Другой вывод второго запоминающего конденсатора 16 соединен с анодом разрядного диода 17 и одним выводом первого делителя напряжения 18, соединенным последовательно с токоограничивающим резистором 19 и транзистором 14. Средний вывод первого делителя напряжения 18 подключен к инвертирующему входу компаратора 9 и через разделительный диод 20 к среднему выводу второго делителя напряжения 21. Выход компаратора 9 подключен к входу транзисторного ключа 11. Первый вывод второго делителя напряжения 21 соединен с входом питания компаратора 9. Вторые выводы первого 18 и второго 21 делителей напяжения объединены и подключены к первому выходу двухпспупериод- ного выпрямителя 1. Катоды силового 13 и разрядного 17 диодов объединены и подключены к второму выводу 22 устройства, предназначенному для подключения к другому выводу якорной обмотки электродвигателя 3.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение источника переменного тока выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 1 и в момент открытия тиристора 4 через силовой диод 13 прикладывается к обмотке якоря электродвигателя 3. Длительность открытого состояния тиристора 4 определяется моментом включения стабилизатора тока 10 и величиной противо-ЭДС электродвигателя 3. Для регулирования (стабилизации) частоты вращения в устройстве имеется источник образцового напряжения 7 с потенциометрическим делителем 8. Его напряжение сравнивается в компараторе 9 с противо-ЭДС двигателя 3, которая выделяется на первом делителе напряжения 18 в те же отрезки времени, когда через силовой диод 13 не поступает электрическая энергия в обмотку якоря электродвигателя 3. Функциональный узел выделения противо-ЭДС электродвигателя включает в себя силовой диод 13, транзистор 14, токо- Of раничивакнций 19 и базовый 15 резисторы, первый делитель напряжения 18. При прохождении тока якорной обмотки через силовой диод 13 падением напряжения на нем запирается транзистор 14 и напряжение двухполупериодного выпрямителя 1 при открытом состоянии тиристора 4 не поступает через токоограничивающий резистор 19 на первый делитель напряжения 18. В этом режиме на первом делителе напряжения 18 будет поддерживаться уровень напряжения, до которого был заряжен второй

запоминающий конденсатор 16, заряд которого обеспечивается противо-ЭДС электродвигателя 3. В связи с тем, что к обмотке якоря электродвигателя 3 прикладывается выходное напряжение двухполупериодного

0 выпрямителя 1 в форме отрезков полусинусоид, то практически в моменты времени сравнения напряжения двухполупериодного выпрямителя 1 с противо-ЭДС обмотки якоря происходит естественное выключе5 ние тиристора 4. Ток через силовой диод 13 прекращается, и под действием противо- ЭДС обмотки якоря происходит открытие тиристора 14 и к последовательно включенной цепочке, состоящей из токоограничива0 ющего резистора 19 и первого делителя напряжения 18 будет приложена противо- ЭДС обмотки якоря. Одновременно происходит заряд через токоограничивающий резистор 19 второго запоминающего кон5 денсатора 16 или его разряд до величины противо-ЭДС через разрядный диод 17 в случае, если противо-ЭДС обмотки якоря уменьшилась вследствие уменьшения частоты вращения. Таким образом, на втором

0 запоминающем конденсаторе 16 будет всегда поддерживаться напряжение, равное (пропорциональное) противо-ЭДС обмотки якоря, а так как Е crvO, где Е - противо- ЭДС, с - постоянная величина, п - частоты

5 вращения, Ф- поток возбуждения двигате- . ля, то п пропорционально Е при условии, что магнитный поток не меняется. Следовательно, в отличие от прототипа, где на измерительный орган поступает разность

0 напряжения двухполупериодного выпрямителя и противо-ЭДС двигателя и не обеспечивается стабильность частоты вращения при изменении переменного напряжения, в предлагаемом устройстве повышается ста5 бильность частоты вращения. Второй дели- тель напряжения 21 совместно с разделительным диодом 20 исключает само- ходдвигателя. Стабилизатор тока-10, совместно с генератором пилообразного

0 напряжения 6 обеспечивает включение тиристора 4 в каждом полупериоде переменного напряжения питания, что способствует повышению стабильности работы двигателя при низкой частоте вращения и, следователь5 но, расширяет диапазон регулирования.

Формула изобретения Устройство для регулирозания частоты вращения электродвигателя постоянного

тока, содержащее двухполупериодный выпрямитель, входы которого являются входами устройства, первый выход двухполупериодного выпрямителя подключен к первому выводу устройства, предназ- наченному для подключения к одному выводу якорной обмотки электродвигателя, зарядный диод, первый запоминающий конденсатор, источник образцового напряжения с включенным на выходе потенцио- метрическим делителем, компаратор и тиристор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и повышения стабильности частоты вращения, в него дополнительно введены стабилизатор тока, транзисторный ключ, генератор пилообразного напряжения, два делителя напряжения, второй запоминающий конденсатор, разрядный, разделительный и силовой диоды, транзистор, базовый и токоограничивающий резисторы, второй вывод двухполупериодного выпрямителя соединен с анодами тиристора, зарядного диода и синхронизирующим входом генератора пилообразного напряжения, выход ко- торого подключен к выводу источника образцового напряжения, средний вывод потенциометрического делителя соединен с неинвертирующим входом компаратора, катод зарядного диода подключен к входу ста- билизатора тока, соединенного через транзисторный ключ с первым выходом

двухполупериодного выпрямителя, и одному выводу первого запоминающего конденсатора, другой вывод которого подключен к первому выходу двухполупериодного выпрямителя, выход стабилизатора тока соединен с управляющим электродом тиристора, катод которого подключен к аноду силового диода, базе транзистора и через базовый резистор - к одному выводу второго запоминающего конденсатора, другой вывод которого соединен с анодом разрядного диода и одним выводом первого делителя напряжения, соединенным последовательно с токоограничивающим резистором и транзистором, средний вывод первого делители подключен к инвертирующему входу компаратора и через разделительный диод - к среднему выводу второго делителя напряжения, выход компаратора подключен к входу транзисторного ключа, первый вывод второго делителя напряжения соединен с входом питания компаратора, вторые выводы первого и второго делителей напряжения объединены и подключены к первому выходу двухполупериодного выпрямителя, катоды силового и разрядного диодов объединены с эмиттером транзистора и подключены к второму выводу устройства, предназначенному для подключения к другому выводу якорной обмотки электродвигателя.

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано для регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока с широким диапазоном регу- лирования и высокой точностью поддержания стабильности частоты вращения. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и повышение стабильности частоты вращения. Благодаря введенным зарядному диоду 5, конденсатору 12 и транзисторному ключу 11 надежно формируется сигнал управления тиристором 4 посредством стабилизатора тока 10 независимо от величины текущего значения выпрямленного напряжения двухполупери- одного выпрямителя 1. Генератор пилообразного напряжения 6 синхронизирован с частотой питающей сети и обеспечивает срабатывание компаратора 9 в каждом полупериоде выпрямленного напряжения. 1 ил, Ё