Устройство для перемещения магнитной ленты Советский патент 1991 года по МПК G11B15/43 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике магнитной записи.

Целью изобретения является снижение энергопотребления лентопротяжного механизма за счет рекуперации энергии без использования режима противовключения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для перемещения магнитной ленты; нз фиг. 2 представлена с эуктурная схема регулятора натяжения; на фиг 3 представлен пример реализации блока контроля скорости.

Устройство содержит регулятор скорости 1. первый и второй входы которого являются соответственно первым 2 и вторым 3 входами лентопротяжного механизма, а выход подключен ко входу электропривода 4 ведущего вала, кинематически связанного с датчиком 5 скорости, выход которого соединен с третьим входом регулятора скорости 1, блок 6 питания, первая шина которого является общей шиной 7 лентопротяжного

механизма, а вторая подключена к четвертым входам первого 8 и второго электромеханических блоков, блок 10 контроля скорости, вход которого подключен к выходу датчика 5 скорости, а выход соединен с первыми входами первого 8 и второго 9 электромеханических блоков, инвертор 11, вход первого соединен со вторыми входами регулятора скорости 1 и первого электромеханического блока 8 и одновременно является вторым входом 3 лентопротяжного механизма. Третьи входы первого 8 и второго 9 электромеханических блоков объединены с первым входом регулятора скорости 1 и являются первым входом 2 лентопротяжного механизма. Выход инвертора 11 соединен со вторым входом второго электромеханического блока 9 Каждый из электромеханических блоков 8 и 9 содержит приемоподающий узел 12, кинематически связанный с валом электродвигателя 13, регулятор натяжения 14, первый вход которого подключен к выходу датчика НЯТЯ-ЧРНИЯ

10

С

о ю

00 00

ел

15, первый элемент ИЛИ 16, первый, второй и третий входы которого являются соответствующими входами электромеханического блока, второй элемент ИЛИ 17, первый вход которого объединен с первым входом эле- мента И 18 и подключен к выходу регулятора натяжения 14, второй вход второго элемента ИЛИ 17 объединен со вторыми входами регулятора натяжения 14 и первого элемента ИЛИ 16 и является вторым входом электромеханического блока, третий вход регулятора натяжения 14 объединен с третьим входом первого элемента ИЛИ 16 и является третьим входом электромеханического блока, выход второго элемента ИЛИ 17 соединен с первым входом ключевого усилителя 19 мощности, выход первого элемента ИЛ И 16 через элемент И 18 соединен со вторым входом ключевого усилителя 19 мощности, третий вход которого подключен к общей шине 7, а четвертый вход является четвертым входом электромеханического блока, первый и второй выходы ключевого усилителя 19 мощности соединены с соответствующими выводами обмотки электро- двигателя 13.

Представленный на фиг. 2 регулятор 14 натяжения каждого электромеханического блока содержит усилитель 20, выход которого соединен с первым входом компаратора 21, второй вход которого подключен к выходу генератора 22 пилообразного напряжения, а выход является выходом регулятора натяжения 14, сумматор 23, первый вход которого является первым входом регулято- ра натяжения 14, а выход соединен с первым входом функционального усилителя 20, второй вход которого подключен к выходу источника 24 опорного напряжения, второй вход регулятора натяжения 14 через инйер- тор 25 соединен с первым входом элемента И 26, второй вход которого является третьим входом регулятора натяжения 14, а выход через дифференцирующее звено 27 подключен ко второму входу сумматора 23.

Ключевой усилитель 19 мощности содержит два транзисторных ключа 28 и 29, «К два диода 30 и 31, при этом первый и второй входы ключевого усилителя 19 мощности являются управляющими входами соответст- вующих транзисторных ключей 28 и 29, третий вход ключевого усилителя 19 мощности через первый транзисторный ключ 28 соединен со своим первым выходом, а через первый диод 30 со своим вторым входом, четвертый вход ключевого усилителя 19 мощности через второй транзисторный ключ 29 соединен со своим вторым выходом, первый выход через второй диод 31 соединен с четвертым входом.

Блок контроля скорости 10 (см. фиг. 3) содержит генератор импульсов 32 и частотный компаратор 33.

Устройство работает следующим образом.

$&удем считать, что в режиме Прямо первый электромеханический блок 8 выполняет функцию приема, а второй электромеханический блок 9 - подачи магнитной ленты. В режиме Обратно функции электромеханических блоков 8 и 9 меняются.

включении ЛПМ в режиме Прямо на первом 2 и втором 3 входах устанавливаются соответственно сигналом 1 и О. Электропривод 4 ведущего вала плавно разгоняет магнитную ленту до заданной скорости, управление разгоном и стабилизацию скорости движения магнитной ленты осуществляет по датчику 5 скорости регулятор 1 скорости.

Первый электромеханический блок 8 осуществляет подмотку магнитной ленты на кассету приемоподающего узла 12. Контроль и регулирование натяжения в приемной ветви осуществляется по датчику 15 натяжения регулятором натяжения 14. Поступающий на второй вход первого электромеханического блока 8 сигнал Г через второй элемент ИЛИ 17 поступает на управляющий вход первого транзисторного ключа 28 ключевого усилителя 19 мощности и, открывая его, соединяет первый вывод обмотки электродвигателя 13 с общей шиной 7 ЛПМ. Импульсный сигнал, сформированный на выходе регулятора натяжения 14, через элемент И 18 поступает на управляющий вход второго транзисторного ключа 29 ключевого усилителя 19 и, открывая его, подключает второй вывод обмотки электродвигателя 13 ко второму выходу блока 6 питания. При этом во время импульса ток протекает по цепи- 6-29-13-28-7-6, а во время паузы по цепи: 13-28-30-13. Таким образом, в режиме приема электродвигатель 13,гфиемоподающего узла 12 работает $ акшвшхя двигательном режиме, т.е. по- твебД ет-эяергию от блока 6 питания, v ,©0-втором электромеханическом блоке 9 кассета приемоподающего узла 12 и кинематически связанный с ней вал электродвигателя 13 приводятся во вращение смазываемой с приемоподающего узла 12 магнитной лентой. При этом электродвигатель 13 работает в генераторном режиме и на его обмотке индуцируется напряжение, пропорциональное скорости вращения катушки.

При включении ЛПМ индуцируемое на обмотке электродвигателя 13 напряжение равно нулю. Необходимый для натяжения

магнитной ленты момент создается за счет энергии блока 6 питания. При этом во время импульса ток протекает по цепи 6-28-13- 28-7-6, а во время паузы по цепи 13-31-6- 7-30-13. По мере разгона магнитной ленты скорость вращения катушки приемоподаю- щего узла 12 увеличивается, а следовательно, растет и индуцируемое на обмотке электродвигателя 13 напряжение. Переход на создание момента, необходимого для на- тяжения магнитной ленты, за счет рекуперативного торможения возможен после достижения некоторой установившейся скорости. На выходе блока 10 контроля скорости формируется сигнал О, который че- рез первый элемент ИЛИ 16 и элемент И 18 запирает второй транзисторный ключ 29 ключевого усилителя 19 мощности, что отключает электродвигатель 13 второго электромеханического блока 9 от блока 6 питания. Натяжение магнитной ленты создается тормозным моментом электродвигателя 13, который возникает в результате импульсного закорачивания его обмотки через первый транзисторный ключ 28, ключе- вого усилителя 19 мощности. Управляющие импульсы формируются на выходе регулятора натяжения 14 по сигналу датчика 15 натяжения. Во время импульса ток обмотки электродвигателя 13 протекает по цепи: 13- 28-7-30-13. Во время паузы ток протекает по цепи: 13-31-6-7-30-31, т.е. происходит рекуперация электроэнергии.

Таким образом, в лентопротяжном механизме осуществляется возврат части электроэнергии в источник питания. При этом рекуперация энергии идет без режима противовключения электродвигателя, что дополнительно снижает общее энергопотребление ЛПМ.

Для выключения ЛПМ на первый вход 2 подается сигнал 1. По этому сигналу ЛПМ переходит .в режим торможения, во время которого индуцированное напряжение обмотки подающего электродвигателя 13 сни- жается до нуля. Поэтому во время торможения электродвигатель 13 второго электромеханического блока 9 вновь подключается к источнику 6 питания. Для этого сигнал 1, сформированный на первом вхо- де 2 ЛПМ через первый элемент ИЛИ 16 поступает на второй вход элемента И 18 и разрешает прохождение импульсов регулятора натяжения 14 на управляющий вход второго транзисторного ключа 29 ключевого усилителя 19 мощности. Во время импульса ток протекает по цепи: 6-29-13-28-7-6, во время паузы по цепи: 13-31-6-7-30-13.

Первый электромеханический блок 8, осуществляющий управление подмоткой

магнитной ленты, во время торможения алгоритма работы не меняет.

При включении устройства поданный на первый вход 2 ЛПМ сигнал О поступает на второй вход элемента И 26 регулятора натяжения 14 и бпокирует прохождение сигнала на второй вход сумматора 23, на первый вход которого поступает сигнал датчика натяжения 15. Сигнал, сформированный на выходе сумматора 23, сравнивается в функциональном усилителе 20 с сигналом источника 24 опорного напряжения, формируемый при этом сигнал ошибки сравнивается в компараторе 21с сигналом генератора 22 пилообразного напряжения. На выходе компаратора 21 формируются импульсы с длительностью, пропорциональной величине сигнала ошибки.

Вышеописанный алгоритм работы регулятора натяжения 14 осуществляется при разгоне, установившемся режиме работы ЛПМ, а также во время торможения в приемном узле.

В начале режима торможения в приемр- подающем узле, работающем в режиме подачи, должно произойти переключение с рекуперативного торможения на торможение от источника 6 питания. При этом на обмотку электродвигателя 13 поступает им- пульс с двойно-тройной (по отношению к режиму рекуперативного торможения) амплитудой. Для соответствующего уменьшения длительности импульса, поступающего на обмотку электродвигателя 13 в регулятор натяжения 14,введено дифференцирующее звено 27 с постоянной времени, равной постоянной времени инерционного звена САР натяжения приемоподающего его узла. В режиме подачи на вход инвертора 25 поступает сигнал О. Для торможения ЛПМ на второй вход элемента И 26 поступает сигнал Г. Формируемый на выходе элемента И 26 сигнал 1 через дифферренцирующее звено 27 поступает на второй вход сумматора 23, в котором он суммируется с сигналом датчика 15 натяжения. В результате длительность импульсов напряжения, поступающих на обмотку электродвигателя 13, уменьшается и перегрузка магнитной ленты не происходит.

Формула изобретения

Устройство для перемещения магнитной ленты, содержащее два блока усилителей мощности, выходы которых соединены с электродвигателями приемною и подающего узлов, два регулятора натяжения, первые входы которых соединены с датчиками натяжения ленты, а вторые и третьи входы с первым и вторым входом устройства, электропривод ведущего вала, кинематически связанный с датчиком скорости, выход которого соединен с третьим входом регулятора скорости, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входом устройства, а выход соединен с электроприводом ведущего вала, отличающееся тем, что, с целью снижения энергопотребления в него введены два элемента И, четыре элемента ИЛИ, инвертор и блок контроля скорости, вход которого соединен с выходом датчика скорости, а выход - с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с первым входом устройства, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого регулятора

натяжения и со вторым входом устройства, который через инвертор соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ и третьим входом второго регулятора натяжения, выходы первого и второго элементов ИЛИ со- единены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго блоков усилителей

мощности, вторые входы которых соединены соответственно через третий и четвертый элементы ИЛИ с выходами первого и второго регуляторов натяжения, третьи входы которых соединены со вторыми входами

третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго регуляторов натяжения.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике магнитной записи. Цель - снижение энергопотребления - обеспечивается за счет рекуперации энергии, наполненной в процессе перемотки магнитной ленты. При этом устройство содержит электропривод 4 ведущего вала, датчик скорости 5, регулятор 1 и блок контроля скорости 10, инвертор 11, а также два электромеханических блока 8,9. каждый из которых включает в себя приемо- подающий узел 12, Электродвигатель 13, ключевой усилитель мощности 19, датчик 15 и регулятор 14 натяжения, два элемента ИЛИ 16, 17 и элемент И 18 3 ил

О/я damvuxa но/ляжем и я

Работа/с/пол

Фиг 2

22

Фиг.З