Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока Советский патент 1993 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электротехнике имржет быть использовано в устройствах для стабилизации частоты вращения электродвигателя постоянного тока, например, в устройствах записи и воспроизведения звука. ; . ../.. ... .,...-. ..-.Известно устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя по- стоянного тока, содержащее делитель напряжения и первый резистор, образующие с якорной обмоткой электродвигателя . мостовую схему, в измерительную диагональ которой включены транзисторы, причем база одного транзистора подключена к делителю напряжения, база второго транзистора связана с коллектором первого транзистора и через резистор соединяются с положительными выводом источника питания; эмиттер первого транзистора имеет общую точку соединения с первым резистором, с двигателем и с резистором, который другим выводом соединяется с эмиттером второго транзистора. Коллектор

второго транзистора соединяется с базой регулирующего транзистора.

Наиболее близким по технической сущ- ности к изобретению является устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее делитель напряжения и первый резистор, образующие с якорной обмоткой электродвигателя мостовую схему, в измерительную диагональ которой включены транзисторы,- причем база первого транзистора подключена к делителю и соединена с коллектором второго транзистора через второй резистор, эмиттер второго транзистора имеет общее соединение с эмиттером первого транзистора и через четвертый резистор подключены к отрицательному выводу источника питания, база и коллектор третьего транзистора соединены между собой через третий резистор, общая точка соединения первого резистора и электродвигателя имеет соединение с коллектором третьего транзистора, коллектор

1 S

Ё

VI

00 О О СО

регулирующего транзистора соединен с электродвигателем через первый резистор, эмиттер регулирующего транзистора подключен к положительному выводу источника питания и через пятый резистор соединен с базой регулируюи го транзистора, а в свою очередь база этого транзистора соединена с коллектором первого транзистора. .-.

Недостатком такого устройства является существен ная зависимость частоты вращения от питающего напряжения, большой дрейф скорости при реализации схемы на дискретных элементах, невозможность установки регулировочной характеристики двигателя без изменения номиналов мостовой схемы, ..

Целью изобретения .является улучшение стабилизации и расширение диапазона питающего напряжения. Предлагаемое устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока намного уменьшает ошибку отработки сиг- . нала системы регулирования, что ведет к значительному улучшению стабилизации частоты вращения электродвигателя.

Указанная цель достигается тем, что з устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее делитель напряжения и первый резистор, образующие мостовую схему, одно плечо которой предназначено для подключения к якорной обмотке электродвигателя, в измерительную диагональ мостовой схемы включены транзисторы, причем база первого транзистора подключена к делителю напряжения и соединена с коллектором второго транзистора через второй резистор, коллектор и база третьего транзистора соединены между собой через третий резистор, эмиттер третьего транзистора соединен с базой второго транзистора, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены между собой и через четвертый резистор подключены к отрицательному выводу источника питания, коллектор третьего транзистора соединен с общей точкой первого резистора и выводом якорной обмотки электродвигателя, второй вывод первого резистора через четвертый транзистор соединен с положительным выводом источника питания , пятый р езистор, .включенный между эмиттером и базой четвертого транзистора, введен дополнительный пятый транзистор, эмиттер пятого транзистора соединен с коллектором четвертого транзистора и с положительным выводом источника питания, коллектор пятого транзистора соединен с базой четвертого транзистора и с пятым резистором, а эмиттер четвертого транзистора образует общую точку с пятым резистором, с одним из плеч делителя напряжения и с первым резистором, база пятого транзистора соединена с коллектором первого

транзистора..

На чертеже представлена схема устройства для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока.

Устройство для регулирования частоты

вращения электродвигателя постоянного тока содержит делитель напряжения 1 и первый резистор 2, которые образуют с якорной обмоткой электродвигателя 3 мостовую схему, база первого транзистора 4

подключена к делителю напряжения 1, коллектор и база третьего транзистора 5 соединены между собой через третий резистор б, Эмиттер третьего транзистора 5 соединен с базой второго транзистора 7. Эмиттеры втор ого транзистора 7 и первого транзистора 4 имеют общее соединение и подключены через четвертый резистор 8 к отрицательному выводу источника питания, второй транзистор 7 коллектором через второй резистор 9

соединен с базой первого транзистора 4. Коллектор первого транзистора 4 соединен с базой пятого транзистора 10. Коллектор пятого транзистора 10 подключен к базе четвертого транзистора 11, эмиттер пятого

транзистора 10 соединен с коллектором четвертого транзистора 11 и с положительным выводом источника питания, Эмиттер четвертого транзистора 11 через первый резистор 2 подключен к якорной цепи

электродвигателя 3. Между эмиттером четвертого транзистора 11 и его базой, а также коллектором пятого транзистора 10 включен пятый резистор 12, обеспечивающий более точную установку нагрузочной

характеристики электродвигателя путем изменения коэффициента усиления пятого транзистора 10..

Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного

тока работает следующим образом.

Как только после подачи напряжения питания на вход регулятора двигатель начал вращаться, транзистор 4 открывается и начинает работать схема сравнения состоящая из транзисторов 4, 7, резисторов 8, 9 и 1, которая отрабатывает сигнал поступающий с двигателя. В зависимости от момента нагрузки, приложенного к валу электродвигателя, напряжение в диагонали моста (точки а, б) также изменяется, что, в свою очередь, ведет к изменению тока базы транзистора 4. С коллектора транзистора 4 сигнал поступает на составной транзистор, состоящий из транзисторов 10 и 11.

Применение транзисторов различной проводимости позволяет построить схему составного эмиттерного повторителя, которая имеет характеристики сходные с характеристиками каскада, посроенного по схеме Дарлингтона. Такая схема соединения транзисторов имеет выходные характеристики присущие эмиттерному повторителю и в то же время обладает малым входным сопротивлением, характерным для схемы с общим эмиттером, обеспечивая инвертирование сигнала и усиление по напряжению. Кроме того, входное и выходное сопротивления пропорциональны сопротивлению нагрузки и внутреннему сопротивлению источника сигнала. Изменение (увеличение, уменьшение) момента нагрузки на валу электродвигателя приводят соответственно к (уменьшению, увеличению) базового тока транзистора 4. А это в свою очередь вызывает изменение тока базы транзистора 10, что приводит к уменьшению или увеличению тока базы транзистора 11 посредством соединения коллектора транзистора 10 и базы транзистора 11. Тем самым такое включение транзисторов 10- 11 задает оптимальный ток базы транзистора 11, Высркоомный подстроечный резистор позволяет изменять ток коллектора транзистора 10, тем самым изменяя общий коэффициент усиления системы регулирования. Включение подстроечного резистора в цепь база-эмиттер транзистора 11 обеспечивает дополнительную тепловую стабилизацию перехода.

Формула изобретения .Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного

тока, содержащее делитель напряжения и первый резистор, образующие мостовую схему, одно плечо которой предназначено для подключения к якорю электродвигателя, 5 в измерительную диагональ мостовой схемы включены транзисторы, причем база первого транзистора подключена к делителю напряжения и соединена с коллектором второго транзистора через второй резистор,

0 коллектор и база третьего транзистора соединены между собой через третий резистор, эмиттер третьего транзистора соединен с базой второго транзистора, .эмиттеры первого и второго транзисторбв соединены

5 между собой и через четвертый резистор подключены к отрицательному выводу источника питания, коллектор fpeTbero транзистора соединен с общей точкой первого резистора и вывода для подключения якор0 ной обмотки электродвигателя, второй вывод первого резистора через четвертый транзистор соединен с положительным зы- водом источника питания, пятый резистор, включенный между эмиттером и базой чет5 вертого транзистора, отличающееся тем, что, с целью улучшения стабилизации и расширения диапазона питающего напряжения, в него введен дополнительный пятый транзистор, эмиттер пятого

0 транзистора соединен с коллектором четвертого транзистора и с положительным выводом источника питания, коллектор пятого транзистора соединен с базой четвертого транзистора и с пятым резистором, а эмит5 тер четвертого транзистора образует общую точку с пятым резистором, с од ним из плеч делителя напряжения и с первым резистором, база пятого транзистора соединена с коллектором первого транзистора.