УСТРОЙСТВО для СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКАВСЕСОЮЗНАЯВРАЩЕ1}*^?НТНО-ТЕХ1Ш4ЕСКБИБЛИОТЕКА Советский патент 1972 года по МПК H02P5/08 

Изобретение может быть использовано в различных системах автоматического регулирования и управления, в частности в системах с ограниченной мощностью источника постоянного тока.

Известны устройства для стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока, выполненные в виде включенного последовательно в цепь якоря двигателя выпрямителясумматора папряжения источника питания и сигналов первого генератора и второго генератора, управляемого тахогенератором переменного тока. Однако в таких устройствах устойчивая работа в зоне синхронной скорости двигателя возможна только в весьма узком диапазоне изменения фазового сдвига выходных напряжений генераторов.

С расщирения диапазона регулирования, уменьшения времени переходного процесса и времени разгона двигателя предлагаемое устройство снабжено перекрестными цепями синхронизации с двумя ключами, а также фазочувствительными элементами, управляющими ключами таким образом, что при нулевом сдвиге фаз генераторов ведущим является первый генератор, а при сдвиге фаз в 180° - второй генератор.

ма одного из возможных вариантов выполнения устройства.

Основной капал скорости устройства для стабилизации вращения двигателя / постоянного тока (см. фиг. I) состоит из тахогенератора 2 переменного тока, расположеппого на валу двигателя, и двух генераторов 3 и 4., Частота геператора 3 должна быть стабильной и равной частоте генератора 4 при номинальной скорости вращения двигателя, а частота генератора 4 пропорциональна частоте тахогенератора. Выходные напряжепня генераторов 3 и 4 выпрямляются и су.ммируются с напряжением источника 5 постоянного

тока в выпрямителе-сумматоре 6, нагрузкой которого является якорь двигателя. Синхронизация генераторов 3 и 4 осуществляется через ключи 7 и 8, управляемые соответственно от фазочувствительных элементов 9 и 10.

Генераторы (см. фиг. 2) выполнены в виде мультивибраторов с положительной обратной связью на транзисторах 11-14, выходное напряжение которых с обмоток 15 и 16 трансформаторов 17 и 18 подводится к выпрямителю-сумматору 6, где оно выпрямляется и суммируется с напряжением источника 5 постоянного тока. Генераторы п двигатель питаются от одного источника 5. Стабилизация частоты iyльт iвпбpaтopa 3 па уровне, равскорости вращения двигателя, осуществляется резонансным LC - контуром 19. Частота генератора 3 может быть стабилизнрована и другими известными способами: стабилизацией напряжения питания, стабилитронами в цени базовой коммутации, промежуточным нодмагничивающим трансформатором и т. д. В случае использования внешнего источника стабильной частоты схема донолняется устройством, обеспечивающим отключение внешнего источника нри достижении сдвига фаз мультивибраторов в 180°. Перекрестная синхронизация генераторов 3 н 4 осуществляется через ключи 7 и 8, включенные между средними точками обмоток 20, 21 и 22, 23 трансформаторов 17 и 18 и общей точкой транзисторов 11, 12 13, 14 соответственно. Другие выводы этих обмоток включены через дноды 24, 25 и 26, 27 на базы транзисторов 11, 12 и 13, 14. Занираиие ключа 7 производится от фазочувствительного элемента 9, выполненного в виде встречно включенных обмоток 28 и 29 трансформаторов 17 к 18 и вынрямителя 30, а занирание ключа 8 - от фазочувствительного элемента 10, выполненного в виде согласно включенных обмоток 5/ и 5.2 и выпрямителя 33. Одновременно на базы ключей 7 и 5 подается отрицательное смещение через сопротивления 34 и 35 соответственно.

Управление мультивибратором 4 от тахогенератора 2 осуществляется нодачей импульсов на базы транзисторов 13 и 14 через диоды 36 Я 37 и имнульсный трансформатор 38.

В момент пуска двигателя (включения напряжения нитания) выходные нанряжения мультивибраторов и 4 находятся в фазе, сигнал на выходе фазочувствительного элемента 9 равен нулю, а на выходе фазочувствительного элемента 10 максимален. Поэтому ключ 8 заперт ноложительным напряжением на его базе, и цепь синхронизации разорвана, а ключ 7 открыт отрицательным смещением через сопротивление 34, цепь синхронизации замкнута. Синхронизация мультивибратора 4 от мультивибратора 3 осуществляется в фазе, что достигается соответствующим цодключением начала и концов обмоток 20 и 21 к базам транзисторов 13 и 14. Максимальное суммарное нанряжение источника постоянного тока и мультивибраторов 3 и 4 обеспечивает форсированный зануск двигателя:

При достижении синхронной скорости вращения двигателя тахогенератор начинает изменять сдвиг фаз выходных нанрялсений мультивибраторов до установившегося значения, зависящего от величины момента нагрузки двигателя и напряжения источника постоянного тока. Величину фазового сдвига определяют интегральным соотношением вида

Указанное соотношенне определяет астатическое регулирование скорости в систем Величина фазового сдвига между выходными напряжениями мультивибраторов изменяется в пределах от О до я, причем выходное напряжение мультивибратора 4 опереи ает по фазе выходпос напряжение мультивибратора 3.

В нерсходно.м процессе, вызванном, панрпмер, сбросом нагрузки или набросом нанряжения сети, фазовый сдвиг может достигнуть значения ф я, что нриводит к отпиранию ключа 9, так как сигнал на выходе фазочувствительного элемента 10 отсутствует (выпрямленная сумма выходных нанряжений

мультивибраторов 3 к 4 с обмоток 31 и 32 при этом равна нулю), и запиранию ключа 7, так как сигнал па выходе фазочувствительного элемента 9 максимален (выпрямленная разность с обмоток 28 и 29 максимальна). 0тнирание ключа 8 обеспечивает синхронизацию мультивибратора 3 от мультивибратора 4 в противофазе за счет соответствующего подключения начала и концов обмоток 22 и 23 к базам транзисторов // и 12. Противофазное

состояние мультивибраторов обуславливает пулевое добавочное напряжение и возвращение скорости двигателя к синхронной.

В переходном процессе, вызванном, нанример, сбросом напрял :ения сети или набросом

нагрузки, фазовый сдвиг может достигнуть значения ф 0, что приводит к включению синхронизации мультивибраторов 3 и 4 в фазе, синфазное состояние которых обеспечивает максимальную величину добавочного нанряжения и возврат к синхронной скорости.

Наличие синхронизации в фазе и противофазе обеспечивает возможность изменения фазового сдвига во всем диапазоне от О до л, что нозволяет расширить пределы регулирования но моменту нагрузки и нанряжению сети. Принудительный возврат скорости двигателя к синхронной обуславливает уменьшение времени переходного процесса в системе.

Предмет изобретения

Устройство для стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока, выполненное в виде включенного последовательно в цепь якоря двигателя вьшрямителя-сумматора напряжения источпика питания и сигналов нервого генератора и второго генератора,

управляемого тахогенератором неременного тока, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, уменьшения времени переходного процесса и времени разгона двигателя, оно снабжено перекрестными

ценями синхронизации с двумя ключами, а также фазочувствительными элементами, управляющими ключами таким образом, что при нулевом сдвиге фаз генераторов ведущим является первый генератор, а при сдвиге фаз