ВАРИАТОР СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ'"•»-«-•«* Советский патент 1972 года по МПК H03M1/24 H03M1/66 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования.

Известны механические и электронные вариаторы скорости вращения.

Механические вариаторы имеют невысокую точность и сложны, так как содержат различного рода коноиды.

Электронные вариаторы хотя и обладают высокой точностью, имеют сложную схему, существенно затрудняющую настройку и регулировку вариатора.

В предлагаемом вариаторе эти недостатки устранены. Кроме того он прост по своему схемному решению, имеет небольшие габариты и вес. Этот вариатор отличается от известных тем, что в него введены три дистанционных переключателя. Причем одна обмотка первого из них подключена к щетке многоконтактного переключателя и через контакты второго дистанционного переключателя к одному из контактов распределительного механизма, вторая обмотка подключена через контакты третьего дистанционного переключателя и контакты приемного реле к положительному полюсу источника питания. Обмотки второго дистанционного переключателя подключены к контактам коммутационного устройства, обмотки третьего дистанционного переключателя подключены через контакты первого дистанционного переключателя и контакты

приемного реле к положительному полюсу источника питания, вторая его обмотка подключена к обмотке первого шагового двигателя, а обмотка второго шагового двигателя подключена к распределительному механизму и коммутационному устройству.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема вариатора скорости вращения.

Вариатор содержит приемное реле / с контактами на переключение (тройник 2), дистанционный переключатель 3 с тройником 4, дистанционный переключатель 5 с тройником 6, распределительный механизм 7, шаговый двигатель 8, многоконтактный переключатель 9, дистанционный переключатель 10 с тройником 11, диоды 12-20, шаговый двигатель 21, специальное коммутационное устройство 22, выходной вал 23 и редуктор 24.

Подвижный контакт тройника 2 ре.те / подключен к «плюсу источника питания, нормально замкнутый контакт этого тройника- к подвижному контакту тройника 4 переключателя 3. Нормально разомкнутый контакт тройника 2 соединен с подвижным контактом тройника 6 переключателя 5.

Неподвижный контакт тройника 4 переключателя 3, с которым замыкается подвил ный контакт этого тройника при подаче электрического импульса на обмотку А переключателя 3, соединен со щеткой распределительного механизма 7, приводимого во вращение шаговым двигателе 8. Ненодвижный контакт тройника 4 переключателя 3, с которым замыкается подвижный контакт этого тройника при подаче электрического импульса на обмотку Б переключателя 3, соединен с обмоткой Л переключателя 5.

Обмотка А переключателя 3 включена между «минусом источника питания и неиодвижным контактом тройника 6 и замыкается с подвижным контактом этого тройника при подаче электрического импульса на обмотку /1 переключателя 5. Обмотка Б переключателя 3 включена между «минусо.м источника питания и неподвижным контактом тройннкаб и замыкается с подвижным контактом этого тройника при подаче электрического импульса на обмотку Б переключателя 5.

Обмотка Б переключателя 5 включена между «минусом источника питания и щеткой переключателя Я которая соединена также с неподвижным контактом тройника // переключателя JO, замыкаемым с подвижным контактом этого тройника при подаче электричеСКОРО импульса на обмотку А переключателя 10.

Контакты распределительного механизма 7 соединены с контактами переключателя 9 так, чтобы обеспечить наиболее равномерное выбрасывание части импульсов из последовательности входных импульсов. Это соединение в каждом конкретном случае определяется числом положений распределительного механизма и переключателя 9.

Диоды 12-20, шунтирующие контакты переключателя 9, позволяют в каждом следующем положении этого переключателя выбрасывать из последовательности входных импульсов, приходящихся на один оборот распределительного механизма, на один импульс больше, чем в предыдущем полон ении.

Число положений распределительного механизма должно быть на единицу больше числа положений переключателя 9, так как через один из неподвижных контактов распределительного механизма питается обмотка шагового двигателя 21 специального коммутационного устройства 22.

Один из неподвижных контактов распределительного механизма соединен с подвижным контактом тройника 11 переключателя 10.

Обмотка шагового двигателя 5 включена параллельно обмотке А переключателя 5.

Обмотка Л переключателя 10 включена между «минусом источника нитания и пгеткой устройства 22, положение которой устапавливается вручную в зависимости от требуемой скорости вращения выходного вала 23. 06мотха Б переключателя 10 включена между нул(вым неподвижным контактом устройства 22 и «минусом источника питания.

ного .механизма. К этому же нелодвижиому контакту подключена щетка устройства 22.

Шаговый двигатель 6 приводит во вращение ось расиределительного механизма, которая через редуктор 24 связана с выходным валол1 23.

Передаточное число редуктора 24 должно быть равно числу дискретных положений Н1,етки устройства 22.

Вариатор нреобразует число электрических импульсов, поступающих на его вход, в угол поворота выходного вала. Причем в зависимости от положений рукоятки переключателя 9 и щетки устройства 22, которые могут быть выбраны произвольно, вариатор осуществляет равномерное выбрасывание части импульсов из последовательности входных импульсов, уменьшая тем самым скорость вращения выходного вала.

Максимальная скорость вращения выходного вала получается в случае, когда все имнульсы, поступающие на вход вариатора, используются для поворота выходного вала (переключатель 9 и щетка устройства 22 находятся в нулевом положении). Минимальная скорость вращения выходного вала получается в случае, когда из последовательности импульсов, поступающих на вход вариатора, выбрасывается максимальное число импульсов, онределяемое числом положений переключателя 9 и щетки устройства 22.

При поступлении входного импульса на обмотку реле / оно срабатывает и по цепи: «плюс источника питания, нормально разомкнутый контакт тройника 2 реле 1, тройник 6 нереключателя 5, обмотка шагового двигателя 8, «минус псточника питапия, срабатывает шаговый двигатель 8, поворачивая щетку распределительного механизма на один шаг.

Положение нереключателя 9 определяет число импульсов, выбрасываемое из последовательности входных импульсов за одип оборот распределительного механизма. Если, например, из последовательности входных ил1пульсов, приходящихся на один оборот распределительного механизма, нужно выбросить 3 импульса, переключатель 9 устанавливают в третье положение.

После установки распределительного механизма в первое ноложение и по окончании входио о импульса реле 1 отпускает.

По н,ен11: «л.иос источника питания, нормально замкнутые контакты тройника 2 реле Л тройник 4 переключателя 3, щетка и первый контакт распределительного механизма, диоды 12, 13, третий контакт и щетка переключателя 9, обмотка Б переключателя 6, срабатывает дистапционный переключатель 5 и перебрасывает свои контакты.

При поступлении следующего входного импульса срабаты: ает реле / и по цепи: «плюс источника питания, нормально разомкнутые контакты тройника 2 реле 1, тройник 6 переключателя 5, обмотка Б переключателя 3, ерабатывает переключатель 3 н псрсбраилвает свои контакты.

По окончании входного и.мнульса )сле / отпускает и по иепи: «ьмюс источника питани :. нормально замкнутые контакты тройника 2 реле /, тройник 4 переключателя 3, обмотка А переключателя 5, срабатывает переключатель 5 и перебрасывает свои контакты. Распределительный механизм за этот период времени не передвигается.

От следующего входного импульса снова срабатывает реле / и по цепи: «плюс нстсч;,ка питания, нормально разомкнутые контакты тройника 2 реле /, тройник 6 переключателя 5, обмотка шагового двигателя 8 распределительного механизма, срабатывает распределительный механизм 7 и поворачивает свою щетку еще на один щаг. Одновременно с этим срабатывает переключатель 5 (его обмотка А включена в параллель с обмоткой щагового двигателя 8 распределительного механизма) и перебрасывает свои контакты.

Выбрасывание из последовательности входных импульсов еще по импульсу при положениях щетки распределительного механизма на контактах 4 и 7 происходит аналогично. В первом случае сигнал на щетку переключателя 9 поступает непосредственно с контакта 4 распределительного механизма, а во втором случае - через диод 13.

Таким образом, за один оборот распределительного механизма может быть выброщено любое другое число входных импульсов, превышающее, однако, га - 2 (где я - число положений щетки распределительного механизма 7).

При следующем повороте распределительного механизма цпкл, описанный выше, повторяется.

Если ось распределительного механизма связана с выходным валом вариатора редуктором 24 с передаточным числом i, появляется дополнительная возможность регулировать скорость вращения этого вала.

Можно регулярно, начиная с какого-то оборота оси распределительного механизма, выбрасывать из последовательности входных импульсов еще по одному импульсу за каждый следующий оборот этой оси.

Для этого используется специальное коммутационное устройство 22, одна из подвижных щеток которого приводится во вращение щаговым двигателем 21, а вторая может быть установлена в любое положение вручную.

Положение щетки, устанавливаемой вручную, определяет номер оборота оси распределительного механизма, начиная с которого за каждый следующий оборот оси из последовательности входных имиульсов выбрасывается еще по одному дополнительному импульсу.

рыГ CMcniacT подвижную щетку устройства 22 на о.дно нолоячснио.

Вследствие этого целесообразно выбрать числа положен устройства 22, равным передаточному чнслу редуктора 24.

Импульсы на облютку щагового двигателя 21 поступа от по иепи: «плюс сточник П1 тания, ормально замкнутые контакты тройника 2 реле /, тройник 4 переключателя 3. цетка и контакт (на схеме девятый) распределительного механизма, обмотка щагового двигателя 21.

Одновременно эт) же импульсы поступают на подвижную щетку устройства 22, приводимую во вращение щаговым двигателем 21.

При своем вращении эта подвижная щетка встречается с другой подвижной щеткой устройства 22. Пр этом от импульса, поступающего на обмотку шагового двигателя 21, срабатывает также дистанцнонный переключатель 10 по своей обмотке А и перебрасывает свои контакты. Через тройник 11 переключателя 10 на обмотку Б переключателя 5 поступает дополнительно по одному импульсу за каждый следующий оборот оси раснределительного механ1 зма, что приводит к выбрасыванию этих импульсов из общей последовательности входных импульсов.

Импульсы из общей, последовательности входных им пульсов выбрасываются до техпо.р, пока первая подвиж ая щетка устройства 22 е замкнется с нулевым контактом этого устройства. При этом на обмотку Б переключателя 10, соединенную с нулевым контактом устройства 22, поступает 1 мпульс, осуществ,:я1О 1;; Й переброс тройн ;а // переключателя 10. Это соответствует окончанию цикла (одного оборота выходного вала 23) и возврату схемы в исходное состояние.

Для иормальной работы снециального коммутационного устройства 22 необход 1мо, чтобы первая и вторая подвижные щетки электрически конта тировал 1 в любом положеиии, кроме нулевого. При этом в нулевом положен нсрвая подвнжная щетка контактирует с нулевым контактом устройства 22, вторая нет.

Таким образом, а один оборот выходного вала 23 вариатора приходится определенное число импульсов, которое может быть получено из последовательности входных импульсов либо подряд, с 5екоторыми иропускаM i. Это позволяет переключателем 9 и устройством 22 плавно регулировать скорость вращеиия выходного вала регулятора в значительных пределах.

П р е д е т I 3 о б р е т е 1 и я

Вариатор скорости вращен 1Я, содержащий миогоко тактиый нереключатель между смежиьп и коитактамн которого, соед ненными с контактам распределительного л еханиз: 1а, включеиы полупроводниковые диоды, коммутацио иое устройство, приемное реле два

шаговых двигателя, ось первого из которых непосредственно соединена с осью распределительного механизма и через редуктор с выходным валом, ось второго-соединена с осью коммутационного устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и новышения точности работы устройства, в него введены три дистанционных переключателя, причем одна обмотка первого из них подключена к пдетке многоконтактного переключателя и через контакты второго дистанционного переключателя к одному из контактов распределительного механизма, вторая обмотка подключена через контакты третьего дистанционного переключателя и контакты приемного реле к положительному нолюсу источника питания; обмотки второго дистанционного переключателя подключены к контактам коммутационного устройства, обмотки третьего дистанционного переключателя подключены через контакты первого дистанционного переключателя и контакты приемного реле к положительному полюсу источника питания, вторая его обмотка подключена к обмотке первого гпагового двигателя, а обмотка второго шагового двигателя подключена к распределительному механизму и коммутационному устройству.

23