УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВИБИРЛОу-^^ Советский патент 1973 года по МПК A61H31/00 H02K17/02 

1

Известны устройства для автоматического регулирования частоты искусственного дыхания, имеющие асинхронный электродвигатель переменного тока, усилитель, диодные мосты, ключевую схему, схему сравнения и датчик обратной связи.

В нредложенном устройстве установлен генератор пилообразного напряжения с экспоненциальной формой нарастания, схема сравнення генерируемого напряжения пилообразной формы и усредненного напряжения датчика обратной связи выполнена на потенциальном триггере. Такое выполнение устройства обеспечивает высокую эффективность регулироваиия скорости электродвигателя во всем диапазоне частот искусственного дыхаиия и при колебаииях нагрузочного момента во время вдоха и выдоха.

В устройстве установлен RC-накопитель, иостоянная времени которого равна электро.механической постоянной времени системы, питающей геиератор пилообразного напряжения, что обеспечивает оптимальное время разгона электродвигателя, снижает величину пускового тока и облегчает режим разгона.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства, на фиг. 2 - форма напряжения на различных элементах схемы.

Предложенное устройство содержит согласующий элемент 1, диодиый мост 2, усилительограничитель 3. генератор 4 пилообразного напряжения, RC-иакопитель 5, схему сравнен; Я 6. буферное устройство 7, ждущий блокпнг-геиератор 9, ключевую схему 9, исполнительное устройство - электродвигатель 10, датчнк // обратной связн н выпрямитель 12 сигнала обратной связи.

Для регулировапия скорости вращения электродвигателя срабатывает ключевая схема 9 при различной фазе напряжения питания, что приводит к измеиенню площадп напряжения, воздействуюи его на электродвигатель.

При включении наиряжения питаиия через

согласующее устройство, выполненное в виде понижающего трансформатора, преобразованное по амнлитуде напряжение сети (см. фиг. 2о) поступает на диодиый мост.

Согласующее устройство осуществляет жесткую привязку всей системы управления к фазе напряжения сети, что повышает помехоустойчивость системы и позволяет использовать ее при различных частотах «питающего напряжения.

Диодный мост 2, выполненный на четырех полупроводниковых диодах, осуществляет двухнолупериодное выирямление поступивщего сигиала (фиг. 26), что позволяет системе регулироваиия следить за каждой полуволпой

питающего папряжения.

Удвоенное по частоте напряжение с выхода диодного моста подается на усилитель-ограничитель, где преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов (фиг. 2б).

Сигнал выхода усилителя-ограничителя поступает на генератор пилообразного напряжения с экспоненциальной формой нарастания.

С выхода генератора 4, соединенного с RC-накопителем 5, пилообразное напрялсение поступает на схему сравнения, выполнепную и а потенциальиом триггере, сюда же подается в противоположной полярности выпрямленное напряженне обратной связи U (фиг. 2г). Постоянная времени RC-накопнтеля выбрана равной электромеханической постоянной времени системы, питающей генератор пилообразного напряжения.

Таким образом, на выходе схемы сравнения действует налряжение прямоугольной формы, скважность которого зависит от разности наирялсений U и U. Далее сигнал поступает на буферный Каскад, предотвращающий обратное воздействие последующих каскадов на схему сравнения. Буферный каскад формирует импульсы запуска полол ;ительной полярности, поступающие на вход блокинг-генератора (фиг. 2е), вырабатывающего импульсы запуска тиристорной ключевой схемы (фиг. 2 ж); последовательно с тиристорным ключом включен электродвигатель. Таким образом, на статорные обмотки электродвигателя подается лишь напрял ение, пропускаемое ключевой схемой (фиг. 2з).

Датчик обратной связи (тахогенератор переменного тока) непосредственно связан с валом исполнительного устройства (электродвигателем) и выдает напрял ;ение, пропорциональное скорости вращения электродвигателя. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения датчика обратной связи через потенциометр подается на схему сравиения, где используется для установления необходимой скорости вращения, а огибающая сигнала обратной связи - для поддержания постоянной скорости при колебаниях нагрузочного момента (так называемая обратная связь по возмущению). Такая схема регулирования скорости позволяет поддерл ивать скорость вращения постоянной при резких колебаниях нагрузочиого момента.

Для эффективной работы системы регулирования во всем диапазоне изменеиия скорости вращения или частоты искусственного дыхания пилообразное напрял ение выбрано экспоненциальной формы.

При больн1их скоростях вращения момент опрокидывания схемы сравнения приходится на участки «пилы с большой крутизной, однако с тахогенератора поступает в это время сигнал обратной связи большой величины. При малых скоростях вращения поступает сигнал обратной связи малой величины и эффективность работы системы регулирования надает.

Однако благодаря применению 1анряжеиия. эксноненциалышй формы момент сравнения приходится при малой скорости вращения иа участки «пилы с малой крутизной, следовательно, малому изменению сигнала обратной связи нри колебаниях нагрузочного момента будет соответствовать относительно болыиое изменение фазового угла отпирания тиристорного ключа н, следовательно, более эффективное поддерл ание постоянной скорости вращения электродвигателя.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматического регулирования частоты искусственного дыхания, содерл :ащее асинхронный электродвигатель переменного тока, усилитель, диодные мосты, ключевую схему, схему сравнения и датчик обратной связи, отличающееся тем, что, с целью обеспечения высокой эффективиости регулирования скорости электродвигателя во всем диапазоне частот .искусственного дыхания и при колебаниях нагрузочного моме1нта во время вдоха и выдоха, в нем установлен генератор пилообразного иапрял :ения с экспоненциальной формой нарастания, а схема сравнения генерируемого напрял ;ення пнлообразной формы и усредненного нанрял ения датчика обратной связи вынолнеиа на потенциальном триггере.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения оптимального времени разгона электродвигателя, снижения величины пускового тока и облегчения режима разгона, в нем установлен RC-накопитель, постоянная времени которого выбрана равной электромеханической постоянной времени системы, питающей генератор пилообразного 1 анрял ения.

I III

1 Iv

V