Релейная система автоматического регулирования скорости Советский патент 1975 года по МПК G05B11/16 G05D13/62 

I

Изобретение относится к области авто матического регулирования и может быть использовано в аппаратуре точной магнитной записи, а также в других устройствах электроавтоматики.

Известные релейные системы автоматического регулирования скорости, содержащие ключ, электродвигатель и тахогенератор, имеют меньшую точность как в установившемся, так и в переходном режимах работы.

Цель изобретения заключается в повышении точности работы системы.

В предлагаемой системе эта цель достигается тем, что аиа содержит корректор и последовательно соединенные усилитель-ограничитель, генератор пилообразного напряжения, усилитель-преобразователь и электронное реле. Вход генератора пилообразного напряжения соединен с первым входом корректора, второй вход которого подключен к выходу усилителя-преобразователя, а выход - к допол1нительному входу электронного реле. Вход ключа соединен с выходом электронного реле.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема релейной системы автоматического регулирования скорости.

Система работает следующим образом.

При включении питак ш,их напряжений двигатель 1 начинает вращаться. На одном валу с двигателем 1 жестко закреплен синхронный

тахогенератор 2. Напряжение переменного тока тахогенератора, частота которого пропорциональна его оборотам и числу пар полюсов, подается на вход усилителя-ограничителя, образованного операционным усилителем (ОУ) 3. Разяополярное напряжение прямоугольной формы, снимаемое с выхода ОУ 3, подается на вход генератора пилообразного напряжения, т. е. на базу разрядного транзистора 4.

Пусть обороты двигателя 1 будут меньше номинальных (величина номинальных оборотов определяется напряжением уставки СУо на неинвертирующем входе ОУ 5). Тогда при поступлении на базу транзистора 4 полож:ительной прямоугольной полуволны напряжения с выхода ОУ 3 транзистор 4 закрывается, и конденсатор 6 заряжается через резистор 7, формируя прямой ход пилообразного напряжения. В момент, когда на базу транзистора 4 поступает отрицательная прямоугольная полуволна напряжения с выхода ОУ 3 через токоограничивающий резистор в, транзистор 4 открывается, и конденсатор 6 с малой постоянной времени разрядится через переход коллектор-эмиттер насыщенного транзистора. Пилообразное напряжение с коллектора транзистора 4 подается на инвертирующий вход ОУ 5 усилителя-преобразователя, на неинвертирующий вход которого прикладывается отрицатеяьное напряжение уставки Ug, снимаемое со средней точки делителя напряжения,образованного резисторами 9 и 10. В момент, когда мгновенное значение вилообразного напряжения меньше по абсолютной величине, чем величина напряжения уставки, на выходе ОУ 5 -бздет отрицательный потенциал. Когда мгновенное значение лилообразного напряжения превысит по абсолютной величине напряжение уставки, то на выходе ОУ 5 сформируется положительный импульс, длительность которого равна времени, в течение которого мгновенное значение пилообразного напряжения превышает по абсолютной величине напряжение уставки.

Для повышения крутизны фронтов выходных импульсов ОУ 5 последний охвачен гибкой положительной обратной связью, образованной резистором И и конденсатором 12. Положительный импульс с выхода ОУ 5, пройдя через разделительный диод 13, выделяется на резисторе 14 и прикладывается к инвертирующему входу ОУ 15 электронного реле. При этом на выходе ОУ 15 установится отрицательное напряжение, которое сохраняется и после окончания действия положительного импульса за счет влияния жесткой положительной обратной связи, образованной резисторами 16 и 17. Далее отрицательное напряжение с выхода ОУ 15 через токоограничивающий резистор 18 прикладывается к переходу «база - эмиттер транзистора 19 ключа. Транзистор 19 открывается до насыщения, и все напряжение источника питания прикладывается к якорю двигателя 1. Скорость якоря двигателя 1 начнет увеличиваться и по истечении некоторого времени, определяемого величинами его электромеханической и электромагнитной постоянной времени, превысит номинальную. Тогда частота с выхода тахогенератора 2 увеличится, а положительные и отрицательные полуволны с выхода ОУ 3 усилителя-ограничителя уменьшатся. При этом амплитуда пилообразного напряжения, CHHiMaeMoro с обкладок конденсатора 6, не будет превышать по абсолютной величине напряжение уставки, и на выходе ОУ 5 исчезнут положительные импульсы.

Одновременно прямоуголыное напряжение, снимаемое с выхода ОУ 3, дифференцируется дифференцирующей цепью, состоящей из конденсатора 20 и резистора 21, и положительный продифференцированный импульс через разделительный диод 22 прикладывается к инвертирующему входу ОУ 23 корректора.

При этом на выходе ОУ 23 устанавливается отрицательный потенциал, который поддерживается за счет действия жесткой положительной обратной связи, организованной резисторамн 24 и 25. Так как резисторы 26 и 27 равны по величине и через них прикладывается к инвертирующему входу ОУ 28 корректора равные по величине и обратные по знаку напряжения с выходов ОУ 23 и ОУ 3, то на выходе ОУ 28 будет отрицательный потенциал (для случая, когда скорость двигателя меньше номинальной) за счет наличия небольшого положительного смещения, образованного резисторами 29 и 30. Когда с выхода ОУ 3 поступают отрицательные прямоугольные полуволны напряжения, а с выхода ОУ 23 - отрицательный потенциал, что имеет место при скорости двигателя больше номинальной, то на инвертирующем входе ОУ 28 появляются

отрицательные импульсы, а на его выходе - положительные, которые через разделительный диод 31 прикладываются к неинвертирующему входу ОУ 15, и на его выходе первым устанавливается положительный потенциал.,

который поддерживается положительной обратной связью. При этом транзистор 19 закрывается, а ток, вызванный э.д.с. самоиндукции, возникающей в индуктивности якоря двигателя 1, замыкается через диод 32, предохраняя коллектор транзистора 19 от перенапряжения. Двигатель 1 начинает тормозиться, а частота тахогенератора 2 - уменьшаться. В результате чего наступает момент, когда амплитуда пилообразного напряжения снова

превышает величину напряжения уставки.

Далее цикл работы регулятора повторяется, аналогично описанному выше.

Предмет изобретения

Релейная система автоматического регулирования скорости, содержащая последовательно соединенные ключ, электродвигатель и синхронный тахогенератор, отличающаяся тем, что, с цельЮ повышения точности работы системы, она содержит корректор н последовательно соединенные усилитель-ограничитель, генератор пилообразного напряжения, усилитель-преобразователь и электронное реле, вход генератора пилообразного напряження соединен с первым входом корректора, второй вход которого подключен к выходу усилителя-преобразователя, а выход - к дополнительному входу электронного реле, причем вход ключа соеднйен с выходом электронного реле.