Система для статической стабилизации частоты вращения бесконтактного двигателя постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H02K29/02 

(54) СИСТЕМА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ БЕСКОНТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Система относится к электротехнике и может быть использована в системах статической стабилизации частоты вращения бесконтактных двигателей постоянного тока (БДПТ), применяемых в установках и приборах требующих повышенной равномерности частоты вращения и надежности.

Известны системы для стабилизации частоты вращения электродвигателей, содержащие дополнительный тахогенератор, соединенный с формирователем импульсов, который через интегратор подключен к пороговому устройству, выход которого соед51нен с одновибратором. При этом одновибратор подключен к дополнительному ключу, установленному в цепи питания обмотки возбуждения двигателя 1

Недостатком известных .систем является наличие дополнительного тахогенератора. Кроме того, наличие порогового элемента приводит к уменьшению стабильности частоты вращения при изменении нагрузки и климатических условий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является система, содержащая полупроводниковый

коммутатор, импульсный датчик частоты вращения, дифференцирующий элемент, два одновибратора, дифференцирующую цепочку, .интегратор и усилитель. Выход импульсного датчика частоты вращения соединен со входом одного одновибратора. Через дифференцирующий элемент выход первого одновибратора соединен со входом

0 дифференцирующей цепочки, выход которой соединен со входом второго одновибратора, при этом выход последнего соединен с интегратором 2. Выходы интегратора и дифференцирую5щего элемента соединены со входом усилителя, включенного в цепь питания двигателя.

Недостатками данной системы являются сложность и малая стабильность

0 частоты вращения.

Для упрощения и повышения стабильности частоты вращения БДПТ в систему для стабилизации частоты вращения бесконтактного двигателя

5 постоянного тока, содержащей полупроводниковый коммутатор, импульсный датчик частоты вращения и симметричный одновибратор, выход импульсного датчика частоты вращения соединен

0

со входом .симметричного одновибратора, дополнительно введены две интегрирующие цепочки и дифференциальный усилитель, причем входы интегрирующих цепочек подключены к разным плечам симметричного одновибратора, а выходы соответственно к прмому и инвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с полупроводниковым коммутатором.

На.чертеже изображена система статической стабилизации частоты вращения БДПТ.

Секции 1, 2, 3 двигателя, имеющие соединение и звезда с нулем , подключены к силовым транзисторам 4 полупроводникового коммутатора, базы которых через логические элемент И-НЕ 5 и 6 соединены с чувствительными элементами 7, 8, 9 датчика частоты вращения. Выходы элементов 5 соединены со входами логического элемента И-ИЛИ-НЕ 10, выход которого подключен ко входу симметричного одно.вибратора 11, к каждому плечу которого присоединены интегрирующие цепочки 12, 13, Выходы интегрирующих цепочек соединены с прямым 14 и инвертирующим 15 входами дифференциального усилителя 16, выход которого соединен со входами логических элементов 6.

Схема работает следующим образом. При подаче напряжения питания двигатель приходит во вращение. В начальный момент на одном плече одновибратора 11 имеется логическая единица, а на другом плече - ноль. В процессе работы сигнал, пропорциональный частоте вращения БДПТ, и выделенный по перекрытию сигналов датчика положения .ротора через логический элемент 10 прступает на вход одновйбратора 11. Длительность импульса одновибратора 11 регулируется навесными емкостями. Одновибратор с поступлением импульсов начинает перебрасываться, при этом импульсные сигналы на его плечах интегрируются в интегрирующих цепочках 12, 13. Интегрированные сигналы имеют пилообразную форму и находятся в противоположной фазе. Б процессе разгона постоянные составляющие этих пилообразлых сигналов стремятся к общему среднему значению. В начальном положеш1Я и при разгоне на выходе усилителя 16 имеется логическая единица. При достижении номинальной частоты вращения пилообразные сигналы на входах 14 и 15 дифференциального усилителя накладааваются друг на друга, что приводит к установлению на выходе усилителя 16 логического нуля при этом сигналы, поступая на логические элементы б, отключают секции двигателя от источника питания на

время, пропорциональное перекрытию пилообразных сигналов на входах 14, 15 дифференциального усилителя.

Приложения к валу нагрузки приводит к уменьшению частоты вращения БДПТ. Соответственно уменьшается частота запускающих импульсов на входе одновибратора 11. При этом значения лостоянных составляющих пилообразных сигналов на входах 14 и 15 усилителя изменяются таким образом, что

на выходе усилителя 16 появляется сигнал, отключающий секции двигателя на меньщий период времени. Частота вращения БДПТ возрастает. Аналогичный процесс происходит

5 при снятии нагрузки. Стабилизация частоты вращения двигателя осуществляется широтно-импульсным регулированием по переднему и заднему фронтам работы секций.

0 Точность стабилизации определяется амплитудой переменной составляющей пилообразного сигнала и может регулироваться параметрами интегрирующих цепочек 12 и 13. Переход

5 на другую частоту вращения БДПТ

осуществляется сменой навесных конденсаторов симметричного одновибратора.

В данной системе все активные элементы работают в импульсном режиме, что обусловливает малый уход частоты вращения при изменениях климатических условий.

Формула изобретения

Система для статической стабилизации частоты вращения бесконтактного двигателя постоянного тока,

0 содержащая полупроводниковый коммутатор, импульсный, датчик частоты вращения и симметричный одновибратор, выход импульсного датчика частоты вращения соединен со входом си№лет5 ричнрго одновибратора, о т л и ч аю щ а я с я тем,что, с целью упрощения системы и повышения стабильности частоты вращения бесконтактного двигателя постоянного тока, в систему дополнительно введены две интегрирующие цепочки и дифференциальный усилитель, причем входы интегг рирующих цепочек подключены к разным плечам симметричного одновибратора,

5 а выходы соответственно к прямому и инвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с полупроводниковым коммутатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Японии № 48-145651, кл. 55 А 42, 1973.