Устройство для регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

3.7 Указа1шая цель достигается тем, что в устройство введены резисторы, формирователь напряжения, вьшолненный в виде Мостовой схемы, подключенной к выпрямителю, и согласующий каскад, вход кртсрого соединен через резисторы с диагональными точками мостовой схемы, а выход с цепью питания релаксационного генератора. При этом одна ветвь формирователя напряжения вьшолнена в виде резистора, Ш5штированного офатным диодом, и последовательного конденсатора, а одно плечо лругой ветви моста шунтированное дополнительным конденсаTqpoM, выполнено в виде мостовой схемы одно плечо KOTqpoE образовано резисторо и стабилитроном, другое -двумя резисто рами, а диагональ - потенциометрами, выход одного из которых соединен через дополнителыдый диод с зарядным конден релаксационного генератора, а В другое плечЬ другой ветви формирователя напряжения введен резистор. На.фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока; на фиг. 2 диаграмма напряжений в характерных точ ках схемы. Устройство содержит выпрямитель на диодах 1-4, к выходу которого пОдключе ны обмотка возбуждения 5 и формнрователь напряжения, выполненный на элемен тах 6-18, Выходы ффмирователя через диод 19 и согласующий каскад 2О соеш нены с релаксационным генератором, вь5полненном на элементах 21-25. Якоръ двигателя 26 подключен к вьшрямителю через тиристор 27. Устройство работает следующим образам, Напряжение, подаваемое на якорь двигателя, регулируется путем изменения фа зы включения тиристс а 1Z: релаксационным генератором на однопереходн /1 транзисторе (ОПТ) 22. заперт до 1вх пср.пока напряжение на его эмиттере меньше напряжения включения, составляю щего около 70% от межбазового напряжения (кривая 28 на фиг. 2). В начале каждого полупериода тиристор 27 заперт а конденсате 23 заряжен до напряжения на средней точке потенциометра 1О, которое должно быть меньше, чем напряжение включения ОПТ. Напряжение на запертом тиристоре представляет собой раз ность между напряжением на выходе выпрямителя и протйвоэяс якоря (кривая ОЗ 29на фиг. 2). Это напряжение приложено к цепи, образованной элементами 2325, и после того как оно сравняется с напряжением на кoндeнcaтqэe 23 (кривая 30,моментi ,на фиг, 2),последний начинает заряжаться.Скорость его заряда определяется положением движка реостата регулятора скорости 24 и напряжением на тиристоре,а форма напряжения близка к косинусоиде. Когда напряжение на конденсаторе 23 достигнет уровня отпирания ОПТ (кривая 31 на фиг. 2), сопротивление участка эмиттер-база ОПТ падает почти до нуля и конденсатор 23 разряжается через резистор 21, создавая на нем положительный импульс напряжения, отпирающий тиристор 27, При открытом тиристоре на- пряжение: вьшр$}ми епй оказывается приложенным к якорю двигателя (заштрихом ванный участок 32 на фиг. 2). При увеличении нагрузки на валу дви. гателя его скорость, а следовательно, и противоэдс якоря падает. В результате увеличивается скорость заряда конденсатора 23, тиристоротпирается.раньше и ток якоря возрастает, увеличивая момент на валу двигателя, компенсирующий рост нагрузки. Степень возрастания тока якоря при этом (коэффициент усиления, контура регулирования) определяется величиной угла, под которым сходятся кривые 30и 31 на фиг. 2. Чем он меньше, тем больше коэффициент усиления. Из этого следует, что для увеличения коэффициента усиления межбазовому, напряжению нужно придать форму, близкую к напряжению на конденсаторе 23. Поскольку ОПТ не может работать .при межбазовом напряжении, меньшим определенного предела, оно должно иметь форму кос.инусоиды на пьедестала. Такого же типа напряжение должно быть и на зарядном конденсаторе 23. Требуемая форма этих напряжений обеспечивается формирователем напряж&ния, выполненным на элементах 6-18. Межбазовое напряжение требуемой формы образуется путем суммирования на входе согласующего каскада 20 постоянного напряжения с конденсатора 6 и .напряжения косинусоидальной формы с конДёнсатсра 15, получаемого при его заряде через резистор 14 напряжением выпрямителя (кривая 29 на фиг. 2) и периодическом ряаряде через диод 16 в момент спада этого напряжения до нуля. Согласующий каскад 20 необходим для исключения влияния межбазового сопро тив- пения ОПТ на фopмиpoвaтev ь напряжения. Исходное напряжение (пьедестал ) на конденсаторе 23 (кривая 30 на фиг. 2) создается путем его заряда через диод 19 напряжением с потенциометра 10, Для сохранения нбминальйой скорости двигателя при изменении напряжения сети необходимо отпирать тиристор несколь ко раньше, если напряжение уменьшилось, или позже, если оно увеличилось. Эту задачу решает вторая мостовая схема, выполненная на элементах , 12, 13, имеющая в одном из плеч стабилитрон 13, путем полной или частичной (в зависимости от установленной скорости) стабилизации исходного напряжения на конденсаторе 23. Введение в устройство такого формирователя напряжения и согласующего каскада существенно повышает точность регулирования скорости электродвигателя, сведя до минимума ее зависимость от нагрузки на валу двигателя и напряжения сети. ормула изобретения 1. Устройство для регулирования скорости Е ащенкя электродвигателя постоянного тока, содержащее выпрямитель, под ключенный к обмотке возбуждения э лэктро двигателя, соединенные последовательно якорь двигателя и тиристор, и релаксаци онный генератор, выполненньгй на полущзо водниковом переключающем элементе с . зарядным конденсатором, включенным через регулятор скорости и диод параллельно тиристору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования , в него введены резисторы, формирователь напряжения, вьшолненный в виде мостовой схемы, подключенной к выпрямителю, и согласующий каскад, вход которого соединен через резисторы с диагональными точками мостовой схемы, а выход - с цепью питания релаксационного генератсра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что одна ветвь формирователя напряжения выполнена в виде резистора, шунтированного обратным диодом, и последовательного конденсатора, а одно плечо другой ветви, шунтированное дополнительным ксиденсатором, выполнено в виде мостовой схемы, одно плечо которой о азовано резистором и стабилитроном, другое - двумя резисторами, а диагональ - потенциометрами, выход о№ного из которых соединен через дополнительный диод с зарядным конденсатором релаксационного генератора, в фугое плечо другой ветви формирователя напряжения введен резистор. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ня 163667, кл. Н О2 Р 5/12, 1964. 2.Тиристоры. Технический справочник. Под ред. В. Н. Лабунцова. Пер. с англ. М., Энергия, 1971, с. 255, рис. 10-5.

V