Устройство для стабилизации скорости микроэлектродвигателя Советский патент 1980 года по МПК H02P5/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ МИКРОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

t

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для стабилизации скорости микроэлектродвигателя постоянного тока и может быть непользовано для преобразования напряжения постоянного тока в угловую скорость вращения вала.

Известны устройства для стабилизации скорости, содержащие в качестве измерительного блока тахомост 1 и 2.Однако расстройка тахомоста является причиной неустойчивости работь таких устройств.

Наиболее близко к предлагаемому . устройство 3, содержащее в качестве измерительного блока, тахомост с якорем электродвигателя, включенным в одно плечо тахомоста, и резисторами в других плечах и подключенный к тахомосту сравнивающий блок. Такое УСТРОЙСТВО также неустойчиво при расбалансировке моста.

Цель изобретения - повышение устойчивости работы устройства путем введения в него корректирующего элемента.Цель достигается тем, что параллельно резистору тахомоста, подсоединенному одним концом к. якорю электродвигателя, а другим -к измерительной диагонали тахомоста, включен корректирующий конденсатор, величина емкости которого выбрана из условия

С

R2

где С - емкость конденсатора; А - .4°- коэффициент расстройи« Kft

ки моста;

to

Т - электромеханическая постоянная времени электродвигателя;

. сопротивления резисторов, включенных в плечи моста, причем R,- сопротивление ре15зистора, параллельно которому подключен конденсатор; К сЬпр6товлё йёяКЬр гГ На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг.2 а,б 20принципиальные схемы замещения тахомоста без емкостии с емкостью; на фиг.З представлена структурная схема устройства для стабилизации скорости микроэлектродвигателя

25 постоянного тока.

Устройство (фиг.1) содержит тахомост с якорем R электродвигателя D и pesHcTOpaivoi RO , R и плечах моста, измерительная диагональ кото30рого подключена к сравнивающему блоку C6, соединенному через усилитель У с входной диагональю моста. Параллельно резистору К„ подключен коррек тирующий конденсатор С. Устройство работает слеяуклцим образом. На входы сравнивающего блока СБ поступают сигналы и и Сигнал UQ определяет установленное значение угловой скорости Шо вращения вала двигателя D. Ошибка регулирования cfU усиливается усилителем У и в виде напряжения Ug поступает .на тахомост. В случае выполнения условия балан са мое тй .-.i 2 о величина выходного напряжения Uaxxnpo порциональна мгновенному значению скорости. Однаксэ практически реализовать условие баланса моста трудно так как сопротивление якоря зависит от величины протекающего по якорю тока, пропорционального моменту нагрузки, от температу1Ж1 окружающей среды, от надежности щеточного контакта микроэлектродвигателя и т.д. В соответствии do схемой замещения фиг.2,а приращение выходного напряжения тахомоста относительно некоторого базисного выражения определяется по формуле. (2) . гдесУЧ исУФ - приращения потемциа лов между соответству щими точками схемы. При постоянном по величине момен нагрузки на валу двигателя иаображе сигналов, действующих в схеме, по Лапласу равны:, / РТ.. ,(- q:,y, (З) 2в- вхг;я - электромеханическая п тоянная времени двига ля, определяемая пасп .ными данными и привёл ным моментом инерции нагрузки; . ... 4)электромеханическая п стоянная времени двиг теля, зависящая от сх мы, его включения. Подставляя выражения (3) и (4) в преобразованное по Лапласу выражени .(2) , находим РТ Bb, IVpT - коэффициент переда чи тахомоста; . коэффициент расст тахомоста.

738078 Таким образом, передаточная тахомоста без корректирующей емсти С имеет вид , а фиг. 3 звено с коэффициентом переачи К соответствует усилителю. ТаоМост, содержащий двигатель, предтавлен двумя звеньями с передаточыми функциями вида wa(P): - Vx де ди,дй,д -быГ изображения приращений, действующих в схеме сигналов по Лапласу; - коэффициент пропорциональности между ЭДС якоря и скоростью вращения якоря ш . Поскольку тахомост находится в епи обратной связи устройства, то наиболее опасным режимом расстройки его с точки зрения нарушения условия устойчивости, устройства является расстройка, соответствующая А 0, В этом случае тахомост является устойчивым неми.нимальнофазовым звеном первого порядка. При достаточно большой величине К передаточная функция замкнутой системы имеет, вид ..-lt-if§iT и система, в целом из-за расстройки тахомоста оказывается неустойчивой. Устранение неминимально-фазности тахомоста, являющейся причиной неустойчивости системы, может быть произведено с помощью- введения корректирующей емкости С (фиг.2,б). В этом случае передаточная функция скорректированного тахомоста принимает вид «, / . ( MCbpT -xi pK -cO - корректирующая постоянная времени. Практически, так как мост является измерительным блоком, величина (Af 0,05. Следовательно, для малоинерционных двигателей (Тд $ 1 с) подобная коррекция легко осущедтвима. Для этого требуется, чтобы ,.,AT H/4V4 О С можно выбирать тем меньше, чем меньше возможные значения А, которих можно добиться мерами по термостабилизации тахомоста. В случае применения корректирующей емкости С устройство устойчиво работает прИлюбых значениях коэффициента К . Формула изобретения . Устройство для стабилизации скорости микроэлектродвигателя постоянного тока с возбуждением от постоянного -магнита, содержащее в качестве измерительного блока тахомост с якорем электродвигателя, включенным в одно плечо моста, и резисторами в других плечах и подключенный к тахомосту сравнивающий блок, о т л и ч а ю.щ ее с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы, параллель но резистору моста, подсоединенному одним концом к якорю электродвигателя, а другим - к измерительной диагонали моста, включен корректирую

738078 конденсатор, величина емкости орого выбрана из условия . - - (Р .0 емкость конденсатора -. коэффициент расстройки моста; эл ектромеханическая постоянная времени электродвигателя; 0,1,1 сопротивления резисторов, включенных в плечи моста, причем RX сопротивление резистора, параллельно которому включен конденсатор; сопротивление якоря, Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции №1530223, Н 02 Р, опублик. 1968.. 2.Патент США №3358204,кл.318-331, блик. 1967. 3.Патент США №3412305,кл.318-331, блик. 1968.

Г

/,

.{

. f6M

IfSx

.U

Alfix

uSl

KZ