Регулятор скорости вращения для микроэлектродвигателя постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/16 

1

Изобретение относится к электротехнике и и может быть использовано в элек-. трспроигрывакяцих устройствах, лентопротяжных механизмйЕХ аппаратов магнитной зЕшиси, в многоскоростных кинокамерах, в системах программного управления.

По основному авт. св. № 884062 известен регулятор скорости вращения микроэлектродвигателя постоянного тока, j содержащий последовательно соединенные импуз1ьс)эый датчик скорости вращения, преобразователь частота-напряжение, пороговый блок, усигаггель мощности, к которому подключен электродвигатель, де- ,j литель частоты, схему совпадения И, три переключателя, диод и конденсатор, причем выход импульсного датчика скорости вращения соединен со входом первого переключателя, первый выход которого соед 20 нен со входом делителя частоты, а второй - со входом преобразователя частота-напряжение и первым выходом делителя частоты, выход которого связан с одним из входов схемы совпадения И, ДрУЧ гой вход схемы совпадения И соединен с выходом порогового блока и вторым входом второго переключателя, выход схемы совпадения И связан со ъхоцам усилителя мощности, выход которого подключен к первому входу третьего переключателя, второй вход третьего переключателя через диод соединен с источником питания усилителя мошн1ости, а через конденсатор - с выходом усилителя мощности, выход третьего переключателя связан с электродвигателем .

Недостатком известного) устройства является уменыпенве в два раза дннамвч ческого диапазона регулирования при переходе от режима стабилизацни скорос-тей порядка единиц оборотов в секунду к режиму стабилизации скоростей порядка ста оборотов в секунду.

Цель наофетення - расширение дяапазона регулирования.

Указанная пзгть достигается тем, что в известный регулятор скорости враще39ния микррэлектродвигателя постоянного тока дополнительно введен одновибратор, вход которого подключен ко второму выходу делителя частоты, а выход - ко второму входу второго переключателя. Ца фиг. 1 показана блок-сйсема регулятора скорости; на фиг. 2 и 3 - диаграммы напряжений в различных точках схемы соответственно для режима малой и большой скорости. Регулятор содержит импульсный датчик 1, подключенный к входу первого переключателя 2, первый выход которого подключен к последовательно соединенным преобразователю частота-напряжение и пороговому блоку 4, составляклцих преобразователь 5 частота-скважность, ьторой выход первого переклю ателя 2 подключен к делителю 6 частоты, первый выход которого подключен к первому выходу переключателя 2, а второй - к одновибратору 7, выход преобразователя 5 подключен к схеме совпадения И 8, выхо которой подключен к усилителю 9 мощности, конденсатор Ю, диод 11, выход одновибратора 7 подключен ко второму входу второго переключателя 12, первый вход которого подключен к выходу преобразователя 5, а выход - ко второму входу схемы совпадения И 8, третий переключатель 13, первый вход которого подключвн к точке соединения выхода усилителя 9 мощности и конденсаггора 10, второй вход переключателя 13 подключен к точке соединения конденсатора Ю и диода 11, а выход - к элекг зодвигателю 14, связанному с датчиком-1. Устройство работает следукядим образом. fe режиме малой скорости, т.е. скорое ти порядка единиц оборотов в секунду, благодаря соответствующему положению переключателей 2, 12 и 13 соединены последовательно друг с другом датчик 1, преобразователь 5, схема И 8, усилитель 9 мощности и двигатель 14. В . режиме большой скорости, т.е. скорости порядка ста оборотов в секунду, между датчиком 1 и преофаэоватопем 5 подключается делитель 6 частоты, тшертиру ющий выход которого соединен со входом одновифатора 7. Выход одновнбратора подсоединяется за счет изменения положения переключателя 12 ко второму входу схемы И 8. Переключатель 13 также

изменяет свое положение и теперь алектродвигатель 14 соединен с выходом усилителя 9 через конденсатор 10 и с

схему привязки нижнего уровня, образованную конденсатором 10 и диодом 11, и перек/оочатель 13 подается на 0вига1источником постоянного напряжения (плюс +Е) через диод 11. В режиме.малой скорости сигнал импульсного датчика 1 с частотой, пропорциональной скорости вращения ротора электродвигателя (фиг. 2а,Ь}, поступает через переключатель 2 на преобразователь 3 частота - напряжение, где формируется постоянное напряжение, пропорциональное частоте входного сигнала, модулируемое вилообразным напряжением с частотой этого сигнала (фиг. 2 ). -С момента достижения суммарным напряже.нием порога срабатьтания ( Un , , фиг. 2в) порогового блока 4 на выходе последнего появляются импульсы со скваж ностью, пропорциональной частоте поступающего сигнала (фиг. 2с и фиг. 2 j , i.i). Таким образом, стабилизация скорости вращения ротора электродвигателя в режиме малой скорости происходит путем, изменения действующего значения напряжеш1я, питакшего электродвигатель от напряжения, соответствующего холостому ходу, до напряжения, близкого к напряже шло источника питания, за счет изменения скважности импульсов от некоторого начального значения до единицы. Динамический диапазон регулирования определяется отношением размаха пилообразаого напряжения к значению напряжения порога Up (фиг. 2 ). Вне этого диапазона цепь авторегулирования разомкнута и на двигатель подается либо нулевое, либо Полное напряжение Е. Переход к режиму больщой скорости осуществляется одновременным изменением положения всех переключателей 2, 12 и 13, после чего начинается процесс разгона двигателя. В начале разгона частота импульсов на входе преобразователя 5 резко уменьшается за счет прдключения между его входом и. выходом датчика 1 делителя 6 частоты с коэффшшентом деления к . Вследствие этого срабатывание порогового блока 4 прекращается и на его выходе устанавливается постоянный положительный потенциал, поступающий на вход схемы И 8, который обеспечивает прохождение через эту сжему импульсного напряжения с выхода одновифатора 7 (фиг. Зе) через переключатель 12 на вход усилителя 9 мо 1шости. Усиленный сигнал через

«гель (фиг. 3rf, пунктир), обеспечивая ускоренный разгон эа счет совместного действия нап ЗНжения источника питания Е и импульсного сигнала с выхода уси;лителя мощности.

При приближении скорости двигателя к номинальному значению, в К раз превьпиакяцему соответствующее значение в режиме малой скорости, напряжение на взь±оде преобразователя 5 вновь

становится импульсным, так как частотй сигнала на его входе приближается к значениям частоты датчика в режиме мало.й скорости. А как только длительность tвыходных импульсов преобразователя 5 станет меньше разности периода Г. выходного сигнала делителя б частоты и длительности ьд импульса, возникаклдего на выходе однови штора 7, цепь авторегулирования замкнется (фиг. 3, сплоп ная линия).

Динамический диапазон регулирования в режиме большой скорости равен отношению размаха пилообразного напряжения умноженного на (1- чр) Е, к напряжению порога; вне этого диапазона на двигатель будет подаваться либо напряжение исто;1ршка питания Е, либо напряжение ( 2- - )Е полученное путем сложения Е

с постоянной составляющей 1Шпупьсног1г сигнала (1- ).Е.

Величина LQ выбирается не меньше времени, необходимого на полное восстановление заряда конденсатора 10, и мгжет составлять не менее ОД Т.

Предлагаемое устройство сгабилизаруот скорости вращения микроэлектродвигателя постоянног тока, различающиеся на два порядка и более в широком диапазоне нагрузок на вал при фшасироваияом напряжении источшажа питания.

Формула изобретения

Регулятор скорости вращения для мищ)оэлектродвигателя постоянного тока по авт. св. № 884062-, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, в- него дополнительно введен одновнбратор, вход которого подключен к второму выходу делителя частоты, а выход - к второму входу бторого переключателя .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свндс тельство СССР № 884062, К31. Н О2 Р Б/16, 1980.