Устройство для регулирования скорости электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК H02P1/04 

Изобретение относится к электрот нике, а именно к устройствам для ре гулирования скорости электродвигате лей, и может найти применение для регулирования скорости коллекторных электродвигателей с помощью тиристоров и симисторов. Известно устройство для регулирования скорости электродвигателя, содержащее управляем |й полупроводни ковый вентиль, управляющий электрод которого соединен через пороговый элемент с времязадающей цепью 1. Недостатком этого устройства является отсутствие автоматического поддержания заданной скорости при изменении нагрузки. Наиболее близким .по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования скорости электродвигателя, содержащее включенный последовательно с электр двигателем yпpaвляe fclй полупроводниковый вентиль, управлящий электрод которого через усилитель и пороговый элемент соединен с выходом астатического регулятора, один вход которого соединен с датчиком скорости, а второй - с задатчиком скорости, блок синхронизации и блок питания, подключенный к задатчику скорости, астатическому регулятору и пороговому элементу. Это устройство содержит также сх.ему фазового управления полупроводниковым вентилем которая должна иметь свою цепь синхронизации 23, Недостаток этого устройства заключается в сложности схемного решения и невысокой надежности. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что выход блока синхронизации подключен к выходу астатического QP-гулятора. Блок синхронизации содержит диод, транзисторный ключ, диодную схему или, два конденсатора, соединенные с нулевой точкой блока питания один непосредственно, а другой через диод, общая точка конденсатора и диода соединена с входом порогового элемента, а общаА точ«а конденсаторов связана с транзисторным ,ключом, вход которого соединен с бло ком питания .через диодную схему ИЛИ, На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства} на фиг. 3 диаграмма напряжений в различных точ ках схемы устройства для регулирования скорости электродвигателя. Устройство для регулирования скорости электродвигателя 1 содержит включенный последовательно с электро I двигателем 1 полупроводниковый вентиль, в качестве которого может быть использован симистор 2 (например, оп тронный), управляющий электрод которого связан через усилитель 3 и пороговый элемент k с астатическим рег ляторсзм 5. Астатический регулятор 5 имеет два входа, один из которых соч |динен с;задатчиком 6 скорости, а .- с датчиком 7 скорости, выполненным.например, в виде тахогенератора, установленного на валу электродвигателя 1. Блок 8 питания обеспечивает питание различных элементов схемы необходимым стабилизированным напряжением. Устройство 9 синхронизации подключено между выходом астатического регулятора 5 и пороговым элементом k. Как показано на фиг. 2, астатический регулятор 5 выполнен, например, на дифференциальном усилителе ,10. Один вход астатического регулятора 5 соединен с задатчиком скорости в качестве которого может быт использован регулируемый источник опорного напряжения, например связанный с блоком 8 питания переменный резистор 11. Ко второму входу ас татического регулятора 5 подключен датчик 7 скорости, выполненный в ви де тахогенератора 12, на выходе которого включены конденсатор 13 и диод Т. Пороговый элемент 4 в виде од нопереходного транзистора с резистором 15 соединен с управляющим элек-, тродом сишстора 2 через транзисторный усилитель 3 с резистором 16. Устройство синхронизации, включенное между выходом астатического регулятора 5 и пороговым элементом содержит конденсаторы 17 и 18, из которых конденсатор 17 соединен с нулевой точкой источника питания непосредственно, а конденсатор 18 через диод 19. Общая точка конденсатора 18 и диода 19 связана с входом порогового элемента i, а общая точка конденсаторов 17;и 18 соединена с транзисторным ключом 20, имеющим резистор 21 в цепи базы. Вход транзисторного ключа 10 соединен с блоком 8 питания через диодную схему ИЛИ на диодах 22 и 23. Блок 8 питания содержит выпрямительную мостовую схему 24 с фильтрами 23 и 26 и два последовательно вкл1оченных двуханодных стабилитрона 27 и .28, соединенных с резистором и образующих в их об1чей точке нулевую точку 29 источника питания. Устройство для регулирования скорости электродвигателя работает следующим образом. Напряжение от питаю1чей сети, подво имое к устройству (фиг. 2а), преобразуется в блоке 8 питания (фиг. 1 и 2/ и поступает на устройство 9 синхронизации в форме, представленной на фиг. 36. Сигнал опорного напряжения с задатчика скорости поступает на вход астатического регулятора 5, на выхрде которого появляется напряжение, поступающее на пороговый элемент k, осуществляющий через усилитель 3 отпирание симистора 2. При этом электродвигатель 1 начинает вращаться, и с датчика 7 скорости поступает сигнал на второй вход астатического регулятора 5. В зависимости от сигналов зёдатчика 6 и датчика 7 на выходе астатического регулятора 5 образуется линейнб изменяющееся во времени напряжение е двойной частотой сети (фиг. Зв). При достижении этим сигналом уровня порога срабатывания порогового элемента Ц за счет энергии конденсатора 17 формируются запускающие импульсы с двойной частотой сети, которые поступают в цепь базы транзистора 3. Транзистор 3. осуществляет усиление этих импульсов и их выдачу на управляющий электрод симистора 2. При большом рассогласовании между задакицим сигналом и сигналом обратной связи крутизна линейно изменя- ,

ющегося напряжения на выходе астатического регулятора 5 возрастает, в результате чего угол ot регулирования (фиг. Зв).уменьшается, напряжение Tie электродвигателе 1 возрастает , и рассогласование уменьшается до заданной величины (идеально - до нуля). Транзисторный ключ 20 осуществляет обнуление конденсаторов 17 и 18 за период напряжения сети при переходе его череё нуль. Конденсатор 1Я и диод 19 препятствуют многократной генерации импульсов в течение каждого полупериода напряжения сети. Это осуществляется благодаря заряду конденсатора во время выдачи запускающе -. го импульса, в результате чего какбы возрастает порог срабатывания порогового элемента и до обнуления устройства синхронизации транзисторным ключом 20 выдача повторны запускающих импульсов невозможна. В противном случае увеличилась бы потребляемая мощность. Кроме того, улучшена помехоустойчивость, поскольку Импульс помехи не может пройти до прохождения запускающего импульса.

Таким образом, благодаря включению блока синхронизации между выходом астатического регулятора и пороговым элементом, астатический регулятор совмещает функции регулирования и фазового управления семистором, что повышает надежность и упрощает устройство.

Формула изобретения

1.Устройство,для регулирования скорости.электродвигателяJ сйделжаг щее включенный последовательно с электродвигателем управляемый полупроводниковый вентиль, управляющий электрод которого через усилитель

И пороговый.-элемент соединен с выходом астатического регулятора, один вход которого соединен с датчиком ci рости, а второй - с задатчиком скорости, блок синхронизации и блок пи тания, подключенный к задатчику ско рости, астатическому регулятору и пороговому элементу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, выход блока синхронизации подключён к выходу астатического регулятора,

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок синхронизации содержит диод, транзисторный ключ, диодную схему Н)1И, два конг денсатора соединенные с нулевой то4 кой блока питания - один непосредственно, а другой - через диод, общая точка конденсаторов связана с транзисторным ключом, вход которого соединен с блоком питания через дирдную cxerv ИШ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СИА № 293906, кл. Н 02 Р , 1962.

2.Патент ФРГ № 2830826, кл. И 02 Р IM, 1978.

О

П

nxi

Ч..