Сервопривод регистрирующего прибора Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве светолучевых осциллографов,, а также самопишущих и других регистрирующих приборов, требукяцих перемещения носителя записи в широком диапазоне скоростей.

Известен электропривод постоянного тока, содержащий бесколлекторный двигатель со встроенным датчиком положения статора относительно ротора, стабилизированный по скорости амплитудным или частотным сигналом обратной связи от тахогенвратора, механически связанного с валом двигателя, который обеспечивает ступенчато-плавное регулирование скорости перемещения фотоленты в диапазоне 1:100 11.

Недостаток этого устройства - сравнительно узкий диапазон изменения скорости перемещения фотоленты прк относительной сложности конструктивно-схемной реализации, связанной, в частности, с использованием специального исполнительного двигателя и широтно-импульсной модуляции напряжения, питающего цепь якоря.

Наиболее близки{| к предлагаемому является сервопривод регистрируквдего

прибора, преимущественно светолучевого осциллографа, содержащий двигатель постоянного тока, таходатчик, механически связакньШ с валом двигателя, источник силового питания ц«пи якоря двигателя с вьтрямителем и транзисторньм кгаччом на выходе, опорный источник постоянного тока с блоком для изменения его выходного на10пряжения и тока, интегрирующий усилитель, вход которого одновременно подключен к выходу упомянутого блока и через резистивную цепь - к таходатчику, а выход - к цепи управления

15 транзисторного ключа С23.

Однако известный сервопривод не обеспечивает достаточной нешежности в ttmpoKOM диапазоне изменения скоростей вращения двигателя. Это связано

20 со значительной мощностью, рассеиваемой на транзисторном ключе, установленном на выходе источника силового питания цепи якоря двигателя. Напряг жение этого источника соответствует ; номинальной скорости враиения двигателя, причем величина упомянутой моиности резко возрастает на малых скоростях, когда длительность иепрврывной работы сервопривода также воэрас30

тает. Так, при уменьшении скорости двигателя в ЮОО и более раз относи тельно номинальной мощность, непоссрелственно потребляемая двигателеп уменьшается в 10 и более раз, а мощ ность, рассеиваемая на транзисторном ключе, соответственно возрастает, до стигая величины 90% и более от номинальной мощности двигателя. В результате возникающего перегре ва увеличивается вероятность отказа транзисторного ключа, особенно в условиях длительной непрерывной 15аботы с переменной нагрузкой, что не позво ляет обеспечит } высокую надежность сервопривода в широком диапазоне изменения скоростей. Вероятность выхода из строя транзисторного ключи также возрастает, если один и тот же привод используется как для перемеадения фотоленты, так и для ее подмот ки. Цель изобретения - повышение надежности сервопривода в широком диапазоне изменения Скоростей вращения двигателя путем уменьшения рассеиваемой мощности на транзисторном ключе. Поставленная цель достигается тем что источник силового питания дополнительно снабжен коммутатором и индуктивным делителем напряжения, выхо которого через коммутатор подключен ко входу выпрямителя, а коммутатор соединен с блоком для изменения выходного напряжения и тока опорного источника. На чертеже показана функциональная блок-схема сервопривода. Сервопривод содержит электродвигатель 1, таходатчик 2, механически связанный с залсм электродвигателя, источник 3 силового питания цепи якоря двигателя 1 с вьтрямителем 4 и транзисторным ключом 5 на выходе, опоршлй источник 6с блоком 7 для изменения его выходного напряжения и тока, интегрирующий усилитель 8, вход которого одновременно подключен к выходу блока 7 и через резистивную цепь 9 - к таходатчику 2, а выход - к цепи управления транзисто ного ключа 5. Кроме того, источник содержит коммутатор 10 и индуктивны делитель 11, выход.которого через коммутатор 10 подключен ко входу вы прямителя 4, а коммутатор 10 соединен с блоком 7. Вторичные обмотки делителя 11 подключены через переклю чатели 12 и 13 коммутатора 10 к вхо ду выпрямителя 4. Блок 7 содержит делители 14, is и переключатели 16 и 17, причем контакты переключателе 16 и 17 сблокированы с переключател ми 18 и 19, входящими в состав комму татора 10. Сервопривод работает следующим о разом. В исходном положении (сеть пере;Менного. тока отключена) контакты переключателей находятся в положении, показанном начертеже и соответствующем минимальйой скорости вра1цения двигателя 1. В момент пуска двигателя (сеть переменного тока подключена) опорное напряжение, снимаемое с нижнего по схеме резистора делителя 14, через контакт переключателя 17 поступает на инвертирующий вход усилителя 8 |И далее - на вход транзисторного ключа 5, который полностью открывается, и на якорь двигателя 1подается практически все напряжение, сниМа.емоё с выпрямителя 4. В соответствии с положением переключателей 12 и 13 коммутатора 10 это напряжение ,|имеет минимальную величину. Пуск двигателя к появлению на выходе таходатчика 2 тока, направление которого противоположно направлению тока опорного источника 6. Соответственно на выход усилителя поступает сигнал рассогласования, определяемый разностью между величиной тока на в оходе опорного источника б и мгновенным значением тока таходатчика 2. Усиленный сигнал рассогласо- . вания изменяет сопротивление ключа 5, обеспечивая поДачу на якорь двигателя 1 напряжения, необходимого для поддержания значения скорости, заданного положением переключателей 16 и 17. Величина этого напряжения U « Uf, - и ц , где Un - напряжение на выходе выпрямителя 4, UK - мгновенное значение падения напряжения на ключе 5. По мере приближения скорости двигателя к заданному значению ток на выходе таходатчика приближается по величине к выходному току опорного ирточника 6. Сигнал рассогласования уменьшается, сопротивление транзисторного ключа 5, который продолжает оставаться открытым,.и соответственно падение напряжения на нем UK увеличивается, а напряжение на якоре двигателя Uj, и скорость его вращения уменьшаются. При этсм ток в цепи якоря автоматически поддерживается на уровне, достаточном для создания вращанкцего момента, соответствующего механическому нагрузочному моменту наВЫХОДНОМ валу двигателя 1. В нижнем диапазоне скоростей, который соответствует положению переключателя 16, выбор требуемой скорости осуществляется переключателем 17 с зависимой фиксацией, который ступенчато изменяет ток опорного источника 6, и переменным резистором цейи 9, которБГЙ плавно изменяет ток таходатчика 2. В этом диапазоне при всех значениях скорости двигателя 1

с индуктивного делителя 11 на выпрямитель 4 полается минимальное значение напряжения, которое соответствует положению переключателя 12 на чертеже .

Переход в верхний диапазон скоростей осуществляется переключателем 16 сблокированным с переключателем 18. Когда подвижные контакты перекл.юча|телей 16 и 18 переходят в верхнее по схеме положение, с делителя 14 снимается максимальное напряжение и одновременно закыкается цепь питания обмотки релейного переключателя 12, подвижный контакт которого также переходит в верхнее положение, и на выпрямитель 4 подается увеличенное переменное напряжение. Амплитуда этого напряжения зависит от поло.жения верхнего по схеме контакта переключателя 17, когда подвижные контакты этого переключателя и сблокированного с ним переключателя 19 занимают положение,, показанное на чертеже, амплитуда этого напряжения минимальна; в верхнем положении указанных контактов залыкается цепь питания релейного переключателя 13, его подвижный контакт переходит в верхнее положение, и на выпрямитель 4 с индуктивноЬо делителя 11 поступает максимгшьно возможное напряжение.

Таким образом, коммутация напряжения силового питания цепи якоря электродвигателя.позволяет повысить надежность сервопривода, поскольку уменьшается вероятность перегрева транзисторного ключа, а также расширить диапазон скоростей двигателя без увеличения мовшости транзисторного ключа.

J Люрмула изобретения

Сервопривод регистрируиячего прибора, пpeи yl ecтвeннo светолучевого осциллографа, содержащий двигатель

10 постоянного тОка, таходатчик, механически связанный с валом двигателя, источник силового питания цепи якоря двигателя с выпрямителем и транзисторным ключом на выходе, опорный

15 источник с блоком для изменения «его выходного напряжения и тока, интегрируирдий усилитель, вход которого одновременно подключен к выходу упомянутого блока и через резистивную

20 цепь - к таходатчику, а выход - к цепи управления транзисторного ключа, отлич ающи йся тем, что, с целью повышения надежности, источник силового питания дополнительно

25 снабжен коммутатором и индуктивным делителем напряжения, выход которого через коммутатор подключен ко входу выпрямителя, а ксмммутатор соединен с блоком для изменения выходйого на, пряжения и тока опорного источника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Светолучевая осциллография. Кишинев, Картя Молдовеняскэ, 1972,

35 с. 38-48.

2.Патент CfJA I .3512176, кл. 346-109, 1970.