Способ стабилизации частоты вращения однофазного коллекторного электродвигателя

(И 1 М. Кл.з Н 02 Р 5/12 с присоединением заявки Мо -Госуларственный комитет СССР по ледам изобретений и открытийДата опубликования описания 15. 02. 83 Д. а,щ с.вкв, .в. жР Я"ьа.йтт. Томский ордена, Октябрьской Революции и Ордеиа ТрудовогоКрасного Знамени политехнический инс;уит 5 т"йИ.,С,.Я.КирОва(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электрифицированном инструменте, бытовых электроприборах приборах специального назначения.Известен способ автоматической стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока, который закюпочается в том, что регулирование происходит поотклонению частоты коллекторных пульсаций, подаваемых на вход частотного дискримйнатора, что приводит к изменению управляющего сигнала на базе выходного транзистора, включейного в цепь якоря в качестве дополнительного регулируемого сопротивления 1.Недостатками такого способа регулирования являются большие потери мощности в выходном транзисторе и неприемлемость данного способа для , двигателя последовательного возбуждения в режиме прерывистых токов.Наиболее близким к изобретению является способ стабилизации скорос-.ти коллекторного двигателя, согласно которому измеряю= ток двигателя, фор- мируют напряжение обратной связи, пропорциональное току, суммируют напряжение обратной связи с заданным напряжением, полученный результатсравнивают с опорным напряжением и вмомент равенства суммарного и опор-,ного напряжений подают питание надвигатель 2 3Известное устройство не реагируетна ряд возмущений (например, отклонения напряжения.источника питания илитемпературы нагрева обмоток двигателя), так как не контролирует выходнойкоординаты - частоты вращения электродвигателя, и обладает малым запасомустойчивости, что существенно ограничивает точность стабилизации частотывращения и диапазон регулирования.Цель изобретения - повнаение точности стабилизации частоты вращенияи расширение диапазона регулирования.Указанная цель. достигается тем,что измеряют время спадания ЭДС.самоиндукции электродвигателя до нуля,формируют постоянное напряжение иинтегрируют его на интервале времениспадания ЭДС самоиндукции и результатиспользуют. в качестве напряжения обратной связи,На чертеже приведена схема устройства, в котором реализован способ.Устройство содержит электродвига.тель 1 постоянного тока последова,,сит от тока электродвигателя (прямо пропорционально) и От ЭДС вращения, т.е. от частоты вращения (обратно 3 р пропорционально, так как ЭДС вращения можно представить эквивалентным сопротивлением ), что позволяет контролировать выходную координату, т.е. частоту вращения.35 40 45 Формула изобретения тельного возбуждения, включенный вдиагональ полууправляемого вентилвного моста ( усилителя мощности) 2 и зашунтированный обратным диодом 3 иразрядным резистором 4, обцая точкакоторых подключена к входу промежуточного усилителя 5,состоящего изоперационного усилителя б и транзистора 7, причем выход промежуточногоусилителя 5 является входом интегратора 8, состоящего из транзистора 9и конденсатора 10, который подключенк входу коммутирующего устройства 11,выполняющего функции блока управленияусилителем 2 мощности, включающийконденсатор 12, на котором формирует.ся заданное напряжение, транзистор13, напряжение отпирания которого яв.ляется опорным напряжением,Способ реализуется в устройствеследующим образом.В момент времени, когда запертытиристоры усилителя 2 мощности элект.родвигатель 1 можно рассматриватьотключенным от сети и, если при этомего цепь замкнута на разрядный резистор 4, для образованного контура:электродвигатель 1 - диод - резистор 4 можно записать уравнениеЬ, +Е(Ь)+И, йо,)1 Ю=О, О)Же(+)= кф са 1 Ы), И)где е(С) - ЭДС якоря электродвигателя,С - конструктивная постояннаяэлектродвигателя;К - коэффициент пропорциональности между токомякоря .и магнитным потоком;В Р - сопротивления обмоток яко-.Я овря и возбуждения;Я. - частота вращения валаэлектродвигателя;индуктивность цепи электродвигателя.С большой точностью можно принять1.СОП 5 С 1 пОсКольКу ТОК 1(1) ЯКОРЯвызван действием ЭДС самоиндукции исоставляет около 10-15 от 3 н . Потой же причине и КФ = соп 5 г,Время йо, при котором ток, определяемый уравнением (1), обращаетсяв нуль, а следовательно, обрацаетсяв нуль и ЭДС самоиндукции, с большойстепенью точности пропорциональнотоку нагрузки и обратно пропорционально частоте врацения двигателя. Интервал времени от.к, доЧ+ а 1 соответствует ширине импульса напряженияна резисторе 4, который усиливаетсяпромежуточным усилителем 5 и поступает на вход интегратора 8, определяя время интегрирования постоянногонапряжения на нем. Выходное напряже-,ние интегратора 8 используют в качестве обратной связи и суммируют с заданным напряжением, сформированнымна конденсаторе 12 коммутирующегоустройства 11. Это суммарное напряжение сравнивается с опорным напряжением, равным напряжению отпираниятранзистора 13 коммутирующего устройства 11, и в момент равенства подается напряжение питания на электродвигатель 1.В соответствии с этим, если воз 1 р растает нагрузка на валу двигателя иснижается его частота вращения, увеличивается время спадания ЭДС самоиндукции до нуля, что, в свою очередь,вызывает увеличение ширины импульса 15 напряжения в цепи обратной связи, врезультате чего на конденсаторе 10 возрастает "пьедестал", прикладываемый к входу коммутирующего устройства 11, последний, вследствие этого, 2 р обеспечивает более раннее отпирание тиристоров усилителя 2 моцности, чемстабилизируется частота вращенияэлектродвигателя 1. Согласно этому способу время спадания ЭДС самоиндукции до нуля завиДанный способ за счет контроля частоты вращения, а не только тока двигателя, учитывает больше число возмущений, в том числе нагрев обмоток двигателя, изменение напряжения сети и т.д. Благодаря этому увеличивается точность стабилизации.и расширяется диапазон регулирования частоты вращения.Ю Способ стабилизации частоты вращения однофазного коллекторного электродвигателя, при котором формируютнапряжение обратной связи, суммируютнапряжение обратной связи с. заданнымнапряжением, полученный результатсравнивадт с опорным напряжением и вмомент равенства суммарного и опорного напряжений подают питание на двигатель, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностистабилизации, измеряют время спадания60 ЭДС самоиндукции до нуля, Формируютпостоянное напряжение и интегрируютего на интервале времени спаданияЭДС самоиндукции и результат используют в качестве напряжения обратной 65 связи.997216 Составитель А.ГоловченкоТехред М.Костик . Корректор С.Шекмар Редактор Л.Алексеенк Заказ 956/7 Тираж 685 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д. 4/5Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источникй информации, принятые во внимание при экспертизе1. Современные линейные интегральные микросхемы и их применение . Под ред. И,В.Гальперина. М., "Энер:гия", 1980, с.154.2. Авторское свидетельство СССРМ 545056, кл. Н 02 Р 5/12, 1977.