Устройство для регулирования скорости электродвигателя

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСК РЕСПУБЛИК 0137620 51 4 Н 02 Р 7 28 ОСУД(З;, Ю МНЫА ИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМ РСТпЕННЫИ КОМИТЕТ ССС АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯСКОРОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электртехнике и может быть использованов лентопротяжных механизмах магнитофонов и кинофотоаппаратуры. Цельюизобретения является повышение точности и быстродействия, Частота вра шения вала электродвигателя преобразуется в электрическое напряжениепосредством интегрирования управляющего напряжения за время между двумя импульсами с датчика 14 скоростивращения вала. Сигнал рассогласования получают при сравнении амплитудынапряжения на интеграторах с опорнымнапряжением источника 4. С цельюточного задания начальных условийинтегрирования применено два интегратора, работающих поочередно: одининтегрирует, другой в это время устанавливается в состояние "0". Обороты электродвигателя прддерживаются в соответствии с величиной управляющего напряжения, Меняя в широкихпределах управляющее напряжение,можно изменять обороты электродвигателя, 1 ил,Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам механизмов с высокими требованиями к точности поддержания скорос 5ти вращения электродвигателя и широкому диапазону ее регулирования,и может быть использовано в лентопротяжных механизмах магнитофонов и кинофотоаппаратуры, ОЦель изобретения - повышение точности и быстродействия,На чертеже представлена блоксхема устройства.Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянноготока содержит последовательно соединенные интегратор 1 и компаратор2, формирователь 3 импульсов, источник 4 опорного напряжения, выходом 20подсоединенный к второму входу компаратора 2 электродвигателяКроме того, устройство содержит последовательно соединенные источники стабилизированного 5 и управляющих б 25напряжений, согласующий усилитель7, второй интегратор 8, второй компаритор 9. Выход последнего черезвключенный в прямом направлении развязывающий диод 10 подключен к установочному входу триггера 11, Выходпервого компаратора 2 через другойразвязывающий диод 12, включенный впрямом направлении, соединен с установочным входом триггера 11, выходкоторого является выходом устройстваи предназначен для подключения кэлектродвигателю. Сбрасывающий входтриггера 11 подключен к входу счетного триггера 13 и выходу формирователя 3 импульсов, первый выход счет"ного триггера 13 второй вход которогосоединен с первым входом первого интегратора 1, подключен к выходу сог"ласующего усилителя 7, Второй выход 45счетного триггера 13 соединен с первым входом второго интегратора 8,Вход источника 4 опорного напряженияподключен к выходу источника 5 стабилизированного напряжения, Вторыевходы обоих компараторов 2 и 9 объединены. Вход формирователя 3 предназначен для подключения к выходу датчика 14 скорости.Устройство работает следующим образом.При включении питания вал электродвигателя 1 неподвижен, на входустройства с датчика 14 скорости импульсы на вход формирователя 3 непоступают, На выходе формирователя3 импульсы также отсутствуют,Счетный триггер 13 находится в одном из двух устойчивых состояний, например на выходе- высокий уровень напряжения, на выходе 11 - низкий, Тогда интегратор 1, управляющий входкоторого соединен с выходом 1 счетного триггера 13, находится в нулевом состоянии, а интегратор 8, управляющий вход 1 которого сое" динен с выходом 11 счетного триггера 3, интегрирует сигнал управления, поступающий на его информационный вход 11 от источника 6 управляющего напряжения через согласующий усилитель 7, Напряжение на выходе интегратора 8, в случае постоянного управляющего напряжения, нарастает по линейному закону. В момент, когда это напряжение, поступающее на неинвертирующий вход компаратора 9, превьппает уровень опорного напряжения, поступающего от источника 4 опорного напряжения на инвертирующий вход компаратора, на выходе последнего появляется высокий уровень напряжения, Это напряжение через развяэывающий диод 10 поступает на установочный входвыходного триггера 11 и переводит его в состояние, при котором на его выходе есть высокий уровень напряжения. Высокий уровень напряжения является сигналом на включение питания электродвигателя, Питание двигателя включается, вал двигателя начинает вращаться. При поступлении первого импульса с датчика 14 скорости электродвигателя сформированч ный формирователем 3 импульсов короткий импульс поступает на счетный вход счетного триггера 13 и на сбрасывающий вход 11 триггера 11. В этот момент времени на обоих входах триггера 11 присутствуют положительные напряжения, а именно на входе 1 с выхода компаратора 9 и на входе 11 - с формирователя 3 импульсов. При этом триггер 11 остается в состоянии, при котором на его выходе высокий уровень, так как его устано. вочный вход 1 обладает приоритетом по отношению к входу П . Счетный триггер 13 с приходом на его вход импульса меняет свое состояние на противоположное, при этом на выходе1,устанавливается низкий уровень напряжения, а на выходе 11 " высокий.Интегратор 1, на управляющем входе которого теперь низкий уровеньнапряжения, начинает интегрировать5сигнал управления, поступающий отисточника 6 управляющего напряжениячерез согласующий усилитель 7 на егоинформационный вход 11, Следовательно, интегратор 8, на управляющемвходе которого теперь высокий уровень,устанавливается в нулевое состояние,Его выходное напряжение снижается донуля, что приводит к установке компаратора 9, соединенного своим неин"вертирующим входом с его выходом, всостояние, при котором на его выходеимеется низкий уровень напряжения,При этом с входа 1 триггера высокийуровень снимается, но он остается впрежнем состоянии, так как к этомувремени короткий импульс на его входеП с формирователя 3 импульсов ужезакончился. Питание на электродвигатель продолжает поступать, и оннабирает обороты, так как частотавращения вала электродвигателя ещеневелика, интервал между первым ивторым импульсами, поступающими сдатчика 14, велик и напряжение навыходе. интегратора 1, нарастающеепо линейному закону, также превышаетопорное, и компаратор 2 выдает на выходе высокий уровень напряжения, который через развязывающий диод 12поступит на вход 1 выходного тригге"ра 11 и подтверждает его состояниес высоким уровнем напряжения на выходе Второй импульс, поступивший сдатчика 14 через формирователь 3 им 40пульсов, поступает на счетный входсчетного триггера 13 и вход 11 выодного триггера 11, Счетный триггер13 изменяет сВОе состояниеф а ВыхОДной триггер 11 остается в прежнемсостоянии, так как на его входе Гприсутствует высокий уровень. Интегратор 1 установлен в нулевое состояние, а интегратор 8 снова начинаетинтегрировать и т,д,Но мере увеличения частоты вращения вала электродвигателя импульсы сдатчика 14 поступают все чаще и чаще,следовательно, интервал интегрирования, равный промежутку времени между импульсами, становится все меньшеи меньше. При этом наступает такоймомент, когда амплитуда напряжения на выходе интегратора к моменту окончания интегрирования не достигает уровня опорного напряжения. Компаратор, подключенный к выходу этого интегратора, не вьщает на своем выходе высокий уровень, следовательно его нет и на установочном входе 1 выходного триггера 11. Очередной импульс с датчика 14 через формирователь 3 импульсов, поступивший на сбрасывающий вход 11 выходного триггера 11, устанавливает его в состояние, при котором на его выходе имеется низкий уровень, Питание электродвигателя отключается. Частота вращения вала электродвигателя начинает уменьшаться. Это вызывает увеличение интервалов интегрирования и, следовательно, амплитуды напряжения на выходах интеграторов 1 и 8. Увеличение амплитуды приводит к срабатыванию компараторов 2 и 9 и установке выходного триггера 11 в состояние с высоким уровнем на его выходе и включению электродвигателя.Таким образом, при частоте вращения вала электродвигателя выше расчетной, происходит отключение питания электродвигателя, а при уменьшении - включение, Меняя уровень управляющего напряжения можно в широких пределах регулировать частоту вращения вала электродвигателя,Высокая точность устройства достигается за счет повышения точности установки начальных условий интегрирования, а быстродействие за счет отсутствия задержки сигнала управле" ния электродвигателем, равной постоянной времени цепи вьщеления постоянной составляющей.Формула изобретенияУстройство для регулирования скорости электродвигателя, содержащее последовательно соединенные первый интегратор и первый компаратор, формирователь импульсов, источник опорного напряжения, выходом подсоеди" ненный к второму входу компаратора, вход формирователя импульсов является входом устройства и предназначен для подключения к выходу датчика скорости электродвигателя, о т л и ч а-ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в цего введены последовательно соепи13760 Составитель Т,Рожкова Техред А,Кравчук Корректор О, Кундрик Редактор И,Бланар Заказ 796/54 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб, д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 ненные источники стабилизированного,управляющего напряжений, согласующийусилитель, второй интегратор, второйкомпаратор,выход которого черезвключенный в прямом направлении одинразвязывающий диод подключен к установочному входу триггера, выход первого компаратора через другой развязывающий диод, включенный в прямомнаправлении, соединен с установочнымвходом триггера, выход которого является выходом устройства и предназначен для подключения к злектродвигателю, сбрасывающий вход триггера подключен к входу счетного триггера и выходу формирователя. импульсов, пер 5вый выход счетного триггера соединенс первым входом первого интегратора,второй вход которого подключен к выходу согласующего усилителя, второйвыход счетного триггера соединен с10 первым входом второго интегратора,вход источника опорного напряженияподключен к выходу источника стабилизированного напряжения, вторые входыобоих компараторов объединены,