Устройство для регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока

% АЙ, .с":;. и " 1,: яО ИС"А-Н И Е ИЗОБРЕТЕН Ия Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 и 728203(53) УД К 621.316. ,718.5 (088.8) ио делам изобретений и открытийОпубликовано 15,04,80, Бюллетень .% Дата опубликования описания 18.04.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯСКОРОСТИ ВРАШЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯПОСТОЯННОГО ТОКАИзобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для регулирования и стабилизации скорости элек. тродвигателя постоянного тока.Известно устройство для управления и стабилизации скоростивращения двигателя постоянного тока 11, использующее противоэдс якоря,. в котором в качестве регулятора применен магнитный усилитель, управляемый транзисторным усию лителем.Недостатками этого устройства являются сложность схемы, наличие нестандартных деталей, большие габариты и вес. 15Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока 12, содержащее выпрямитель, нагруженный на обмотку возбуждения, соединенные последовательно якорь двигателя и тиристор и релаксационный генератор на полупроводниковомпереключающем приборе с зарядным конденсатором, включенным через реостатрегулятор скорости и диод параллельнотиристору,В нем ток якоря регулируется автоматически в соответствии с нагрузкой навалу двигателя и заданной скоростью двигателя путем отсечки тока якоря тиристором, включение которого в соответствующие моменты времени производится релаксационным генератором. В качестве переключающего прибора релаксационного генератора использован кремниевый односторонний ключ,а заряд конденсатора осуществляется через реостат - регулятор скорости разностью напряжений на выходевыпрямителя и противоэдс якоря.Недостатком этого устройства является невысокая точность регулирования,проявляющаяся в существенной зависимости скорости двигателя от напряжения сети и нагрузки на его валу.Целью изобретения является повышение точности регулирования скорости вращения элекчродвигателя постоянного тока,7282 3Указанная цель достигается тем, чтов устройство введены резисторы, формирователь напряжения, выполненный в виде мостовойсхемы, подключенной к выпрямителю, и согласующий каскад, входкоторого соединен через резисторы с диагональными точками мостовой схемы,а выход - с цепью питания релаксационного генератора. При этом одна ветвьформирователя напряжения выполнена в 1 Овиде резистора, шунтированного обратнымдиодом, и последовательного конденсатора, а одно плечо другой ветви моста,шунтированное дополнительным конденсатором, выполнено в виде мостовой схемы, 5одно плечо которой образовано резйстороми стабилитроном, другое - двумя резисторами, а диагональ - потенциометрами,выход одного из которых соединен черездополнительный диод с зарядным конден- .2 О. сатором релаксационного генератора, ав другое плечЬ другой ветви формирователи напряжения введен резистор,На.фиг. 1 приведена принципиальнаяэлектрическая схема устройства для регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока; на фиг, 2 диаграмма напряжений в характерных точках схемы.Устройство содержит выпрямитель надиодах 1-4, к выходу которого подключены обмотка возбуждения 5 и формирователь напряжения, выполненный на элементах 6-18. Выходы формирователя черездиод 19 и согласующий каскад 20 соеди- З 5невы с релаксационным генератором, выполненном на элементах 21-25; Якорьдвигатели 26 подключен к выпрямителючерез тиристор 27,4 ОУстройство работает следующим образом,Напряжение, подаваемое на якорь двигателя, регулируется путем изменения фазы включения тиристора 17 релаксаци 45онным генератором на однопереходномтранзисторе (ОПТ) 22. ОПТ заперт дотех пор,пока напряжение на его эмиттере.меньше напряжения включения, составляющего около 70% от межбазового наприЫжения (кривая 28 на фиг, 2). В началекаждого полупериода тиристор 27 заперт,а конденсатор 23 заряжен до напряженияна средней точке потенциомеча 10, которое должно быть меньшечем напряжение включения ОПТ, Напряжение на запертом тиристоре представляет собой разность между напряжением на выходе вьпрямителя и протюоэдс якоря (кривая 03429 на фиг. 2). Это напряжение прилохано к цепи, образованной элементами 23- 25, и после того как оно сравняется с напряжением на конденсаторе 23 (кривая 30,момент Е 4,на фиг. 2),последний начинает заряжаться, Скорость его заряда определяется положением движка реостата регулятора скорости 24 и напряжением на тиристоре,а форма напряжения близка к косинусоиде.Когда напряжение на конденсаторе 23 достигнет уровня отпирания ОПТ (кривая 31 на фиг, 2), сопротивление участка эмиттер-база ОПТ падает почти до нуля и конденсатор 23 разряжается через резистор 21, создавая на нем положителный импульс напряжения, отпирающий тиристор 27. При открытом тиристоре напряжение выпрямителя оказывается приложенным к якорю двигателя (заштрихованный участок 32 на фиг. 2),При увеличении нагрузки на валу дви гателя его скорость, а следовательно, ипротивоэдс якоря падает. В результатеувеличивается скорость заряда конденсатора 23, тиристор отпирается.раньше;и ток якори возрастает, увеличивая момент на валу двигателя, компенсирующий рост нагрузки. Степень возрастания тока якоря при этом (коэффициент усиления контура регулирования) определяется величиной угла, под которым сходятся кривые 30 и 31 на фиг, 2. Чем он меньше, тем больше коэффициент усиления. Из этого следует, что для увеличения коэффициента усиления межбазовому. напряжению нужно придать форму, близкую к напряжению на конденсаторе 23, Поскольку ОПТ не может работать при межбазовом напряжениименьшим определенного предела, оно должно иметь форму косинусоиды фна пьедесталеф, Такого же типа напряжениедолжно быть и .на зарядном конденсаторе23. Требуемая форма этих напряженийобеспечивается формирователем напряжения, выполненным на. элементах 6-18. Межбазовое напряжение требуемой фсрмы образуется путем суммирования на входе согласующего каскада 20 постоянного напряжения с конденсатора 6 и напряжения косинусоидальной формы с конденсатора 15, получаемого при его заряде через резистор 14 напряжением выпрямителя (кривая 29 на фиг. 2) и периодическом ряэряде через диод 16 в момент спада этого напряжении до нуля. Согласующий каскад 20 необходим для исключения влияния межбазового сопротиь57282лений ОПТ на формирователь напряжения.Исходное напряжение ("пьедесталф) наконденсаторе 23 (кривая 30 на фиг. 2)создается путем его заряда через диод19 напряжением с потенциометра 10.Для сохранения номинальной скоростидвигатели при изменении напряжения сети необходимо отпирать тиристор несколько раньше, если напряжение уменьшилось,или позже если оно увеличилось. Эту за Одачу решает вторая мостовая схема, выполненная на элементах 7-10, 12, 13,имеющая в одном из плеч стабилитрон13, путем полной или частичной (в зависимости от установленной скорости) 1стабилизации исходного напряжения наконденсаторе 23,Введение в устройство такого формирователя напряжения и согласующего каскада существенно повышает точность регулирования скорости электродвигателя,сведя до минимума ее зависимость отнагрузки на валу двигателя и напряжениясети,Формула изобретения1. Устройство для регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока, содержащеевыпрямитель, под-зО ключенный к обмотке возбуждений электрсь двигателя, соединенные последовательйо якорь двигателя и тиристор, и релаксаци"онный генератор, выполненный на полупроводниковом переключающем элементе с ЗБ 03зарядным конденсатором, включенным через регулятор скорости и диод параллельно тиристору, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности регулирования скорости, в него введены резисторы,формирователь напряжения, выполненный в виде мостовой схемы, подключенной к выпрямителю, и согласующий каскад, вход которого соединен через резисторы с диагональными точками мостовойсхемы, а выход - с цепью питания релаксационного генератора,2, Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с.я тем, что одна ветвь формирователя напряжения выполнена в видерезистора, шунтированного обратным диодом, и последовательного конденсатора,а одно плечо другой ветви, шунтированноедополнительным конденсатором, выполнено в виде мостовой схемы, одно плечокоторой образовано резистором и стабилитроном, другое - двумя резисторами,а диагональ - потенциометрами, выход одного из которых соединен через дополнительный диод с зарядным конденсаторомрелаксационного генератора, в другое пле-чо другой ветви формирователи йапряжениявведен резистор,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЬ 163667 ф кл. Н 02 Р 5/12, 1964,2. Тиристоры. Технический справочник. Под ред. В, Н, Лабунцова, Пер. с англ,М., "Энергия", 1971, с, 255, рис. 10-5,728203 Юрч икова Ре Тираж 783Госуларственного комитет лам иэобретений и открыт хва, Ж 35, Раушская на ПодписноеССР й д. 4/5 иал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная 4 Закаа 1149/51 ЦЕФИИПИ по де 113035, Мос