Устройство для регулирования скорости электродвигателя

.) 5 О 1)5 Н 02 Р 7/28 ВРЕТЕ НИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ затор-и ла элек 137620 А отехни нтопро онов и(Л ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПГИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ(56) Лукин Е. Электронный стабилиреключатель частоты вращения вародвигателя, - Радио, 1979, М 2, сАвторское свидетельство СССР Мкл. Н 02 Р 7/28, 1988,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРСКОРОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электке и может быть использовано в лтяжных механизмах магнито кинофотоаппаратуры. Целью изобретения является повышение точности и надежно. сти. Устройство содержит последовательно соединеные источник 7 опорноо напряжения, источник 8 управляющего напряжения, модулятор 13, интегратор 1, компэратор 2. В качестве датчика обратной связи применен импульсный датчик 3 скорости, В цепь неинвертирующего входа компаратсрэ 2 включен управляемый ключ 12, Организация цикла интегрирования из двух фаз, при которых напряжение на выходе интегратора 1 сначала повышается до уровня опорного. а затем снижается до нуля, позволило снизить погрешность регулирования скорости.1 3 и ф-лы 2 илИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в лентопротяжных механизмах магнитофонов и кинофотоаппаратуры,Целью изобретения является повышение точности и надежности,На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы интегратора и датчика скорости,Устройство содержит последовательно соединенные интегратор 1 и компаратор 2, импульсный датчик 3 скорости, являющийся датчиком обратной связи и механически соединенный с валом электродвигателя 4, первый и второй триггеры 5,6, источник 7 опорного напряжения, выходом соединенный с входом источника 8 управляющего напряжения. Выход второго триггера 6 является выходом устройства и предназначен для подключения к управляющему входу коммутатора 9 цепей питания электродвигателя 4. Кроме того, устройство содержит два логических элемента ИЛИ 10, 11 и ключ 12 в цепи неинвертирующего входа компаратора 2, второй вывод которого соединен с выходом источника 7 опорного напряжения. Выход источника 8 управляющего напряжения соединен с информационным входом модулятора 13, выход которого соединен с информационным входом интегратора 1. Выход компаратора 2 соединен с управляющим входом модулятора 13, С-входом первого триггера 5 и первым входом первого логического элемента ИЛИ 10, к второму входу которого подключен выход импульсного датчика 3 скорости, который соединен с 5-входом первого триггера 5, С-входом второго триггера 6 и первым входом второго логического элемента ИЛИ 11, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера 5, соединенного одновременно с Я-входом второго триггера 6, Выход первого логического элемнта ИЛИ 10 соединен с управляющим входом ключа 12, Выход второго логического элемента ИЛИ 11 соединен с входом установки интегратора 1, Д-входы и В-входы обоих триггеров 5,6 соединены с общей шиной питания устройства, В цепи обратной связи интегратора 1 последовательно с конденсатором включен резистор 14,Устройство работает следующим образом,При включении питания вал электродвигателя 4 неподвижен, с выхода импульсного датчика 3 скорости, являющегося датчиком обратной связи и механически соединенного с валом электродвигателя, импульсы не поступают.55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Триггеры 5 и 6 могут оказаться в следующих состояниях;на инверсном выходе триггера 5 высокий уровень сигнала, что соответствует высокому уровню сигнала на выходе триггера 6, который приводит к включению коммутатора 9 цепей питания электродвигателя 4, вал его начинает вращаться;на инверсном выходе триггера 5 низкий уровень, что соответствует высбкому уровню сигнала на выходе триггера 6, и коммутатор 9 включает двигатель 4;на инверсном выходе триггера 5 низкий уровень сигнала, на выходе триггера 6 также низкий уровень сигнала, коммутатор 9 выключен. питание на двигатель не поступает,В последнем случае функционирование устройства будет зависеть от состояния, в котором окажется после включения питания компаратор 2, Если на выходе компаратора 2 установится низкий уровень, то с модулятора 13 на вход интегратора 1 будет поступать напряжение "+" Оупр, В результате интегрирования напряжение на выходе интегратора 1 будет снижаться. В момент, когда напряжение на выходе будет проходить нулевой уровень компаратор 2 перейдет скачком в состояние с высоким уровнем на выходе. Передним фронтом этого импульса, поступившего на вход С-триггера 5, последний будет переведен в состояние с высоким уровнем на его инверсном выходе, Высокий уровень с инверсного выхода триггера 5, поступив на вход 5 тригера 6, переведет его в состояние с высоким уровнем на его выходе, что приведет к включению питания электродвигателя 4,Если в момент включения питания компаратор 2 установится в состояние с высоким уровнем на выходе, то с модулятора 13 на вход интегратора 1 будет поступать напряжение "-" Чулр. В результате интегрирования напряжение на выходе интегратора 1 будет повышаться. В момент, когда напряжение на выходе интегратора 1 превысит величину опорного напряжения, поступающего на неинвертирующий вход компаратора 2 через замкнутый ключ 12, компаратор перейдет в состояние с низким уровнем на выходе, Переход компаратора 2 в состояние с низким уровнем на выходе приведет к размыканию ключа 12, а с модулятора 13 на вход интегратора 1 будет поступать "+" Оулу, Напряжение на выходе интегратора 1 станет снижаться, В момент, когда напряжение на выходе интегратора 1 достигнет нулевого уровня, компаратор 2 скачком перейдет в состояние с высоким уровнем на выходе, Передним фронтом этого импульса пере 1 бб 72 15ключится трипер 5, который переключит триггер б, а тот, в свою очередь, включит питание электродвигателя 4. Одновременно высокий уровень на выходе компаратора 2 переведет модулятор 13 в состояние, при котором на его выходе будет "-"Оупр, а поступив на вход ключа 12 через логический элемент ИЛИ 10, приведет к его замыканию. В результате этого на неинветирующий вход компаратора 2 поступит опорное напряжение, что зафиксирует в этом состоянии компаратор 2. Высокий уровень с инверсного выхода триггера 5 через логический элемент ИЛИ 11 поступит на вход установки интегратора 1 в нулевое состояние и остановит процесс интегрирования, В этом состоянии устройство будет находиться до тех пор, пока с датчика 3 скорости не поступит импульс. Передний фронт импульса с датчика 3 скорости, поступив на С-вход триггера б, не приведет к изменению его состояния, т.к. на Я-входе триггера б присутствует высокий уровень с инверсного выхода триггера 5. Одновременно этот импульс поступит на Я-вход триггера 5 и переведет его в состояние с низким уровнем на его инверсном выходе, Низкий уровень с инверсного выхода триггера 5 снимает запрет на интегрирование по одному из входов логического элемента ИЛИ 11, выход которого соединен с входом установки интегратора 1 нулевое состояние, В момент окончания импульса сдатчика 3 скорости запрет на интегрирование снимается с второго входа логического элемента ИЛИ 11. В результате интегрирования напряжение на выходе интегратора 1 будет повышаться в соответствии с постоянной времени интегратора и величиной управляющего напряжения, В момент, когда напряжение на выходе интегратора 1 превыситуровень опорного напряжения, поступающего на неинвертирующий вход компаратора 2 через замкнутый ключ 12, компаратор перейдет в состояние с низким уровнем на выходе, Ключ 12 разомкнется, а модулятор 13 перейдет в состояние с + Муар на выходе. Напряжение на выходе интегратора 1 снизится. В момент, когда оно станет равно "0", компэратор 2 переключится в состояние с высоким уровнем на выходе. Снова переключится модулятор, замкнется ключ 12, а триггер 5 перейдет в состояние с высоким уровнем на ин верснол выходе. Высокий уровень с инверсного выхода триггера 5, поступив на вход триггера б, подтвердит его состояние с высоким уровнем на выходе и включенное состояние электродвигателя, а через логический элемент ИЛИ 11, поступив на вход установки 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 интегратора в нулевое состояние, прекратит процесс интегрирования,С приходом следующего импульса с датчика скорости 3 описанный процесс повторится. Так будет продолжаться до тех пор, пока скорость электродвигателя 4 не достигнет значения, соответствующего данному значению управляющего напряжения, следовательно, время с момента окончания импульса датчика 3 скорости до прихода переднего фронта будет больше времени цикла интегрирования, За цикл интегрирования принимается процесс увеличения напряжения на выходе интегратора 1 от значения, бывшего в момент окончания сигнала установки интегратора в нулевое состояние, до опорного и далее снижение его до нуля.С момента, когда скорость электродвигателя достигнет значения, соответствующего данному значению управляющего напряжения, устройство будет работать следующим образом,Если и.лпульс с датчика 3 скорости поступит раньше, чем напряжение на выходе интегратора 1 достигнет О, то, воздействуя на С-вход триггера б, он установит его в состояние с низким уровнем на выходе, что приведет к отключению электродвигателя 4, Одновременно импульс поступит на Я-вход триггера 5 и в течение своего действия наложит запрет на переход триггера 5 в состояние с высоким уровнем на его инверсном выходе, Кроме того, этот импульс через логический элемент ИЛИ 11 установит интегратор 1 в нулевое состояние, а через логический элемент 10 замкнег ключ 12, что приведет компаратор 2 в состояние с высоким уровнем на выходе, На фронт импульса с выхода компаратора 2, поступив на С-вход триггера 5, не приведет к изменеию его состояния, т,к. на его 5-входе присутствует импульс с выхода датчика 3 скорости. По окончании импульса с датчика 3 скорости произойдет цикл инте рирования с той лишь разницей, что питание на электродвигатель на поступает, Если к окончанию цикла интегрирования импульс с датчика скорости придет раньше, чем компаратор 2 переключится в состояние с высоким уровнем на выходе, то снова электродвигатель будет отключен.Из сказанного видно, что состояние триггера 6, а следовательно, состояние эле,тродвигателя зависит от того, фронт какого из импульсов придет раньше: с датчика 3 скорости, на С-вход триггера 6 - отключенное состояние, или с выхода компаратора 2 на С-вход триггера 5 - включенное состояние, При отключенном питании электродви 1667215гателя скорость вращения уменьшается, интервал между импульсами датчика 3 скорости увеличивается, следовательно, наступитмомент. когда фронт импульса с компаратора 2, свидетельствующий об окончании цикла интегрирования, придет раньше, чемфронт импульса с датчика 3 скорости, чтоприведет к включению электродвигателя. Инаоборот, при включенном электродвигателеи неизменном управляющем напряжении 1 Онаступит такой момент, когда скорость двигателя достигнет такой величины, что импульс с датчика 3 скорости придет раньше,чем закончится цикл интегрирования, чтоприведет к отключению электродвигателя, 15Таким образом, меняя в широких пределах упрвляющее напряжение, изменяютскорость электродвигателя,Применение резистора 14, включенногопоследовательно с конденсатором в цепи 20обратной связи интегратора 1, позволяет.сделать зависимость скорости двигателя отнапряжения управления строго линейной.Введение в устройство модулятора 13 иорганизации цикла интегрирования из двух 25фаз, при которых напряжение на выходеинтегратора 1 сначала повышается до уровня опорного, а затем снижается до нуля,позволило снизить погрешность регулирования скорости, вызываемую напряжением 30смещения нуля операционных усилителейдо величин второго порядка малости.Формула изобретения1. Устройство для регулирования скорости электродвигателя, содержащее последовательно соединенные интегратор икомпаратор. импульсный датчик скорости,первый и второй триггеры, источник опорного напряжения, соединенный выходом с входом источника управляющего напряжения, при этом выход второго триггера является выходом устройсва и предназна цен для подключения к управляющему входу коммутатора цепей т 1 и 1 ания электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежнос 1 и, е нво введены модулятор, два логических элемента ИЛИ и ключ в цепи неинвертирующего входа компаратора, второй вывод которого соединен с выходом источника опорного напряжения, при этом выход источника управляющего напряжения соединен с информационным входом модулятора, выход которого подключен к информационному входу интегратора, а выход компаратора соединен с управляющим входом модулято. ра, С-входом первого триггера и первым входом первого логического элемента ИЛИ, к второму входу которого пт.дключен выход импульсного датчика скорости, соединенный с 5-входом первого триггера, С-входом второго триггера и первым входом второго логического элемен та ИЛ И, в тороп вход ко. торого соединен с игверсным выходом пер вого триггера, соединенным с С-входом второго триггера, выход первого логического элемента ИЛИ соединен с управляющим входом ключа, выход второго логического элемента ИЛИ соединен с входом установки интегратора, О-входы и В.входы обоих триггеров соединены с общей шиной устройст 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что в цени обратной связи интегратора последовательно с конденсатором включен резистор.1667215Составитель Т. Рожкова Редактор М. Циткина Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова аказ 2532 Тираж 350 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101