Задатчик интенсивности для электропривода

онден тен- оедиточщю фвьюи негоая ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ 3 ЕТ СССРПО ДЕЛАМ: ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(56). 1. Большам Я.М., КрупСамовер М,Л. Справочник поровании электропривода, силосветительных установок, Мгня", 1974, с, 269.2, Иванов Г.Я., ОнищенкАвтоматизированный электронв химической промышленност(54)(57) ЗАДАТЧИК ИНТЕНСИВНОСТЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащий.усина первом транзисторе, первыйсатор, два резистора, первый ициометр, один вывод которого сней с положительным выводом иска питания, вход и выход эадатчиимеют общий вывод, о т л и ч ащ и й с я тем, что, с целью пония качества регулирования, ввведены усилитель на втором тр 8011 364 зисторе противоположного типа проводимости, четыре резистора, второй конденсатор и второй потенциометр, а источник питания выполнен со средним выводом, соединенным с общим выводом входа и выхода задатчика, при этом.-положительный вывод источника питания соединен с эмиттером первого транзистора .и через третий резистор - с коллектором второго транзистора, который через четвертый резистор соединен с выходным выводом задатчика, соединенным. также через первый и второй конденсаторы соответственно с базами первого и второго транзисторов и через первый резис- рФ тор - с коллектором первого транзистора, который через пятый резистор соединен с эмиттером второго транзис- (файф тора и с отрицательным выводом источника питания, соединенным также че- й рез второй нотенциометр и шестой резистор с вторым выводом первого потенциометра, базы транзисторов соединены. с ползунками соответственно первого и второго потенциометров, авходной и выходной выводы задатчика соединены через второй резистор.Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может бытьиспользОвано в автоматизированныхэлектроприводах дня управления пуском и остановом в Функции времени,Известен задатчик интенсивности,содержащий усилитель на транзисторе,конденсатор и резисторы 113.Недостатком такого устройства является нелинейность выходного напряжения задатчика нз-за .измененияпараметров транзистора под воздействием внешних возмущающих факторов,а также невозможность раздельногорегулировация выходного напряжениязадатчика при его убывании и возрастании,Наиболее близким по техническойсущности и изобретению является задатчик интенсивности для злектропривода, содержащий усилитель на нервомтранзисторе, первый конденсатор,два резистора, первый потенциометр,один вывод которого соединен с положительным выводом источника питания,вход и вьиод задатчика имеет общийвывод, Кроме того, задатчик содержитвыпрямительвый мост в выходной цепи 2.ЗОК недостаткам известного решенияследует отнести низкую линейностьвыходного напряжения, что снижаеткачество регулирования. Это объясняется изменением параметров транзистора,включенного по параметрическойщсхеме, нод воздействием внешнихвозмущающих Факторов. Наиболее существенно на линейность влияет сопротивление нагрузки, щунтирующее конденсатор, что приводит.к изменениюпостоянной времени интегрирования. Кроме того, вследствие наличия в выходной цепи нелинейного сопротивления - выпряиительного моста, состоя 45щего иэ четырех диодов, выходная характеристика в области малых напряжений имеет излом, и в этой области значительно меняется время интегрирования. Известное рещение позволяет регулировать скорость изменения выходного напряжения, но эта скорость постоянна как для положитель,ных, так и отрицательных приращений выходного напряжения, что ограничивает его примевение и автоматизированных электроприводах для регулирования. Цель изобретения - повышение качества регулирования.Поставленная цель достигается тем, что задатчик интенсивности для электропривода, содержащий усилитель на первом транзисторе, первый конденсатор, два резистора, первый потенциометр, один вывод которого соединен с положительным выводом источника питания, вход и выход задатчика имеют общий вывод, введены уси-литель на втором транзисторе противоположного типа проводимости, четыре резистора, второй конденсатор и второй потенциометр, а источник питания выполнен со средним выводом, соединенным с общим выводом входа и выхода задатчика, при этом положительный вывод источника питания соединен с эмиттером первого транзистора и через третий резистор - с коллектором второго транзистора, который через четвертый резистор соединен с выходным выводом задатчика, соединенным также через первый и второй конденсаторы соответственно с базами первого и второго транзисторов и через первый резистор - с коллектором пер-, вого транзистора, который через пятый резистор соединен с эмиттером второго транзистора и с отрицательным выводом источника питания, соединенным также через второй потенциометр и шестой резистор с вторым выводом первого потенциометра, базы транзисторов соединены с ползунками соответственно первого и второго потенциометров, входной и выходной выводы задатчика соединены через второй резистор. На Фиг. 1 приведена схема задатчика интенсивности, на фиг. 2 - диаграммы напряжений.Задатчик интенсивности (фиг.1) содержит усилитель на транзисторе 1, конденсатор 2, резисторы 3 и 4, нотенциометр 5, один вывод которого соединен с положительным выводом источника 6 питания, вход и выход задатчика имеют общий вывод 7, усилитель на транзисторе 8 противоположного типа проводимости, резисторы 9-12, конденсатор 13 и потенциометр М, а источник питания выполнен со средним выводом, соединенным с общим выводом 7, Положительный вывод источника питания соединен с эмиттером транзистора 1 и чегде 0 - напряжение на конденсаторе 2,01 - напряжение на конденсаторе 13Е - напряжение источника 6 питания.При подаче на вход схемы прямоугольного импульса напряжения 0 ы положительной полярности в момент времени(Фиг.2) потенциал выходного вывода изменяется и прикладывается 0 Ф =05 55 то можем налисать3 1133 б 45 4рез резистор 9 - с коллектором тран- перез конденсатор 2 к базе транэисэистора 8, который через резистор тора 1, От источника входного сигна 10 соединен с выходным выводом за- ла течет ток по цениф резистор 4,датчика, соединенным также через конденсатор 2, переход база-эмиттерконденсаторы 2 и 13 соответственно 5 транзистора 1, внутреннее сопротивлес базами транзисторов 1 и 8, и через ние источника 6 питания и вывод 7.резистор 3 соединен с коллектором Транзистор 1 переходит из областранзистора 1, который через резис- ти насыщения в активный режим работор 11 соединен с эмиттером транзис- ты, Напряжение на коллекторе 01тора 8 и с отрицательным выводом 10 (Фиг.2) этого транзистора скачкомисточника 6 питания соединеннйм так- уменьшается и компенсирует увеличеЭ Ъже через потенциометр 14 и резистор ние потенциала на выходном выводе.12 с вторым выводом потенциометра 5, Выходное напряжение в данный моментБазы транзисторов 1 и 8 соединены времени й 1 практическитакже равнос ползунками соответственно потек нулю.циометров 5 и 14. Входной и выходной Состояние транзистора 8 не измевыводы задатчика соединены через няется, так как полярность сигналарезистор 4. на его базе совпадает с полярностьюЗадатчик работает следующим обра насьпцения.зом. Конденсатор 2 перезаряжаетр.В исходном состоянии транзистор Связь между напряжением на конденса 1 насьпцен отрицательньг потенциалом, торе и током, протекающим через неснимаемым с потенциометра 5, а тран- го, выражается Формулойзистор 8 - положительным потенциалом, СО = -- с 1снимаемым с потенциометра 14. На 25Свыходе транзистора 1 присутствует где 0 - нанряженинапряжение со знаком плюс, на выходе . - ток заряда (- ток заряда (разрядау контранзистора 8 - со знаком минус.денсатора;Предположим, что 0 н, = бн (1) С - емкость к- емкость конденсатораи примем К = К 1 о= К, (2) З 0- текуще- текущее время,где 0 нг- напряжение насыщения тран- знак "-".указывает наает на разряд кондензистора 1, сектора,0 н - напряжение насыщения тран- Так как ток перок перезаряда конденсазистора 8Ъ тора течет через входную цепь транК - сопротивление резистора 3;У З 5зистора то можно напжно написатьКо - сопротивление резистора 10,. О.выходное напряжение равно нулю. По- - (цзБскольку верхние обкладки конденсатоЬхров 2 и 13 подключены через малые сопротивления переходов база-змиттер "де 0 Б - напряжение на входе тран. 40насыщенных транзисторов 1 и 8 к зисторапротивоположным полюсам исгочника 6гь - входйбе сопротивлеьщепитания, то они заряжены и имеют,транзистора, которое опреравные напряжения с противоположнойделяется сопротивлениемполярностью, т.е,перехода база-эьиттер тран 2ц у 1эистора, находящегося вЬ 2 Е, (31 активной зоне работы, ичасти еонротивления потенциоме тра,Поскольку напряжение на переходебаза-эмиттер транзистора 1 равно50напряжению смещения 05, снимаемогос движка потенциометра 53 1133645Выражение (4) с учетом (7) пере- пишется В момент времени й, когда конденсатор 2 разрядится до напряжения 30: й . М и,"Вк Сс 2 вкгде а - постоянный коэффициент, ток через конденсатор 2 равен нулю, и транзистор 1 под действием напряжения смещения, снимаемого с движкапотенциометра 5, переходит иэ активной зоны работы в зону насыщения, т,е. схема возвращается,в первоначальное устойчивое состояние.Для анализа схемы в этом режиме работы предположим, что падение напряжения на открытых транзисторах 1 и и 8 равно нулю, т.е. можем принять, что эмиттеры и коллекторы транзисторов замкнуты.В этом случае резисторы 11 и 9 включаются параллельно источнику питания резисторы 3 и 10 включаются параллельно между собой и последовательно резистору 4.Коэффициент передачиОк: ф)ВьхЦВ. определяется К -К йВ О Й й + Р)+ Р Р ОСледовательно, при работе схемы в период времени -1 В выходное напря-,. жение также линейно и определяется пассивными элементами схемы, которые нри соответствукщем выборе практически не вносят погрешность в выходной, сигнал.РВсе изложенные вывоДы остаются в силе, если в момент времени й подать на вход отрицательный скачок напряжения.Состояние транзистора 1 в этот момент времени не изменяется, а транзистор 8 переходит в активный режим работы, его выходное напряжение изменяется противоположно вход-. Проинтегрируем выражение (8)%с=- -+ о . (В5Вк10Постоянный член 0 определяет начальное условие интегрирования, равен первоначальному заряду конденсатора и согласно выражению (3) равняется15 ц = - е, (ю)о 2Так как одна обкладка конденсатора 2 соединена с выходным выводом, а вторая - с положительным полюсом26 источника б питания, напряжение через переход база-эмиттер транзистора 1, исключая напряжение на входе транзистора, которое значительно меньше напвяжеиия источника питания,25 можем записать где Б - выходное напряжение задатВМчика. ЗОС учетом выражений (9)-(11) за- пишем 01+ Е "Вцк 2 , ГВС Следовательно, при подаче на входнапряжения в виде импульса положительной полярности на выходе появляется линейно изменяющееся напряжениеВремя интегрирования й не зависитот входного сигнала и сопротивлениянагрузки, а определяется величинойнапряжения смещения и параметрамисхемы. Так как конденсатор включенмежду выходом задатчика и входомусилительного каскада, т.е. усилитель охвачен гибкой отрицательнойобратной связью, то линейность нарастания выходного сигнала в предлагаемой системе значительно выше, чемв известных параметрических схемах,где на выходе присутствует экспоненциальная составляющая напряжения,величина которой зависит от сопротивления нагрузки,с учетом выражения (2)1 К)Я2 а+где К 4 - сопротивление резистора. 4.Из формул (11), (13) и (14) следует, что коэффициент а = К. Выражение (14) с учетом (15) запишется7 113 ному таким образом, что на выходе схемы генерируется линейно спадающий сигнал по мере разряда конденсатора 13. Выходное напряжение определяется выражением (.12), где вместо напряжения смещения Ц будет напряжение смещения Бц, снимаемое с движка потенциометра 14В моменттранзистор 8 под действием на- .4пряжения смещения, поступающего с потенциометра 14, переходит в режим насыщения - в первоначальное состояние. Выходное напряжение представляется выражением (16).Резисторы 11 и 9, соединяя коллекторы транзисторов 1 и 8 с противоположными полюсами источника 6 питания, увеличивают потенциал на коллекторах этих транзисторов в активной зоне работы, и тем самым увеличивается размах напряжения на выходе. Резистор 12 увеличивает плавность регулирования напряжения смещения на базах транзисторов 1 и 8.Работа устройства не зависит от полярности входного сигнала, выходное напряжение может симметрично изменяться в обеих полярностях относительно общего вывода 7 в соответ 3645 8ствии с входным сигналом, причемлинейность сохраняется и при работе в области малых значений входного напряжения за счет постоянствавремени интегрирования.Устанавливая напрякение смещенияна базах транзисторов, можно изменять в широком диапазоне время.обработки раздельно при увеличении иуменьшении входного напряжения,т.е. задатчик интенсивности обеспечивает независимую регулировку положительных и отрицательных приращенийвыходного напряжения, что значительно расширяет область применения устройства.Высокая линейность выходного напряжения обеспечивается постоянствомвремени интегрирования, которое неизменяется как при работе с большимивходными сигналами, так и с малыми,и не зависит от величины сопротивления нагрузки.Таким образом, задатчик интенсивности обеспечивает высокую точностьрегулирования и плавное изменениевыходного напряжения по линейномузакону, что повышает качество регулирования.1133645 Оюю бьев ставитель й хред М. Надь Корректор Л.Пилипен Редактор Р.Цицика Заказ 99 лиал ППП "Патент Ужгород, ул, Проектн 58/42 Тираж 646 ПодписиВщщПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5