Зависимый от нагрузки управляемый регулятор для управляемых по фазовой отсечке двигателей (его варианты)

"4,У 15Текстима (РП) Липпманн Гюнт 88.8)АГРУЗКИ УПРАВУПРАВЛЯЕМЫХ ПТЕЛЕЙ (ЕГО В Ж В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ЗАВИСИМЫЙ ОТМЫЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯЗОВОЙ ОТСЕЧКЕ ДВИАНТЫ)(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вбытовых маломощных приборах. Цельюизобретения является создание управляемого, зависящего от нагрузки регулятора для управляемых по фазовойотсечке двигателей. Регулятор содержит транзистор 43, на базу которогоподается управляющее напряжение П.Усиленный транзистором 4 положительный импульс снимается с зажима 48или через делитель с зажима 49 и подается для управления работой двигателя по фазовой отсечке. 2 с.п. ф-лы7Изобретение оТносится к электротехнике и может найти применение вбытовых маломощных приборах, в бытовых швейных машинах, а также в изделиях промышленной электроники.5Известен зависимый от нагрузки,управляемый регулятор для управляемых по Фазовой отсечке двигателей,содержащий силовой полупроводниковыйключ, включенный в якорную обмоткуэлектродвигателя, датчик фактического числа оборотов электродвигателя(см. патент ФРГ М 2608613, кл. Н 02 Р5/40 1978),15Недостатком известного устройстваявляется применение в нем импульсного трансформатора, связь регуляторас сетевым напряжением, а также то,что измерение ЭДС производится в каждом втором полупериоде сетевого напряжения,Цель изобретения - создание управляемого, зависящего от нагрузки регулятора для управляемых по фазовой отсечке двигателей пригодного для работы в сочетании с различными Формамивыполнения схемы силового управлениядвигателями и расширяемого устройством управления позицией иглы. 30В основе изобретения лежит техническая задача создания управляемого,зависящего от нагрузки регуляторадля управляемых по Фазовой отсечкедвигателей, который в отличие от из 35вестных решений простроен так, чтоможет быть подключен к различным силовым схемам, а в качестве регулируемой величины может быть использованаЭДС двигателя или выходное напряжение тахогенератора, причем основныеэлементы регулятора могут быть объединены в этой интегральной схеме,например гибридной.На фиг.1 и 2 показаны схемы регу 45лятора соответственно по первому ивторому варианту; на фиг.3 - временные диаграммы напряжений; на фиг,4 -схема регулятора с силовым блоком,управляемым через триак; на фиг.5 -схема регулятора с силовым блоком,управляемым через тиристоры,", нафиг.б - схема регулятора с силовымблоком, управляемым через симистор;на фиг.7 - схема регулятора, гальванически развязанного с силовым блоком,Регулятор (Фиг,1) содержит зажим52 соединенный с первым полюсом, и зажим 47, соединенный с вторым полюсом сетевого переменного напряжения. Зажим 47 представляет собой общую соединительную точкудля анода диода 2, катода диода 3 и первого вывода первого звена с фиксированной постоянной времени, составленного из резистора 7 и конденсатора 10. Между катодом диода 2 и анодом диода 3 имеется последовательная схема из конденсаторов 5 и б, параллельно которой включена последовательная цепь из диодов Зенера 8 и 9, так что на катоде диода Зенера 8 получается положительное рабочее напряжение, а нааноде диода Зенера 9 - отрицательное рабочее напряжение, Средняя точка этих рабочих напряжений образуется за счет соединения между двумя конденсаторами 5 и 6 и между двумя диодами Зенера 8 и 9 и выведена на зажим 52.Второй вывод первого звена с фиксированной постоянной времени, составленного из резистора 7 и конденсатора 10, через анодно-катодный участок диода 11 присоединен к инверти- рующему входу и через катодно-анодный участок диода 12 к неинвертирующему входу компаратора 22. Инвертирующий вход через резистор 14 соединен со средней точкой конденсаторов 5 и 6, а через резистор 13 - с анодом диода Зенера 9. Неинвертирующий вход компаратора 22 через резистор 17 соединен со средней точкой конденсаторов 5 и 6, а через резистор 6 - с катодом диода Зенера 8, Вывод15 через ножной регулятор (не показан) соединен с выводом 18 регулятора. Вывод 18 соединен через последовательную схему из резисторов 19 и 20 с анодом диода Зенера 9 и черезрезистор 21 с конденсатором 23, который через резистор 24 соединен с инвертирующим входом компаратора 28 и с выходом компаратора 22.Неинвертирующий вход компаратора 28 через резистор 25 соединен сосредней точкой второго звена с Фиксированной постоянной времени, составленного из резистора 26 и конденсатора 27, которая через катодно-анодный участок диода 29 соединена через резистор 32 с катодом диода Зенера 8 и через резистор 33 с выходом дифференциального усилителя, состоящего из операционного усилителя 36 и ре 1390760зисторов 35, 38, 40 и 41. Входы операционного усилителя 36 соединены через резисторы 40 и 41 с зажимами 50и 51, которые через резисторы 42 и46 присоединены к зажиму 52. Резистор 38 соединяет неинвертирующийвход операционного усилителя 36 сзажимом 52, а резистор 35 - инвертирующий вход операционного усилителя36 - с выходом последнего, Выход компаратора 28 соединен через резистор30 с катодом диода Зенера 8, черездиод 3 - с анодом диода 29 и черезтретье звено с фиксированной постоян ной времени, составленное из конденсатора 34 и резистора 37, с базойтранзистора 43, к которой через резистор 39 подключен катодом диода Зенера 8, через эмиттер-коллекторныйучасток транзистора 43 соединен свыводом 48, который соединен черезрезистор 44 с зажимом 49, через резистор 45 - с зажимом 52,На фиг.2 показана схема регулятора согласно второму варианту. Отличительным признаком ее является то,что на первое звено с фиксированнойпостоянной времени, составленное изрезистора 7 и конденсатора 10 напряжение подается с дополнительного компаратора 4, инвертирующий вход которого соединен со средней точкой конденсаторов 5 и б, а неинвертирующий -через резистор 1 с зажимом 47,35 На фиг.4 показана схема регулирования в случае использования регулятора с управляемым от триака силовым контуром, включающий мост на диодах 40 57, 58, 64 и 55, в цепи постоянного тока которого включен двигатель таким образом, что вывод 63 соединен с минусовым полюсом, вывод 60 - с положительным полюсом, а вывод 62 двига теля - через анодно-катодный участок диода 61 с дополнительным полюсом собранного на диодах моста. Управляемый мощный полупроводниковый прибор, представляющий собой триак 59,50 находится в цепи переменного тока диодного моста. Зажим 47 регулятора через резистор 53 соединен с одним полюсом, а зажим 52 - с вторым полюсом сетевого переменного напряжения, ЭДС через резисторы 54 и 55 подается55 на зажимы 50 и 51 регулятора, Управляемый электрод триака 59 подключен к зажиму 49 регулятораУстройство для обеспечения заданного значения скорости подключено кзажимам 15 и 8 регулятора, С помощью резисторов 54 и 55 фактическоезначение согласовывается с регулятором.На фиг.5 показана схема регулирования с использованием моста, в дваплеча которого включены тиристоры69 и 70. Так как катоды тиристоров69 и 70 не имеют общей точки, то перед управляющим элементом тиристора69 необходимо включить трансформатор68 зажигания, первичная обмотка которого соединена с зажимами 48 и 52,Управляемый электрод тиристора 70присоединяется к зажиму 49,На фиг.б показана схема регулирования с использованием регулятора исиловой части, управляемой от триака59, без собранного на диодах моста.Двигатель последовательно включен суправляемым мощным триаком 59. Вэтом случае во время перерыва в протекании тока двигателя ЭДС подаетсяна зажимы 50 и 51 регулятора черезпоследовательно соединенные резисторы и диоды 54, 75, 55 и 76.На фиг,7 показан регулятор в условиях гальванического разделения отсиловой цепи. фактическое значениескорости вырабатывается тахогенератором 72, соединенным с двигателем.Сетевое переменное напряжение подается на регулятор через разделительный трансформатор 73. Вентили двухуправляемых мощных тиристоров 69 и70 раздельно соединены зажимами 48и 52 с регулятором через разделительный трансформатор 74. Для этого варианта схемы особенно пригоден регулятор согласно фиг.2.Электропривод работает следующимобразом.Переменное напряжение сети подается на зажимы 52 и 47. Ток положительной полуволны питающего напряженияпротекает через диод 2 и диод Зенера8 и заряжает конденсатор 5, Ток отрицательной полуволны питающегонапряжения, протекая через диод 3 и диодЗенера 9, создает на конденсаторе ботрицательное напряжение, Таким образом, в точке соединения анода диода2 и катода диода 3 образуется прямоугольное напряжение Б, являющеесярабочим напряжением регулятора. Рабочее напряжение в моменты переходанапряжения сети через нуль меняет знак и равно среднему значению рабочего напряжения, Причем оно положительно в период положительной полу5 волны и отрицательно в период отрицательной полуволны напряжения сети.Передний фронт прямоугольного напряжения через первое звено составленное из резистора 7 и конденсатора 10 и имеющее фиксированную постоянную времени и диод 11 подается на инвертирующий вход компаратора 22, на который с помощью делителя, составленного из резисторов 13 и 14, задается отрицательное смещение нпряжение 0,).Задний Фронт прямоугольного напряжения через первое звено и диод 12 поступает на неинвертирующий вход компаратора 22, положительное смещение которого обеспечивается делителем, составленным из резисторов 16 и 17 (напряжение 11). На выходе компаратора 22 образуется напряжение 25 Б 5, низкий потенциал которого определяется отрицательным рабочим напряжением а высокий - эависит от величины подключаемого к эажчмам 15 и 18 переменного сопротивления ножного ре гулятора, резисторов 19 и 20 и времени заряда цепи, включаюшей резисторы 21 и 24 и конденсатор 23, Напряжение Н 5 подается на инвертирующий вход компаратора 28. Величину высокого потенциала напряжения 05 можно изменять в зависимости от величины сопротивления ножного регулятора. Величина высокого потенциала 11 представляет собой напряжение задания, определяющее скорость вращения двигателя, На выводы 50 и 51 к дифференциальному усилителю подключается ЭДС двигателя. Так как. выход дифференциального усилителя через резистор 33 соединен с помощью резистора 32 с положительным рабочим напряжением, а с помощью диода 29, второго звена с Фиксированной постоянной времени, составленного из резистора 26 и конденсатора 27 и резистора 25, с неинвер тирующим входом компаратора 28, то на неинвертирующем входе компаратора 28 создается напряжение Б, пропорциональное фактической скорости двигателя. Компаратор 28 производит сравнение напряжения задания Би напряжения, пропорционального скорости двигателя 0, При превышении нап ряжения Б величины напряжения 11, выходное напряжение 0 компараВтора 28 меняется свысокого значения на низкое. Это приводит к тому, что с помощью диода 3 закрывается диод 29 и одновременно через третье звено с Фиксированной постоянной времени, составленное иэ резистора 37 и конденсатора 34, на базу транзистора 43, служащего импульсным усилителем, подается управляющее напряжение 0,.Усиленный транзистором 43 положительный импульс снимается с зажима 48 или через делитель с зажима 49 (напряжение Б), Импульсное напряжение 11 подается в цепи управления мощными полупроводниковыми приборами для управления работой двигателя по фазовой отсечке. Если при неизменном напряжении БВ двигатель затормаживается, то за счет уменьшения ЭДС уменьшается напряжение Ц, на неинвертирующем входе компаратора 28 и переход с высокого потенциала к низкому напряжению 08 на выходе компаратора 28 происходит раньше, увеличивая тем самым угол отсечки тока двигателя, Подбором резисторов 21 и 24 и конденсатора 23 можно существенно изменять динамические характеристики схемы регулирования.Формула изобретения1, Зависимый от нагрузки управляемьпл регулятор для управляемых по Фазовой отсечке двигателей, содержащий силовой полупроводниковый ключ, включенный в якорную обмотку электродвигателя, датчик Фактического числа оборотов электродвигателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что инвертирующий вход первого компаратора 22 соединен с катодом первого диода 11 и через первый делитель напряжения 13,14 соединен с обкладками первого конденсатора 6, шунтированного первым стабилитроном 8, а неинвертирующий вход первого компаратора 22 соединен с ано)ом второго диода 12 и через второй делитель напряжения 16,17 с обкладками второго конденсатора 5, шунтированного вторым стабилитроном 8, анод первого диода 11 и катод второго диода 12 обьединены и соединены с первым выводом первого звена, составленного из пос 1390760ледовательно соединенных третьего конденсатора 1 О и первого резистора 7, другой ввод указанного звена непосредственно подключен к аноду чет"5 вертого диода 3, выход первого компаратора 22 соединен через второй резистор 24 со средней точкой второго звена, составленного из последовательно соединенных третьего резистора 21 и четвертого конденсатора 23, и с инвертирующим входом второго компаратора 28, неинвертирующий вход второго компаратора 28 подключен через четвертый резистор 25 к средней точке третьего звена, составленного из пятого резистора 26 и пятого конденсатора 27, и к катоду пятого диода 29, анод которого через шестой диод 31, включенный в прямом направле нии, соединен с выходом второго компаратора 28, через шестой резистор 32 - с обкладкой второго конденсатора .5 и катодом третьего диода 2 и через седьмой резистор 33 с дифферен циальным усилителем, включающим операционный усилитель 36 и резисторы 35,38,40,41,42,46, включенные в цепи обратной связи, и входные цепи операционного усилителя 36 предназначены для подключения к датчику фактического числа оборотов электродвигателя. 2. Зависимый от нагрузки управляемый регулятор для управляемых по фазовой отсечке двигателей, содержа 35 щий силовой полупроводниковый ключ, включенный в якорную обмотку электродвигателя, датчик фактического числа оборотов электродвигателя, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что инвертирующий вход первого компаратора 22 соединен с катодом первого диода 11 и через первый делитель напряжения 13, 14 соединен с обкладками первого коиденсатора 6, йунтированного первым стабилитроном 9, а иеиивертирующий вход первого компаратора 22 соединенс анодом второго диода 12 и черезвторой делитель напряжения 16,17 - собкладками второго конденсатора 5,шунтированного вторым стабилитроном8, выход первого компаратора 22 соединен через второй резистор 24 сосредней точкой второго звена, составленного из последовательно соединенных третьего резистора 21 и четвертого конденсатора 23, и с инвертирующим входом второго компаратора 28,неинвертирующий вход второго компаратора 28 подключен через четвертый ре"зистор 25 к средней точке третьегозвена, составленного из путого резис".тора 26 и пятого конденсатора 2,и ккатоду пятого диода 29, анод которого через шестой диод 31, включенныйв прямом направлении, соединен с выходом второго компаратора 28, черезшестой резистор 32 с обкладкой второго конденсатора 5 и катодом третьегодиода 2 и через седьмой резистор 33с дифференциальным усилителем, включающим операционный усилитель 36 ирезисторы 35,38,40,4,42,46, включенные в цепи обратной связи и входныецепи операционного усилителя 36,входные цепи операционного усилителя 36 предназначены для подключенияк датчику фактического числа оборотов электродвигателя, анод первогодиода 11 и катод второго диода 12объединены и соединены с первым выводом первого звена, составленногоиз последовательно соединенных третьего концентратора 10 и первого резистора 7, другой вывод указанногозвена соединен с выходом третьегокомпаратора 4, инвертирующий входкоторого подключен к точке соединения первого и второго конденсаторов6,5, а неинвертирующий вход - черезрезистор 1 с анодом третьего диода2 и с катодом четвертого диода 3.390760 ЮО Фиа 7 Техред А, Кравчук орректо тяг едактор Заказ 1781 54 Тираж 583 рственног одписно Ужгород Производственно-полиграфическое предприят роектная,ВНИИПИ Госуда по делам из035, Москва,етений 5, Рау комитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/