Устройство для управления скоростью перемещения носителя информации

Авторы патента:

G11B15/46 - регулирование, управление и(или) индикация скорости

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Н(Х;ИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ , содержащее задакяций генератор, выход которого соединен с первыми входами первого и второго управляе ,мых делителей частоты, вторые входы этих делителей соединены с шиной управления и с первым входом силового моста, связанного с синхронным двигателем , соединенным кинематически с датчикомположения ротора, первый выход первого управляемого делителя частоты соединен с первым входом корректора, второй вход последнего соединен с первым выходом частотнофазового дискриминатора, второй выход которого - с первым входом коммутатора ,- второй вход которого соединен с выходом корректора, первый BXO;J частотно-фазового дискриминатора соединен с выходом второго управляемого делителя частоты, отличающее ;С я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения точности, в него введены переключатель фаз, дополнительный коммутатор, формирователь корот-. ких импульсов, элемент задержки и датчик скорости, кинематически соединенный с синхронным двигателем, причем выход датчика скорости соединен с вторым входом частотно-фазового дискриминатора, первый выход которого соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, а его второй вход - с вторым выходом первого управляемого делителя частоты, третий выход этого делителя соединен с первым входом дополнительного коммуW татора, второй вход которого соединен с выходом формирователя коротких импульсов , а третий вход - с третьим входом коммутатора, четвертый его вход соединен с четвертым входом дополнительного коммутатора и с входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом силового О моста, третий вход этого моста соединен с выходом переключателя фаз, перел вый и второй входы пере1слючателя фаз соединены соответственно с выходами основного и дополнительного комМута;торов , пятый вход коммутатора соединен с выходом датчика положения ротора , а его шестой вход - с шиной управг ления, причем второй и третий входы коммутатора являются входами устройства .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 11 В 15

1тр еф

ЯЩщг -., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3725699/24-10 (22) 10.04.84 (46) 30.07.85. Бюл. № 28 (72) А.И.денисов, С.M.Ñèðåíêo, В.К.Райфшнайдер и В.П.Веклич (53) 681.846.73(088.8) (56) 1. Патент США № 3706923, . кл. Н 02 К 29/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3573606/ i8-10, кл. G 11 В 15/46, 18 ° 08.83 (прототип).

:(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

СКОРОСТЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее задающий генератор, выход которого соединен с первыми входами первого и второго управляе,мых делителей частоты, вторые входы этих делителей соединены с шиной управления и с первым входом силового моста, связанного с синхронным двигателем, соединенным кинематически с датчиком положения ротора, первый выход первого управляемого делителя частоты соединен с первым входом корректора, второй вход последнего соединен с первым выходом частотно, фазового дискриминатора, второй выход которого вЂ” с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом корректора, первый вход частотно-фазового дискриминатора соединен с выходом второго управляемого

) делителя. частоты, о т л и ч а ю щ е е" ,,с я тем, что, с целью расширения

„„SU„„1170501 A функциональных возможностей устройства и повышения точности, в него введены переключатель фаз, дополнительный коммутатор, формирователь корот-, ких импульсов, элемент задержки и датчик скорости, кинематически соединенный с синхронным двигателем, причем выход датчика скорости соединен с вторым входом частотно-фазового дискриминатора, первый выход которого соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, а его второй вход вЂ” c вторым выходом первого управляемого делителя частоты, третий выход этого делителя соединен PQ с первым входом дополнительного коммутатора, второй вход которого соединен с выходом формирователя коротких импульсов, а третий вход вЂ” с третьим входом коммутатора, четвертый его вход соединен с четвертым входом дополнительного коммутатора и с входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом силового моста, третий вход этого моста соединен с выходом переключателя фаз, первый и второй входы переключателя фаз соединены соответственно с выходами > оссйовного и дополнительного коммута- торов, пятый вход коммутатора соедиI нен с выходом датчика положения ротора, а его шестой вход вЂ” с шиной управ." ления, причем второй и третий входы ф коммутатора являются входами устройства.

1 .1170

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам накопления информации, и может быть использовано для управления скоростью перемещения носителя магнитной эапи" си.

Известно устройство, содержащее синхронный двигатель, с которым кинематически связан датчик положения ротора, соединенный с сумматором, 10 ,второй вход которого соединен с силовым мостом, питающим двигатель, а вы. ход вЂ” с входом широтно-импульсного модулятора, который соединен с силовым мостом на время разгона двигате- 15 ля до номинальной скорости при помощи переключателя, управляемого сигналом частотно-фазового компаратора, сравнивающего сигналы датчика положения ротора и задающего генератора. 20

По достижении номинальной скорости переключатель подключает вход силового моста к задающему генератору, переводя синхронный двигатель в синхронный режим Qj .

Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности переключения скорости; наличие изменения .скорости и фазы вследствие изменения момента нагрузки и флуктуаций момен- ЗО та двигателя; отсутствие режима реверса; отсутствие воэможности быстрого торможения- двигателя.

Известно также устройство для управления скоростью перемещения носителя магнитной записи, содержащее задающий генератор, выход которого соединен с первыми входами перво го и второго управляемых делителей частоты, вторые входы этих делителей 4О соединены с шиной управления и с первым входом силового моста, связанного с синхронным двигателем, соединенным кинематически с датчиком положения ротора, первый выход первого управляемого делителя частоты соединен с первым входом корректора, второй вход последнего соединен с пер вым выходом частотно-фазового дискриминатора, второй выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом корректора, первый вход частотнофазового дискриминатора соединен с выходом второго управляемого делиг теля частоты 2 .

Недостатками этого устройства являются отсутствие режима реверса;

501 большое время торможения, так как двигатель носителя останавливается лишь за счет потерь энергии на трение. Кроме того, использование дат-, чика положения ротора в качестве датчика скорости и фазы может приводить к неустойчивому переходу из режима вентильного двигателя в режим синхронного двигателя и не позволяет получить большую стабильность скорости вращения ввиду невысокой частоты съема информации с датчика положения ротора.

Цель изобретения вЂ” расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления скоростью перемещения носителя информации, содержащее задающий генератор, выход которого соединен с первыми входами первого и второго управляемых делителей частоты, вторые входы этих делителей соединены с шиной управления и с первым входом силового моста, связанного с синхронным . двигателем, соединенным кинематически с датчиком положения ротора, первый выход первого управляемого делителя частоты соединен с первым входом корректора, второй вход последнего соединен с первым выходом часФ тотно-фазового дискриминатора, второй выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом корректора, первый вход частотно-фазового дискриминатора соединен с выходом второго управляемого делителя частоты, введены переключатель фаэ, дополнительный коммутатор, формирователь коротких импульсов, элемент задержки и датчик скорости, кинематически соединенный с синхронным двигателем, причем выход датчика скорости соединен с вторым входом частотно-фазового дискриминатора, первый выход которого соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, а его второй вход соединен с вторым выходом первого управляемого делителя частоты, третий выход этого делителя соединен с первым входом дополнительного коммутатора, второй вход которого соединен с выходом формирователя коротких импульсов, а третий вход соединен с третьим входом коммутатора, четвертый его вход соединен с четвертым входом дополнительного ком- мутатора 11 и с выходом элемента 14 задержки, выход которого соединен с вторым входом силового моста 4.

Третий вход силового моста 4 соединен с выходом переключателя 12 фаз.

Выход датчика 6 положения ротора соединен с пятым входом коммутатора 13.

Устройство работает следукяцим образом.

Импульсом на шине управления коммутатор 13 (фиг 1) коммутирует на свой выход сигналы с датчика 6 положения ротора. Ключи силового моста 4 переключаются сигналами с датчика 6 положения ротора, т.е. двигатель 5 работает в режиме вентильного двигателя. На шине управления устанавливается напряжение, которое обеспечивает питание силового моста 4 в соответствии с заданной номинальной скоростью. Сигнаяом по этой же шине устанавливаются коэффициенты делителей 2 и 3 частоты, соответствующие данной номинальной скорости.

Если скорость двигателя 5 превышает номинальную, сигналом с частотнофазового дискриминатора 9 разрешается прохождение импульсов с выхода формирователя 10 на вход дополнительного коммутатора 11 для уменьшения напряжения, питающего двигатель 5 (релейный закон управления) °

Скорость двигателя 5 стабилизируется для того, чтобы в момент равенства фаз сигнала с датчика скорости 7 и сигнала с выхода второго делителя.3 частоты, соответствующий значению данной номинальной скорости, двигатель 5 плавно вошел в синхронный режим. В этом режиме сигналом с выхода частотно-фазового дискриминатора 9 коммутатор 13 устанавливается в положение, при котором ключи силового моста 4 управляются сигналами, модулируемыми по заднему фронту сигнала корректора 8. В этом режиме. происходит стабилизация скорости и фазы движения ротора двигателя 5.

Изменение направления вращения двигателя 5 происходит в режиме вентильного двигателя, который устанавливается по сигналу коммутатора 13. На

:выходе дополнительного коммутатора 11 при этом присутствует еигнал с выхо>да формирователя 10 {фиг. 2), кото.вЂ” рый управляет работой переключатез .1 1705 вертым входом дополнительного комму-: татора и с входом элемента задержкй,; выход которого соединен с вторым входом силового моста, третий вход этого. моста соединен с выходом переключателя фаэ, первый и второй входы переключателя фаз соединены соответственно с выходами основного и дополнительного коммутаторов, пятый вход коммутатора соединен с выходом 10 датчика положения ротора, а его шестой вход вЂ” с шиной управления, причем второй и третий входы коммутатора являются входами устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 вЂ” временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит задакиций генератор 1, выход которого соединен с первыми входами первого 2 и второго 3 управляемых делителей частоты, вторые входы которых соединены с шиной управления и с первым входом силового моста 4, питающего двигатель 5, который кинематически связан 5 с датчиком 6 положения ротора и с датчиком 7 скорости. Первый выход первого управляемого делителя 2 частоты соединен с первым входом корректора 8. Второй вход корректора 8 соединен с первым выходом частотнофазового дискриминатора 9 и с первым входом формирователя 10 коротких импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом первого управ- 35 ляемого Делителя 2 частоты, третий выход которого соединен с первым ,входом дополнительного коммутато-.

1 ра 11, выход которого соединен c аервым входом переключателя 12 фаз, 40 ,второй вход которого соединен с выходом коммутатора 13, первый вход этого коммутатора соединен с вто рым выходом частотно-фазового дискри,,минатора 9, а шестой вход вЂ” с вто- 45 рым входом первого управляемого де1 лителя 2 частоты, первый вход дискри-минатора 9 соединен с выходом второ-. го управляемого делителя 3 частоты, а второй вход вЂ” с выходом датчика 7 50 скорости. Второй вход коммутатора 13 соединен с выходом корректора 8, . выход формирователя 10 соединен

: с вторым входом дополнительного коммутатора 11, третий вход которого 55 соединен с третьим входом коммутатора 13, четвертый вход этого коммута.тора соединен с шиной "Стоп", чет01 4

1170501 ля 12 фаз следующим образом..Если

< сигнал на выходе. дополнительного коммутатора 11 равен " 1", то ключи силового моста 4 управляются сигналами с датчика положения ротора, и развиваемый двигателем момент положителен. В случае, если сигнал на выходе коммутатора 11 равен "0", то ключи силового моста 4 переключаются 10 инверсными сигналами датчика положения ротора) т.е. двигатель 5 развивает отрицательный момент. Таким образом, на интервале дискретности Т (фиг. 2) двигатель 5 развивает поло- 15 жительный и отрицательный моменты, а суммарный момент положителен при

T(NTT(4

При реверсе направления вращения ,на вход переключателя 12 фаз через 70 дополнительный коммутатор 11 постуI пает инверсный сигнал с выхода формирователя 10. В этом случае суммарный момент отрицателен. При появлении сигнала "Стоп" ("0") двигатель 5 переходит в режим вентильного двигателя, на выход дополнительного коммутатора 11 проходит сигнал типа "меандр" с третьего выхода управляемого делителя частоты 2, Через время, необходимое для полного останова двигателя 5, элемент 14 задержки выдает сигнал (фиг. 2), который блокирует ключи силового моста 4, обесточивая тем самым двигатель 5.

Применение изобретения в прецизионном лентопротяжном механизме позволяет получить малое время торможения, двухсторонний рабочий ход при высокой точности поддержания скорости протяжки носителя.

1170501

1 !

1170501 .

Составитель А.Ерошкевич

Редактор Л.Веселовская Техред M.Пароцай Корректор А.Тяско

Заказ 4709/48 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r..ужгород, ул.Проектная, 4