Устройство для установки и стабилизации фазового положения блока вращающихся головок

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к аппаратуре точной магнитной записи, и может быть использовано в системах электропитания и управления блоков вращающихся головок. Изобретение позволяет повысить помехоустойчивость устройства. Если при наличии возмущающих факторов фазовое рассогласование сигналов на входах фазового дискриминатора 6 превысит допустимое значение, при котором двигатель 10 может выйти из синхронизма, то на выходе формирователя 5 сигналов контроля появится импульс, который поступает на вход формирователя 21 сигналов управления, на второй вход которого поступает сигнал с частотного компаратора 17. Если скорость двигателя меньше частоты настройки частотного компаратора 17, то на первом выходе формирователя 21 сигналов управления появится короткий импульс, который переводит компаратор 7 в положение, соответствующее вентильному режиму, и цикл повторяется. 9 ил.

С43ЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (g)) 4 G 11 В 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4159792/24-10 (22) 15.12.86 (46) 15,10,89. Бюл. № 38 (72) В,К, Райфшнайдер, А.В. Савенко, В.М. Зволинский, В.П. Веклич, В,П. Шпаченко и И,В. Канюка (53) 681.84,083(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1170501, кл. С 11 В 15/46, 1985, Авторское свидетельство СССР №- 1278961, кл. G 11 В 15/46, 1986 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ И СТАБИЛИЗАЦИИ ФАЗОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ БЛОКА

ВРАЩАЮШИХСЯ ГОЛОВОК (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к аппаратуре точной магнитной записи, и может быть использовано в системах электропитания и управления блоков вращающихся головок. Изобретение позволя2 ет повысить помехоустойчивость устройства, Если при наличии возмущающих факторов фаэовое рассогласование сигналов на входах фазового дискриминатора 6 превысит допустимое значение, при котором двигатель 1О может выйти,иэ синхрониэма, то на выходе формирователя 5 сигналов контроля появится импульс, который поступает на вход формирователя 21 сигналов управления, на второй вход которого поступает сигнал с частотного компаратора 17. Если скорость двигателя меньше частоты настройки частотного компаратора 17 то на первом выходе формирователя 21 сигналов управления появится короткий импульс, который переводит компаратор

7 в положение, соответствующее вентильному режиму, и цикл повторяется, 9 ил.

151519

Изобретение относится к приборостроению, н частности к аппаратуре точной магнитной записи, и может быть цСпользовано в системах пектропитания и управления блоков вращающих«и головок.

Цель изобретения — повышение поме. оустой: ивости устройства.

На фиг. приведена структурная 10 сехема иредлагаемото устройства; на фИг. " — временные диаграммы, поясняющие его работу; на фи-. 3 — схема формирователя сигналов контроля, на фиг„ 4 — схема фазового дискрими- 15 натора; на фиг, 5 — схема коммутатора; на фиг. б — схема допопнительного коммутатора; на фиг. 7 — схема формирователя; на фиг. S — схема частотного компаратора; на фиг. 9 схема формирователя сигналов управления.

Устройс.тьо содержит задающий генератор 1, выходом соединенный с вхо- 25 дом первогз и второго делителей 2 и

З..частоты, Первый выход первого делителя 2 частогы соединен с первым входом корректора 4, второй вход которого сое д нен с первым входом фор- 30 мирователя 5 сигналов и с первым выходом фазового дискриминатора 6, второй выход которого соединен с первым входом коммутатора 7, второй вход которого соединен с выходом кор- 35 ректора 4. Первый выход коммутатора

7 соединен с первым входом переключателя 8 фаз, выходом соединенным с первым входом силового моста 9, связанного с синхронным двигателем 40

10, соединенным кинематически с датчиком 11 скорости и датчиком 12 положения ротора, выходом соединенным с третьим входом коммутатора 7, вто— рым выходом соединенным с вторым входом формирователя 5 сигналов контроля и с первым входом дополнительного коммутатора 13, выходом соединенным с вторым входом переключателя 8

Фаз. Второй вход дополнительного

50 коммутатора 13 соединен с выходом формирователя 14 коротких импульсов, первьи ; »ход которого соединен с вторым выходом делителя 2 частоты, третьим выходом соединенным с третьим входом формирователя 5 сигналов контроля, четвертый выход первого делителя 2 частоты соединен с третьим входом дополнительного коммутатора 13, 5 4

Второй вход силового моста 9 соодинен с выходом первого элемента 15 задержки, соединенного с входной шиной стопа и с первым входом первого элемента И 15 ° Выход датчика 11 скорости соединен с первыми входами частотного компаратора 17 и второго элемента

И 18, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И !9 задержки, входом соединенным с входной шиной стопа и с первым входом третьего элемента И 20, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя 21 сигналов управления, первый вход которого соединен с выходом формирователя о сигналов контроля, второй выход формирователя 2! сигналов управления соединен с тре тьими входами третьего элемента И 20 и с вторым входом первого элемента

И 16, выходом соединенным с четвертым входом дополнительного коммутатора

13, Второй вход формирователя 21 сигналов управления соединен с вторым входом формирователя 14 коротких импульсов и выходом частотного компаратора 17, второй вход которого соединен с вторым выходом коммутатора 7, четвертый вход которого соединен с выходом третьего элемента И 20, Выход второго делителя 3 частоты соединен с входом третьего элемента 22 задержки, выходом соединенным с первым входом фаэовоГо дискриминатора

6, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 16, пятый выход первого делителя 2 частоты соединен с третьим входом частотного компаратора 17, Шестой выход первого делителя 2 частоты соединен с третьим входом формирователя 21 сигналов управления.

Принципиальная схема формирователя

5 сигналов контроля (фиг. 3) представляет собой счетчик 133ИЕ5, который просчитывает длительность импульсов с фазового дискриминатора 6 при переходе двигателя 10 в синхронный режим, если длительность импульсов превысит некоторую величину (заданную частотой, поступающей на счетный вход счетчика Д5-5), то на выходе триггера Д 5-7, а, следовательно, и формирователя 5 сигналов контроля появляется импульс ° Работа счетчика

Д 5-5 начинается с некоторой задержки относительно перехода двигателя

1515195

25 разом.

10 в синхронный режим, которая определяется частотой, поступающей с первого делителя 2 частоты на вход счетчика Д 5-4, На первом и втором выходах фазового дискриминатора (фиг. 4) появляются широтно-импульсные сигналы, длительность которых пропорциональна разностям фаз входных сигналов (с третьего элемента 22 задержки и с второго элемента И 18) ° Присутствие сигнала на первом выходе зависит от знака разности фаз, Принципиальная схема коммутатора

7 приведена на фиг. 5. Если на входе

V 2 регистра логическая "1", то в регистре записывается информация, присутствующая на входах Дl-ДЗ (режим вентильного двигателя). Если на входе Ч 2 — "0", то регистр работает как счетчик, с коэффициентом деления импульсов, поступающих на вход Сl. Режим работы двигателя фиксируется триггером Д7-3, который устанавливается в "1" (режим вентильного двигателя) сигналом с выхода третьего элемента И 20, причем на время действия этого сигнала второй вход триггера блокируется в IPII (режим синхронного двигателя) сигналом с второго выхода фазового дискриминатора.6, Силовой мост 9 выполнен по схеме трехфазного мостового инвертора, В качестве датчика 12 положения ротора используются три пары светодиод-фотодиод, разделенные диском с прорезями, находящимися на валу синхронного двигателя 10, Датчик 11 скорости имеет одну пару светодиод-фотодиод, разделенную диском с одной прорезью, Формирователь 14 выполнен по типовой схеме (фиг, 7), Частотный компаратор 17 выполнен по схеме, показанной на фиг, 8, счетчик Д17-3 просчитывает период сигнала с датчика 11 скорости, В случае, если код, соответствующий периоду сигнала с датчика 11 скорости будет меньше начального кода, записываемого в счетчик, на формирователь 14 коротких импульсов подаются соответствующие сигналы, по которым формируются импульсы ° Начальный код в счетчик

Д17-3 заносится по D-входам и может быть изменен по сигналу с коммутатора 7.

Формирователь 21 сигналов управления (фиг, 9) содержит два формирователя, Первый формирователь запускается по импульсу, поступающему с выхода формирователя 5 сигналов контроля. Длительность. импульса на выходе первого формирователя равна периоду частоты, поступающей с первого делителя 2 частоты на С-вход второго триггера формирователя. 3апуск второго формирователя происходит по импульсам первого формирователя и только в том случае, если на вход разрешения счета счетчика Д21-3 с частотного компаратора 17 поступает высокий уровень ("1"), т.е. второй формирователь работает только в том случае, если частота вращения двигателя 10 больше частоты настройки частотного компаратора 17. Элементы задержек 15, 19 и 22 представляют собой счетчик, включенный аналогично второму формирователю предыдущего блока (фиг. 9) °

Устройство работает следующим обПосле появления по шине Стоп

It II уровня "1" (U, на фиг. 2) начинается разгон двигателя 10. Коммутатор 7 (фиг. 1) коммутирует на свой выход сигналы с датчика 12 положения ротора, т.е. двигатель 10 работает в режиме вентильного двигателя. Сигнал с выхода коммутатора 7 (Uz) блокиру" ет работу формирователя 5 сигналов контроля и устанавливает в счетчике частотного компаратора 17 начальный код, соответствующий частоте вращения двигателя 10 несколько меньшей, чем номинальная частота вращения, На первом временном интервале (фиг ° 2) на время действия второго элемента

29 задержки (Ug) фазовь:й дискриминатор 6 блокируется, этим самым устраняются возможные сбои от помех, выэванных большими токами двигателя 10.

На первом и втором временном интервале .(фиг. 2) скорость двигателя 10 меньше скорости настройки частотного компаратора 17. Сигнал с выхода частотного компаратора 17 (Гз) блокирует работу формирователя 14 коротких импульсов, с выхода которого на переключатель 8 фаз постоянно подается 0" (1м ) В случае если мгновенная скорость двигателя Ip превысит номинальную, то сигналом с частотного!

5!5!95 когл««аратора 1 7 раз реша е тс я и poxo««gte— ние импульсов с вь«хода формиров;«теля

l4 коротких импульсов через дополнительный коммутатор 13 на вход пе5 реключа «епя 8 фаз, чем i åñ«tå÷èâëåòoÿ стабипи «ация скорости двигателя 10 (репейный закон управления), необходимая дпя «« «авного вхожде««ия его в синхронный режим. Сигнал с вЬ«хода доиолиительного коммутатора 13 управляет работой переключателя 8 фаз следующим образом, Если сигнал на выходе до««олнительного коммутатора 13 равен

О, то ключи силового моста 9 управ- !5 ля«с«тся сигналами с датчика 12 положения ротора и разви««:«с мый двигателем момент положителен. В случае, если сигна «н;«выходе дополнительного коммутатора 12 равен "1", то ключи 9 си- 20 лового моста переключаются инверсными г.:«пиалами датчика 7 положения ротора, т.е, цв««гате««ь 10 развивает отрицательный момент. Таким образом.на интервале дискретности Т (фиг. 2) дви- 25 гатель 10 развивает положительный и отрицательный моменты, а суммарный момент будет положителен при ll Т-Т1.

Интервал дискретности Т, а также длительность (i- «2) оиределяется часто- 30 той с выхода иервого делителя 2 частоты.

После фазировки сигналов, пос.туиающих íà вхоц«« фазового дискриминатора 6, коммутат р 7 сигнала с втс>рого выхода фаэовогo дискриминатс ра 6 переводится в состояние, соответствующее синхронному режиму двигателя

10, когда ключи силового моста 9 уп-. равляются сигналами с корректора 4, 40

Сигнал с второго выхода коммутатора

7 (u ) блокирует работу дополнительного коммтутатора 13 и на вход переключателя 8 фаз в синхронном режиме постоянно подается 0 (интервал IV), 45 одновременно сигнал с выхода коммутатора 7 разрешает работу формирователя 5 сигналов контроля и изменяет

H,«чапьный код в счетчике частотного комиаратора, при этом частота наст50 ройки частотного компаратора 17 становится несколько большей, чем номинальная частота вращения двигателя 10, В случае, если при наличии возмущающих факторов фазовое рассогласова5 ние сигналов на входах фазово«о дискриминатора 6 превысит доиуст««глое значение, ири котором двигатель 1!) может выйти из синхронизма и ост,««toвиться, то иа выходе формирона .; «

5 сигналов контроля появится «гли, и., который поступает на вход формирователя 21 сигналов управления, на второй вход которого поступает сигнал .с частотного компаратора 17, Если скорость двиг «теля меньше частоты настройки частотного компаратора 17, то на первом выходе формирователя 21 сигналов управления появится короткий импульс (U,«) (интервал Ч), который переводит компаратор 7 в положение, соответствующее вентильному режиму и все начинается снова, При скорости двигателя, большей частоты настройки частотного компаратора 17, одновременно с появлением короткого импульса на первом входе формирователя 21 сигналов управления появляется импульс большей длительности на втором выходе данного блока (U, интервал

VZ). Данный импульс переводит двигатель 10 в режим вентильного двигателя, а на выход дополнителЬного коммутатора 13 (U „ ) на время делствия этого импульса проходит сигнал типа Меандр (U, ) с четвертого выхода первого делителя 2 частоты и далее все повторяется сначала.

При появлении сигнала ЯСтопгг (г«Он), (фиг. 2) двигатель 10 переходит в режим вентильного двигателя, на выход дополнительного коммутатора 12 проходит сигнал "Меандри, Через время, необходимое для полного останова двигателя 10, первый элемент 15 задержки выдаст сигнал (фиг. 2), который блокирует ключи силового моста

9, обесточивая тем самым двигатель.

Для фиксации определенным образом фазового положения блока вращающихся

rоловок но времени при настройке atrпарата точной магнитной записи, возникает необходимость в изменении troложения датчика скорости на роторе двигателя. Механически это сделать затруднительно, так как двигатель на аппарате может находиться в труднодоступных местах, а диапазоны изменения положения датчика скорости строго ограничены конструкцией двигателя и датчика, Для устранения данного недостатка в устройстве применен третий элемент 22 задержки, 1 изменяющий фазу опорного сигнала, поступающего сделителя 3 частоты, т.е, механическОе перемещение датчика скорости заменено электроннъ«м

1515195 изменением фазы опорного сигнала.

Для настройки достаточно подобрать величину задержки блока 22, Формула изобретения

Устройство для установки и стабилизации фазового положения блока вращающихся голов ок, содержащее задающий генератор, выходом соединенный с входами первого и второго делителей частоты, первый выход первого делителя частоты соединен с первым входом корректора, второй вход которого соединен с первым входом формирователя сигналов контроля и с первым выходом фазового дискриминатора, второй выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом корректора, первый выход коммутатора соединен с первым входом перЕключателя фаз, выходом соединенного с первым входом силового моста, связанного с синхронным двигателем, соединенным кинематически с датчиком скорости и датчиком положения ротора, выходом соединенным с третьим входом коммутатора, вторым выходом соединенного с вторым входом формирователя сигналов контроля и с первым входом дополнительного коммутатора, выходом соединенного с вторым входом переключателя фаз, второй вход дополнительного коммутатора соединен с выходом формирователя коротких импульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом первого делителя частоты, третьим выходом соединенного с третьим входом формирователя сигналов контроля, четвертый выход первого делителя частоты соединен с третьим входом дополнительного коммутатора, второй вход силового моста соединен с выходом элемента задержки, соединенного с

45 входной шиной стопа и с первым входом первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения помехоустойчивости устройства, в него введены второй и третий элементы задержки, формирователь сигналов управления, частотный компаратор, второй и третий элементы И, причем выход датчика скорости соединен с первыми входами частотного компаратора и второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с входной шиной стопа, первым входом первого элемента И и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя сигналов управления, первый вход которого соединен с выходом формирователя сигналов контроля, второй выход формирователя сигналов управления соединен с третьим входом третьего элемента И и с вторым входом первого элемента И, выходом соединенного с четвертым входом дополнительного коммутатора, второй вход формирователя сигналов управления соединен с вторым входом формирователя коротких импульсов и выходом частотного компаратора, второй вход которого соединен с вторым выходом коммутатора, четвертый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго делителя частоты соединен с входом третьего элемента задержки, выходом соединенного с первым входом фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, пятый выход первого делителя частоты соединен с третьим входом частотного компаратора, шестой выход первого делителя частоты соединен с третьим входом формирователя сигналов управления.! 515l95

0а

Оу

Оу

Ур

lip

Ич 8 и, 0и

t

1

1

8

1

t, 151 5 195

Язв 4

15!5!95

17

ЛОГ фОГ. У

Составитель С. Подорский

Редактор Ю. Середа Техред Л.Олийнык Корректор А. Обручар

Заказ 6280/48 Тираж 558 Подпис ное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. I,ëãàðèíà, 1 1