Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано для регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока с широким диапазоном регулирования и высокой точностью поддержания стабильности частоты вращения . Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и повышение стабильности частоты вращения. Благодаря введенным зарядному диоду 5, конденсатору 12 и транзисторному ключу 11 надежно формируется сигнал управления тиристором 4 посредством стабилизатора тока 10 независимо от величины текущего значения выпрямленного напряжения двухполупериодного выпрямителя 1. Генератор пилообразного напряжения 6 синхронизирован с частотой питающей сети и обеспечивает срабатывание компаратора 9 в каждом полупериоде выпрямленного напряжения. 1 ил, Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Р 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР д;.л„: 1@ о

Б1Ь<."<2 1 БЫ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4728495/07 (22) 14.08,89 (46) 23.10,91. Бюл. ¹ 39 (71) Специальное конструкторское бюро

Физико-технического института им. A.Ô. Иоффе (72) В.И. Балалы кин, П. Е. Конченков, В,В.Пеллер и В,Д.Пономаренко (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Патент США № 4150324, кл. Н 02 P 5/00, 1979.

Патент США ¹ 4748389, кл, Н 02 P 5/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и м,б. использовано для регулирования

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока с широким диапазоном регулирования и высокой точностью поддержания стабильности частоты вращения.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования и повышение стабильности частоты вращения, На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит двухполупериодный выпрямитель 1, входы которого являются входами устройства. Первый выход двухполупериодного выпрямителя 1 подключен к первому выводу 2 устройства, предназначенному для подключения к одному выводу якорной обмотки электродви.. Ж 1686679 Al частоты вращения электродвигателей постоянного тока с широким диапазоном регулирования и высокой точностью поддержания стабильности частоты вращения. Цель изобретения — расширение диапазона регулирования и повышение стабильности частоты вращения, Благодаря введенным зарядному диоду 5, конденсатору 12 и транзисторному ключу 11 надежно формируется сигнал управления тиристором 4 посредством стабилизатора тока 10 независимо от величины текущего значения выпрямленного напряжения двухполупериодного выпрямителя 1. Генератор пилообразного напряжения 6 синхронизирован с частотой питающей сети и обеспечивает срабатывание компаратора 9 в каждом полупериоде выпрямленного напряжения. 1 ил, гателя 3, Второй вывод двухполупериодного выпрямителя 1 соединен с анодами тиристора 4, зарядного диода 5 и синхрониэирующим входом генератора 6 пилообразного напряжения, выход которо-о подключен к одному выводу источника 7 образЦового напряжения с включенным на его выходе потенциометрическим делителем напряжения

8, Средний вывод потенциометрического делителя 8 соединен с неинвертирующим входом компаратора 9. Катод зарядного диода 5 подключен к входу стабилизатора тока

10, соединенного через транзисторный ключ 11 с первым выходом двухполупериодного выпрямителя 1, и одному выводу первого запоминающего конденсатора 12. другой вывод которого также подключен к перному выходу двухполупериодного вы1686679 прямителя 1. Выход стабилизатора тока 10 соединен с управляющим электродом тиристора 4, катод которого подключен к аноду силового диода 13, базе транзистора 14 и через базовый резистор 15 к одному выводу второго запоминающего конденсатора 16, Другой вывод второго запоминающего конденсатора 16 соединен с анодом разрядного диода 17 и одним выводом первого делителя напряжения 18, соединенным последовательно с токоограничивающим резистором 19 и транзистором 14. Средний вывод первого делителя напряжения 18 подключен к инвертирующему входу компаратора 9 и через разделительный диод 20 к среднему выводу второго делителя напряжения 21. Выход компаратора 9 подключен к входу транзисторного ключа 11. Первый вывод второго делителя напряжения 21 соединен с входом питания компаратора 9.

Вторые выводы первого 18 и второго 21 делителей напяжения обьединены и подключены к первому выходу двухпс; упериодного выпрямителя 1, Катоды силового 13 и разрядного 17 диодов объединены и подключены к второму выводу 22 устройства, предназначенному для подключения к другому выводу якорной обмотки электродвигателя 3.

Устройство работает следующим образом, Напряжение источника переменного тока выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 1 и в момент открытия тиристора 4 через силовой диод 13 прикладывается к обмотке якоря электродвигателя 3. Длительность открытого состояния тиристора 4 определяется моментом включения стабилизатора тока 1О и величиной противо-ЭДС электродвигателя 3. Для регулирования (стабилизации) частоты вращения в устройстве имеется источник образцового напряжения 7 с потенциометрическим делителем

8. Его напряжение сравнивается в компараторе 9 с противо-ЭДС двигателя 3, которая выделяется на первом делителе напряжения 18 в те же отрезки времени, когда через силовой диод 13 не поступает электрическая энергия в обмотку якоря электродвигателя 3, Функциональный узел выделения противо-ЭДС электродвигателя включает в себя силовой диод 13, транзистор 14, токоограничивающий 19 и базовый 15 резисторы, первый делитель напряжения 18. При прохождении тока якорной обмотки через силовой диод 13 падением напряжения на нем запирается транзистор 14 и напряжение двухполупериодного выпрямителя 1 при открытом состоянии тиристора 4 не поступает через токоограничивающий рези10

40 напряжения двухполупериодного выпрямителя и противо-ЭДС двигателя и не обеспе50

30 стор 19 на первый делитель напряжения 18, В этом режиме на первом делителе напряжения 18 будет поддерживаться уровень напряжения, до которого был заряжен второй запоминающий конденсатор 16, заряд которого обеспечивается противо-ЭДС электродвигателя 3. В связи с тем, что к обмотке якоря электродвигателя 3 прикладывается выходное напряжение двухполупериодного выпрямителя 1 в форме отрезков полусинусоид. то практически в моменты времени сравнения напряжения двухполупериодноro выпрямителя 1 с противо-ЭДС обмотки якоря происходит естественное выключение тиристора 4. Ток через силовой диод 13 прекращается, и под действием противоЭДС обмотки якоря происходит открытие тиристора 14 и к последовательно включенной цепочке, состоящей из токоограничивающего резистора 19 и первого делителя напряжения 18 будет приложена противо

ЭДС обмотки якоря. Одновременно происходит заряд через токоограничивающий резистор 19 второго запоминающего конденсатора 16 или его разряд до величины противо-ЭДС через разрядный диод 17 в случае, если противо-ЭДС обмотки якоря уменьшилась вследствие уменьшения частоты вращения. Таким образом, на втором запоминающем конденсаторе 16 будет всегда поддерживаться напряжение, равное (пропорциональное) противо-ЭДС обмотки якоря, а так как Е =- cn Ф, где Š— противоЭДС, с — постоянная величина, n — частоты вращения, Ф вЂ” поток возбуждения двигателя, то п пропорционально Е при условии, что магнитный поток не меняется. Следовательно, в отличие от прототипа, где на измерительный орган поступает разность чивается стабильность частоты вращения при изменении переменного напряжения, в предлагаемом устройстве повышается стабильность частоты вращения, Второй делитель напряжения 21 совместно с оаздалительным диодом 20 исключает самоходдвигателя. Стабилизатор тока 10, совместно с генератором пилообразного напряжения 6 обеспечивает включение тиристора 4 в каждом полупериоде переменного напряжения питания, что способствует повышению стабильности работы двигателя при низкой частоте вращения и, следовательно, расширяет диапазон регулирования.

Формула изобретения

Устройство для регулироэания частоты вращения электродвигателя постоянного

1686679

0 22

Составитель T. Рожкова

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Т, Иванова

Заказ 3610 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тока, содержащее двухполупериодный выпрямитель, входы которого являются входами устройства, первый выход двухполупериодного выпрямителя подключен к первому выводу устройства, предназначенному для подключения к одному выводу якорной обмотки электродвигателя, зарядный диод, первый запоминающий конденсатор., источник образцового напряжения с включенным на выходе потенциометрическим делителем, компаратор и тиристор, о тл и ч а ю щ ее ся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и повышения стабильности частоты вращения, в него дополнительно введены стабилизатор тока, транзисторный ключ, генератор пилообразного напряжения, два делителя напряжения, второй запоминающий конденсатор, разрядный, разделительный и силовой диоды, транзистор, базовый и токоограничивающий резисторы, второй вывод двухполупериодного выпрямителя соединен с анодами тиристора, зарядного диода и синхронизирующим входом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к выводу источника образцового напряжения, средний вывод потенциометрического делителя соединен с неинвертирующим входом компаратора, катод зарядного диода подключен к входу стабилизатора тока, соединенного через транзисторный ключ с первым выходом двухполупериодного выпрямителя, и одному выводу первого запоминающего конден.сатора, другой вывод которого подключен к первому выходу двухполупериодного вы5 прямителя, выход стабилизатора тока соединен с управляющим электродом тиристора, катод которого подключен к аноду силового диода, базе транзистора и через базовый резистор — к одному выводу второ10 го запоминающего конденсатора, другой вывод которого соединен с анодом разрядного диода и одним выводом первого делителя напряжения, соединенным последовательно с токоограничивающим

15 резистором и транзистором, средний вывод первого делителя подключен к инвертирующему входу компаратора и через разделительный диод — к среднему выводу второго делителя напряжения, выход компаратора

20 подключен к входу транзисторного ключа, первый вывод второго делителя напряжения соединен с входом питания компаратора, вторые выводы первого и второго делителей напряжения объединены и

25 подключены к первому выходу двухполупериодного выпрямителя, катоды силового и разрядного диодов объединены с эмиттером транзистора и подключены к второму выводу устрой30 ства, предназначенному для подключения к другому выводу якорной обмотки электродвигателя.