Тно-ихвннескай библиотека

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К ASTQPCHQMhr СВИДЕТЕЛЬСТВУ

258428

Союз Советских

Социапистииеских

Республик

Зависимое оТ 1В1. свидетельства Х

Заявлено 05.Х1.1968 (№ 1281386/31-16) с присоединением заявки ¹-11„т ..

Опубликовано 08.1Л973. Бюллетень Л 6

Дата опубликования описания 4Х.1973..Ч.Кл. Н 02р 9/00

А 6!п1 1/03

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДЫ, 621.316.722(088.8)

615.475:612. 172,5 (088.8) Лвтор изобретения

E. Е. Балабин

Всесоюзный научно-исследовательский институт хирургической аппаратуры и инструментов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НАСОСОВ

В АППАРАТУРЕ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

Устройства для плавного регулирования производительности насосов в аппаратуре искусственного кровообращения известны. Такие устройства содержат электродвигатель, шестеренчатый .редуктор, блок регулирования числа оборотов вала электродвигателя, в электрическую схему которого входят силовой управляемbié выпрямитель для обмотки якоря, совмещенный с силовым неуправляемым выпрямителем для обмотки возбуждения электродви. гателя, формирователь и усилитель управляющих импульсов, фазосмещающий мост, усилитель сигнала рассогласования, потенциометр напряжения уставки, источники питания и тахогенератор, образующий вместе с усилителем рассогласования цепь обратной связи по скорости вращения вала электродвигателя.

Недостатком известных устройств является сложность схемы пх управления.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем установлены неуправляемые диоды, включенные в силовой выпрямитель последовательно с управляемыми диодами, а также двухполупериодный выпрямитель, включенный между фазосмещающим мостом и входом формирователя импульсов в запирающем направлении. Такое выполнение предлагаемого устройства позволяет расширить диапазон регулирования производительности насоса и упростить схему его управле2 иия путем формирования управляющего импульса в момент 1)авснства lli лlо ияпряжеии11. поступающего с фазосмещающегo моста иа формирователь импульсов, и пода 111 управляющего импульса одновременно ия два управляемых диода.

Тахогеиератор предлагаемого устройства иодкл1очеи к усилителю ряссоглясоваи;1я через интегрирующее звено, выполнеииoe в виде

1п RC-цепи, à periлировочный иотеициометр напряжения установки подключен ко входу схемы также через ЯС-цепь. Это позволяет исключить влияние пульсаций выходного напряжения тахогенераторя 113 i e roÉ lllBocTL рябод ты устройства, в особенности при малых производительностях, и обеспечивает плавный разroH электродвигателя.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; иа фиг. 2 — его принци2о ииальная электрическая схема.

Устройство содержит электродвигатель 1, редуктор 2, тахогеиератор 8, измерительный прибор 4 для измерения частоты пульса и блок регулирования числя оборотов электродвига25 теля. В электрическую схему олока peri лироBàHèÿ входят силовой управляемый выпрямитель 5 для питания обмотки якоря, совмещенный с силовым неуправляемым выпрямителем для обмотки возбуждений, усилитель 6 имзo пульсов, формирователь 7 импульсов, фязо258428

3 смещающий мост 8, усилитель 9 сигнала рассогласования, потенциометр 10, для регулирования напряжения уставши, источник питания

l l, подключаемый к сети переменного тока.

Якорная обмотка электродвигателя под ключена и силовому выпрямителю (фиг. 2), собранному па двух управляемых диодах 12, 18 и пяти неуправляемых диодах 14 — 18, образующих мостовую схему. Обмотка возбуждения электродвигателя подключена к выпрямителю, собранному на диодах 16 — 21. Оба выпрямителя совмещены (диоды 16, 17 общие), что позволяет экономить два диода. Управляемые диоды подключены к импульсному усилителю, состоящему из импульсного трансформатора 22, диода 28, транзисторов 24, 25 и резисторов 26, 27, 28. Перед импульсным усилителем включен формирователь импульсов, содержащий конденсатор 29, резисторы

80 — 84 .и транзисторы 85, 86. Вход формирователя импульсов подключен к фазосмещающему мосту, состоящему из двух одинаковых обмоток 87, 88 трансформатора источника питания (трансформатор на фиг. 2 не показан), конденсатора 89, транзистора 40, выполняющего роль регулируемого сопротивления, и двух выпрямительных мостов 41, 42. Усилитель сигнала рассогласования состоит из эмиттерного повторителя на транзисторе 48 и резистора 44. Потенциометр 10 напряжения уставки подключен к источнику питания 11.

К движку потенциометра подключен конденсатор 45 через резистор 46. Параллельно конденсатору 45 подключена цепочка, состоящая из транзистора 47 и резистора 48. Между конденсатором 45 и входом усилителя сигнала рассогласования включен конденсатор 49, к которому подключен тахогенератор 8 через резистор 50. Все устройство подключается к сети переменного тока 51.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к сети переменного тока на все его элементы подается напряжение питания. При повороте движка потенциометра 10 на некоторый угол на движке появляется напряжение, которое поступает через резистор 46, тахогенератор 8 и резисторы

48 и 44 па базу транзистора 48. Усиленный ток попадает на базу транзистора 40, у которого при этом изменяется сопротивление перехода коллектор-эмиттер. В связи с тем, что транзистор 40 вместе с выпрямительным мостом 41 является регулируемым сопротивлением фазосмещающего моста, состоящего из обмоток 87, 88 и конденсатора 89, напряжение, поступающее с фазосмещающего моста на выпрямительпый мост 42, при подаче тока в базу транзистора 40 изменит свою фазу относительно фазы напряжения сети. Напряжение на выходе выпрямительного моста 42 будет иметь вид двухполупериодной волны, сдвинутой на некоторый угол относительно напряжения питающей сети. Это напряжение поступает на вход транзистора 86 формирователя импульсов. Если напряжение на выходе моста 42 не

4 равно нулю, транзистор 86 закрыт. Когда напряжение на выходе моста 42 равно нулю, транзистор 86 открывается и формирователь формирует импульс малой длительности. Этот импульс усил1ивается усилителем импульсов и подается со вторничной обмотки трансформатора 22 через резисторы 27 и 28 на управляемые диоды. Управляемые диоды начинают попеременно отпираться, и напряжение сети поступает на якорную обмотку электродвигателя. Электродвигатель начинает вращаться и приводит во вращение редуктор с нагрузкой и тахогенератор. Напряжение с тахогеиератора поступает на вход схемы, где оно вычитается из напряжения, снимаемого с движка потенциометра 10. В результате получается статическая система автоматического регулирования скорости вращения вала электродвигателя.

Устройство обладает следующими особенностями. Подача напряжения уетавки с движка потенциометра 10 на вход схемы производится через RC-цепь, содержащую резистор 46 и конденсатор 45. Благодаря этому электродвигатель разгоняется очень плавно, исключается резкое повышение давления в насосах, что благоприятно сказывается на работе насосной системы. В силовой выпрямитель последовательно с управляемыми диодами 12, 18 включены неуправляемые диоды 15, 18. Это позволяет применять дешевые управляемые диоды, не допускающие подачи обратного напряжения, и, кроме того, использовать только одну схему управления тиристорами (обычно для каждого тиристора необходима отдельная схема управления). В результате сокращаются габариты устройства, снижается стоимость и упрощается система управления.

Ввиду того, что напряжение с фазосмещающего моста подается на формирователь импульсов через выпрямительный мост 42, который подключен к транзистору 86 в запирающем направлении, базовая цепь транзистора

36 практически не потребляет тока, и фазосмещающий мост не нагружается, так как формирование импульса происходит в тот момент, когда напряжение на выходе моста 42 равно нулю. Это дает возможность значительно расширить диапазон регулирования угла сдвига фазы выходного напряжения фазосмещающего моста и просто решить проблему удвоения частоты следования импульсов, отпирающих тиристоры по сравнению с частотой сети. B результате значительно расширяется диапазон регулирования частоты пульса насосов. Подключение тахогенератора 8 ко входу схемы через КС-цепь, содержащую резистор

50 и конденсатор 49 и являющуюся интегрирующим звеном первого порядка, позволяет обеспечить устойчивую работу привода во всем диапазоне регулирования частоты пульса насосов и высокую точность поддержания заданной частоты несмотря на наличие сильно изменяющихся нагрузок, какими являются мембранные или роликовые насосы. Иногда тахо258428

Фиг. 1 о генератор 3 может подключаться к конденсатору 49 непосредственно, без сопротивления

50. В этом случае роль сопротивления 50 будет выполнять внутреннее сопротивление самого тахогейератора.

ПараЛлельно конденсатору 45 включена цепочка, состоящая из транзистора 47 и резистора 48. При подаче на базу транзистора 47 отпирающего сигнала конденсатор 45 разрядится на резистор 48, напряжение на входе схемы станет равным нулю, и привод остановится. Такая необходимость бывает при уходе уровня крови в оксигенераторе или при повышени и давления в артериальных магистралях аппарат выше;критического. В этом случае аигпализатор уровня или сигнализатор давления выдают на привод сигнал остановки. Раньше приходилось выходные цепи сигнализаторов выполнять на мощных реле, которые размыкали силовую цепь электродвигателя. Это приводило к искрению, выгоранию контактов и снижению надежности работы привода. Теперь появилась возможность управления приводом при помощи малых сигналов и соответственно повысилась надежность работы пр ивода. При снятии сигнала управления транзистор 47 запирается, конденсатор 45 начинает заряжаться через резистор 4б, и привод снова плавно достигает первоначальной ч а стоты пул ьс а.

Предмет изобретения

1. Устройство для плавного регулирования производительности насосов в аппаратуре искусственного кровообращения, содержащее электродвигатель, шестеренчатый редуктор, блок регулирования числа оборотов вала электродвигателя, в электрическую схему которого входят силовой управляемый выпрямитель для обмотки возбуждения электродвигателя, формирователь и усилитель управляющих импульсов, фазосмещающий мост, усилитель сигнала

5 рассогласования, потенциометр напряжения уставки, источники питания и тахогенератор, образующий вместе с усилителем рассогласования цепь. обратной связи по скорости вращения вала электродвигателя, отличающееся

ы тем, что, с целью расширения диапазона регулирования производительности насоса и упрощения схемы его управления путем формирования управляющего импульса в момент равенства нулю напряжения, поступающего с

)5 фазосмещающего моста на формирователь импульсов, и подачи управляющего импульса одновременно на два управляемых диода, в силовой выпрямитель последовательно с управляемыми диодами включены неуправляемые диоды, а между фазосмещающим мостом и входом формирователя импульсов включен в запирающем направлении двухпочупериодный выпрямитель.

25 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения влияния пульсаций выходного напряжения тахогенератора на устойчивость работы во всем диапазоне регулирования, тахогенератор подключен к усилитезо лю рассогласования через интегрирующее звено, выполненное в виде КС-цепи.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью исключения резкого повышения давления в насосах при включении аппаЗ5 рата путем плавного разгона электродвигателя, регулировочный потенциометр напряжения уставкп подключен ко входу схемы через

RC-цепь.

258428

Составитель B. Бобров

Техред Т. Курилко

Корректор А. Васильева

Редактор Н. Каранова

Загорская типография

Заказ 1373 Изд. № 1088 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5