Устройство для синхронизации бесконтактного электродвигателя постоянного тока

00 426285

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТ ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски1

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 24.04.72 (21) 1776886/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.04.74. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 18.10.74 (51) М. Кл. Н 02k 29/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.298 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. Г. Кузнецов и В. И. Стребков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ БЕСКОНТАКТНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электродвигателям постоянного тока с синхронизацией скорости вращения.

Известны устройства для синхронизации электродвигателей постоянного тока, содержащие коммутатор и подключенный к его входу своим выходом фазочувствительный триггер, к двум входам которого подключены датчики скорости вращения и генератор синхроимпульсов.

Недостатком известных устройств является узкий диапазон синхронизации скорости вращения и наличие автоколебательного режима.

Это обусловлено тем, что допустимые минимальное Ymir и максимальное yma значения относительной длительности импульсов у на выходе фазочувствительного триггера в установившемся режиме определяются величиной флюктуаций значений у при воздействии возмущающих факторов. Если амплитуда этих флюктуаций Лу, то для установившегося режима должны соблюдаться условия: у,;„)Ау, умах(1 — Ьу, так как в противном случае флюктуации приводят к выходу из зоны фазового регулирования. В известном устройстве нельзя снизить величину Ьу, что сужает диапазон значений у для установившегося режима и, таким образом, рабочий диапазон по скорости вращения. Кроме того, в известном устройстве на низких скоростях вращения возникают автоколебания ие-за возрастания коэффициента усиления кольца регулирования.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными фильтром и формирователем синхроимпульсов с управляемой относительной длительностью, включенными между выходом фазочувствительного тригге10 ра и вторым входом коммутатора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для синхронизации бесконтактного электродвигателя постоянного тока; на фиг. 2 — эпюры напряжений на элементах уст15 ройства, поясняющие его работу.

Устройство содержит коммутатор 1 и подключенный к его входу 2 своим выходом 3 фазочувствительный триггер 4, к двум входам 5 и 6 которого подсоединены датчик ско20 рости вращения 7 и генератор синхроимпульсов 8. Датчик ско|рости вращения 7 установлен на валу синхронной машины 9 бесконтактного двигателя постоянного тока. Выход 3 триггера 4 подключен к последовательно сое25 диненным фильтру 10 и формирователю импульсов с управляемой относительной длительностью 11, выход которого соединен со вторым входом 12 коммутатора 1. Электродвигатель получает питание от источника на30 пряжения 13.

426285

Устройство работает следующим образом.

На входы 5 и 6 триггера 4 подают импульсы U-, (см. фиг. 2) от датчика скорости 7 с частотой, пропорциональной скорости вращения, и импульсы Us синхронизирующей частоты. Импульсы U.«, с выхода триггера 4 подаются на коммутатор 1 и модулируют напр»жение питания двигателя. Относительная длительность импульсов у на выходе 3 триггера 4 определяется фазовым соотношением частот на входах триггера 4. Импульсы с выхода 3 триггера 4 подаются также на фильтр 10. Напряжение с выхода фильтра 10 подается на формирователь 11 импульсов с управляемой относительной длительностью. Импульсы U>< с формирователя 11 поступают на коммутатор 1.

Напряжение U9 питания электродвигателя модулируется одновременно сигналами с выходов триггера 4 и формирователя 11 (фиг.2).

В установившемся режиме среднее значение напряжения U питания двигателя, пропорциональное произведению величины относительной длительности импульсов у на выходе триггера 4 и относительной длительности импульсов 711 на выходе формирователя 11, постоянно.

U— : T4 111

При изменении частоты синхронизирующих импульсов, а также при возникновении какого-либо возмущения, например, при изменении нагрузки изменяется фазовое соотношение сигналов на входах триггера 4 и величина у на его выходе. При этом изменяются сигнал на выходе фильтра 10 и величина у» на выходе формирователя 11. Это приводит к изменению напряжения питания электродвигателя. При этом относительная длительность импульсов на выходе формирователя 11 изменяется так, что параметры переходного процесса поддерживаются в допустимых пределах, что обеспечивается передаточной функцией фильтра 10.

Фильтр 10 обеспечивает следующую связь

4 между выходным напряжением фильтра и выходной величиной у ф — -Кф (4+уф з ()

5 где Кф, Тф — параметры фильтра.

Так как формирователь 11 является безынерционным звеном, то связь между величинами у11 и у имеет такой вид т = К т4 + 7 ф — A (3) где К вЂ” общий коэффициент передачи фильтра 10 и формирователя 11 для постоянной составляющей;

А — постоянная величина, определяемая характеристикой формирователя 11.

Из выражений (1) и (3) следует, что при достаточно большом значении К уменьшение

20 скорости вращения получается без существенного приближения величины у к нулю. Кроме того, из выражений (1), (3) следует, что введение дополнительной широтно-импульсной модуляции препятствует увеличению ко25 эффициента усиления кольца регулирования с уменьшением скорости вращения и, таким образом, устраняет условия возникновения автоколебаний.

Предмет изобретения

Устройство для синхронизации бесконтактного электродвигателя постоянного тока, содержащее коммутатор, подключенный к одному из его входов своим выходом фазочувствиЗ5 тельный триггер в управляющей цепи, к двум входам которого подключены датчик скорости вращения и генератор синхроимпульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона синхронизации и устранения

40 автоколебаний, устройство снабжено последовательно соединенными фильтром и формирователем импульсов с управляемой относительной длительностью, включенными между выходом фазочувствительного триггера и комму45 татором.

426285 и К

/1 7

7r g т иаz

Составитель В. Лозенко

Техред Г, Дворина

Корректор Т. Гревцова

Редактор В. Левятов

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2752/8 Изд. № 1562 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного .комитета Совета Министров СССР по делам изобретени11 и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5