Устройство регулирования скорости

Устройство регулирования скорости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области приборостроения , к технике магнитной записи, и может использоваться в малогабаритной кассетной аппаратуре точной магнитной записи , в которой принимаются специальные меры для повыи1ения равномерности движения магнитной ленты путем стабилизации скорости вращения ротора ведущего электродвигателя . Цель изобретения - повышение точности регулирования скорости движения магнитной ленты. Устройство содержит соединенные определенным образом генератор 1 сигналов опорной частоты, широтно-импульсный модулятор 6, элементы И 7 26, 27, 31 элементы ИЛИ 32-34, элементы 35 и 36 запрета, счетчики 8 и 37, дешифратор 39, триггер 9, усилитель 10 мощности , электродвигатель 11, датчик 12 скорости , датчик 13 оборотов электродвигателя, формирователь 22 эталонного интервала. В устройстве разнесены моменты измерения отклонения скорости и включения тока через электродвигатель. В устройстве выполнены средства компенсации инерционности электромеханической части в момент изменения знака отклонения скорости. 2 ил. i (Л f/ gami/.HOt, N9 Vus.-f /OJTdan

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1210140 A (51) 4 б 11 В 15 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3789426/24-10 (22) 11.09.84 (46) 07.02.86. Бюл. № 5 (72) А. А. Реденский, И. В. Чуманов и В. С. Самелюк (53) 681.846.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 572840, кл. G 11 В !5/46, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 934551, кл. G 11 В 15/46, 1982. (54) УСТРОЙСТВО PEГУЛИРОВАНИЯ

СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к области приборостроения, к технике магнитной записи, и может использоваться в малогабаритной кассетной аппаратуре точной магнитной записи, в которой принимаются специальные меры для повышения равномерности движения магнитной ленты путем стабилизации скорости вращения ротора ведущего электродвигателя, Цель изобретения — повышение точности регулирования скорости движения магнитной ленты. Устройство содержит соединенные определенным образом генератор 1 сигналов опорной частоты, широтно-импульсный модулятор 6, элементы И 7

26, 27, 31, элементы ИЛИ 32 — 34, элементы 35 и 36 запрета, счетчики 8 и 37, дешифратор 39, триггер 9, усилитель 10 мощности, электродвигатель 11, датчик 12 скорости, датчик 13 оборотов электродвигателя, формирователь 22 эталонного интервала.

В устройстве разнесены моменты измерения отклонения скорости и включения тока через электродвигатель. В устройстве выпол нены средства компенсации инерционности электромеханической части в момент изменения S знака отклонения скорости. 2 ил.

1210140

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи, и может быть использовано в малогабаритной кассетной аппаратуре точной магнитной записи, в которой принимаются специальные меры для повышения равномерности движения магнитной ленты путем стабилизации скорости вращения ротора ведущего электродвигателя.

Целью изобретения является повышение точности регулирования скорости движения магнитной ленты.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие принцип его работы.

Устройство регулирования скорости для аппаратуры точной магнитной записи содержит генератор 1 сигналов опорной частоты, выполненной с первым 2, вторым 3, третьим 4, четвертым 5 выходами, широтноимпульсный модулятор 6, содержащий эле- 20 мент И 7, вычитающий счетчик 8 и триггер 9, усилитель 10 мощности, электродвигатель 11, датчик 12 скорости, состоящий из собственного датчика 13 оборотов электродвигателя 11 и формирователя 14 импульсов, счетный триггер 15, первый 16, второй 17, третий 18 и четвертый 19 дополнительные счетчики, формирователи 20 и 21 импульсов, формирователь 22 эталонного интервала, содержащий элемент И 23 и счетчики 24 и 25, трехвходовые элементы И 26 и 27, триггер 28 знака, индикатор 29 смены знака, инвертор 30, двухвходовый элемент И 31, элементы ИЛИ 32 — 34, элементы 35 и 36 запрета, реверсивный счетчик 37, шины 38 цифрового сигнала и дешифратор 39.

Устройство работает следующим образом.

При остановленном электродвигателе 11 (режим «Стоп» лентопротяжного механизма), устройство находится в состоянии готовности к его пуску. При этом, после 4О подачи электропитания на устройство устанавливается потенциальный сигнал на прямом выходе счетчика 24 формирователя 22 эталонного интервала и, соответственно, убирается сигнал на инверсном выходе этого счетчика. В результате элемент И 23 запирается и отключает поступление выходного сигнала счетчика 16 на счетный вход счетчика 24.

Потенциальный сигнал, установленный на прямом выходе счетчика 24, дает разреше- gp ние счетчику 25 на счет выходных импульсов счетчика 16. Формируемый через некоторое время после этого сигнал на выходе счетчика 25 поступает на управляющий вход реверсивного счетчика 37 и осуществляет запись в него двоичного кода, заданного Ы шинами 38 цифрового сигнала.

В частном случае, шины 38 формируют

12-ти разрядный параллельный двоичный код из одних единиц, т. е. 111,...,11!. Для этого все шины 38 соединены с потенциальной шиной питания устройства, Таким образом, при отсутствии вращения электродвигателя 11 в реверсивном счетчике

37 постоянно хранится код 111,...,111.

В момент каждого положительного перепада уровней напряжения на выходе (фиг. 2, диаграмма 14) счетчика 16, на выходе (фиг. 2, диаграмма 15) формирователя 21 импульсов формируется короткий по длительности (0,5 — 1 мкс) прямоугольный импульс. Этот импульс поступает на управляющий вход вычитающего счетчика 8 широтно-импульсного модулятора 6 и осуществляет запись в него содержимого реверсивного счетчика 37, т. е. запись кода

111,...,111, а также поступает на единичный установочный вход триггера 9 и переключает его. На единичном выходе (фиг. 2, диаграмма 16) триггера 9 появляется потенциальный сигнал (высокий уровень напряжения), который поступает на вход усилителя 0 мощности, а также поступает на один из входов элемента И 7 и открывает его для поступления опорного сигнала с выхода 2 генератора 1 сигналов опорной частоты на счетный вход вычитающего счетчика 8.

Диаграммы 14 — 16 (фиг. 2) не предназначены для иллюстрации исходного режима работы устройства, но ссылка на них здесь полезна.

Содержимое вычитающего счетчика 8 начинает уменьшаться. Однако до прихода следующего выходного импульса формирователя 21 импульсов, импульс на выходе вычитающего счетчика 8 появиться не успевает. Это обеспечивается соответствующим соотношением между частотой опорного сигнала 3 072 кГц (период 0,33 мкс), подаваемого на счетный вход вычитающего счетчика 8 через элемент И 7, и минимальной частотой (1,5 кГц, период 0,66 мс для наименьшей регулируемой скорости

2,38 см/с) следования импульсов синхронизации на выходе формирователя 21 импульсов, т. е. минимальной частотой выходного сигнала счетчика 16. Это соотношение выбрано таким, чтобы при модуле счета вычитающего счетчика 8, равном, 4096, и после записи в него кода 111,...,111, импульс на выходе счетчика 8 не успел сформироваться до прихода следующего выходного импульса формирователя 21 импульсов, т. е. до момента следующего полного заполнения вычитающего счетчика 8.

В результате триггер 9 остается в переключенном, единичном положении (фиг. 2, левая часть диаграммы) и на вход усилителя 10 мощности поступает для обеспечения в последуюгцем форсированного пуска электродвигателя 11 потенциальный сигнал.

1210140

В момент включения электродвигателя 11 на вход усилителя 10 мощности подается с выхода широтно-импульсного модулятора потенциальный сигнал. От этого сигнала открывается выходной ключ усилителя 10 мощности и на электродвигатель 11 подается напряжение питания, Электродвигатель 11 начинает вращаться.

Во время разгона электродвигателя 11 триггер 28 знака устанавливается в единичное состояние. Формируемый при этом на его единичном выходе потенциальный сигнал задает режим суммирования реверсивному счетчику 37. В результате потенциальный сигнал на выходе широтно-импульсного модулятора 6 во время пуска электродвигателя

11 сохраняется вплоть до того момента, когда частота вращения датчика оборотов 13 превысит номинальную. Благодаря этому предлагаемое устройство обеспечивает наименьшую продолжительность времени пуска 20 ведущего электродвигателя 11.

На выходе датчика 12 скорости (фиг. 2, диаграмма 1) при вращении ротора электродвигателя 11 формируется последовательность прямоугольных импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости вращения электродвигателя 11 и, следовательно, скорости движения магнитйной ленты. Номинальной скорости V «. вращения электродвигателя 11 соответствует номинальный интервал Т..„„„, следования импуль- 3д сов на выходе датчика 12 скорости.

Выходные импульсы датчика 12 скорости поступают на счетный вход счетного триггера

15, сигналы на единичном (прямом) и нулевом (инверсном) выходах которого показаны соответственно на диаграммах 2 и 3 (фиг. 2).

В момент каждого положительного периода уровней напряжение на единичном выходе счетного триггера 15, на выходе формирователя 20 импульсов (фиг. 2, диаграмма 4) формируется короткий по дли- 40 тельности (0,3 — 0,5 мкс) прямоугольный импульс.

Выходные импульсы формировател я 20 импульсов поступают на входы нулевой установки счетчиков 16, 24, 25 и устанавливают их в нулевое положение.

Выходной импульсный сигнал счетчика

16 показан на диаграмме 14 (фиг. 2).

В момент каждого положительного перепада уровней напряжения на выходе счетчика 16 формирователь 21 импульсов формирует короткий по длительности (0,3—

0,5 мкс) прямоугольный импульс синхронизации работы широтно-импульсного модулятора 6. Каждый из этих импульсов (фиг. 2, диаграмма 15) поступает на вход управления группой установочных входов вычитаю- 55 щего счетчика 8, осуществляя при этом каждый раз запись в него в двоичном коде выходной информации реверсивного счетчика 37, и на единичный установочный вход триггера 9, переключая его при этом (если триггер 9 до этого был в исходном, нулевом состоянии) в единичное состояние.

Наличию сигнала на выходе триггера 9 (фиг. 2, высокий уровень напряжения на диаграмме 16) ссютветствует протекание тока через электродвигатель 1! .

После поступления выходного импульса формирователя 20 импульсов в формирователь 22 эталонного интервала устанавливается низкий уровень напряжения (логический «О») на прямом выходе счетчика 24, в результате чего блокируется счетчик 25 и, соответственно, устанавливается высокий уровень напряжения на инверсном выходе счетчика 24, благодаря чему открывается элемент И 23 и выходной сигнал счетчика

16 начинает поступать на счетный вход счетчика 24.

Начинает формироваться эталонный интервал времени формирователем 22 эталонного интервала, сигналы на прямом и инверсном выходах которого (и, соответственно, на прямом и инверсном выходах счетчика 24) показаны соответственно на диаграммах 5 и 6 (фиг. 2).

На прямом и инверсном выходах формирователя эталонного интервала 22 формируются соответственно отрицательный и положительный прямоугольные импульсы (фиг. 2, отрицательные и положительные импульсы соответственно на диаграммах 5 и 6), длительность которых равна эталонному интервалу времени.

При совпадении (высоких уровней напряжения) сигнала с прямого выхода счетчика 24 (фиг. 2, диаграмма 5) и сигнала с единичного выхода счетного триггера 15 (фиг. 2, диаграмма 2), для прохождения высокочастотной (3072 кГц) последовательности импульсов с выхода 2 генератора 1 сигналов опорной частоты открывается элемент И 26. Этот случай соответствует отклонению скорости вращения электродвигателя 11 в меньшую сторону (V(V ) от ее номинального значения.

А когда совпадают сигнал с инверсного выхода счетчика 24 (фиг. 2, диаграмма 6) и сигнал с нулевого выхода счетного триггера 15 (фиг. 2, диаграмма 3), то для прохождения выходной высокочастотной последовательности импульсов генератора 1 (с его выхода 2) открывается элемент И 27. Это соответствует случаю отклонения скорости вращения электродвигателя 11 в большую сторону (V)V,.„) от ее номинального значения, Таким образом, на выходе элемента И 26 (фиг. 2, диаграмма 7) формируется пачка импульсов при V(V «, а пачка импульсов на выходе элемента И 27 (фиг. 2, диаграмма 8) формируется при V)VHoM.

1210140

Ког;!3 количество импу lbcOB в пачке имll ó.- ьсов на выходе элемента И 26 превыс!Гг модуль счета (равный 16-ти) счетчиI(3 17, то на еl о выходе формируется первый импульс, который уc T3«d B lH B3СT триггер знака 28 Б единичное состояI1ис (сM.,ВыcOкий уровcllь Hа!!pяже ilия на диаграмме 9 (фиг. 2) Быхо..ц(ого сигнала трип.ера 28).

Наличие сип(ала (высокий уровень напряжения) на единичном выходе триггера знака 28 задает режим суммирования реверсивному счетчику 37.

В режиме сэ ммирования реверсивный счстчик 37 подсчитывает выходные импульсы счетчика 17, которые поступа;ог на счегный вход реверсивного счетчика 37 через элемс)гг ИЛИ 34, элемент 36 запрета и )лемс нт ИЛИ 32.

KOI;k3 ПОЯБЛЯ(. ТСЯ Па !Ка ИГ)П1 "ЛЬЕ ОВ !I Bi>1ходе элемента И 27 и длительность ее (т. с. количество импульсов в ней) превысит модуль счета (равный 16-ги) счетчика 18, го «3 i и н еl 10 т ф О р м и р 0 в а т ь с я и м и ), 1 ь с ь! H 3 В ы (О. 1 с .->тогÎ счетчика. (1ервым же выходным импульсом счетчи ка 8 переключается три! !.с!э знака 28 и устанавливается при этом в нулевое сос.Ояние (фиг 2, низкий хровень напряж(ния ,)3 диаграмме 9).

Отсутствие сигнала (низкий уровень наI:PH>к(IIHkt) lI3 с kkIIIH«kloiXI БыхОДе Pill ГОР3 знака 28 !dдает режим Вычитания реверсивIIc)ìó счетчику 37.

В режиме вычитания импульсы на счет1:ый Бхо Г рсвс р(ч!Бного i )етчика 37 постх13кгг с Б!1х(э.се! с и тинка 18 через элемент И.1И . 1;1, эле;10». 35 запрета и э ie)Ie!!1. ИЛИ 32.

Длп гель«ость положитсльных импульсов !

Ik (lH!IklillIc>)i Бы: с>де 1ðèãã«ра 9 (фиг 2, ди3(рам)13 6) !!ропорц:c)liciëü÷3 состоя нию !

) с Б е ). с и в и О Г 0 c H 0 ò 1! l i(k! 3 (I ! I l p 0 T I l c) - I! )\! I ),1 1 cIlk Я )10. C),, i Я!(И)! ) .

В ) С I 3 н О Б И B l I I (>1 С и р с )) - I )1(p C I ) T! и р О В 3ния к0.1(блюlцийся Отрицеlт(I bllblH фронт, Од! i! I kl 3 I(OT 0 р Ы Х 01 I с. I i.! Г 0 1) И 3 О Н Т 3 Г! b Н Ы— ми стр(!к(livlkl на JH3! p )! )!c 16 (фиг. 2)

Ре!спО, )IГ ас тсЯ НРак! Hil()cKII и P l (сc)!!0 B ((Г)с Д!!ПС И l!ТСP83,13 МЕХКД" СО() ;)IIH )1И БЫХО, ll! Ы IИ

iI. И) . I bс!)ми форм и ро«еk!! (г! Я 2 I II )i Гlv1 ьсОB.

В ус гройствс предусм(> г(еlibl средства ком п(>«сi!!1 пп инерционности электромех)!«ичс кой ii3c! и 3 стрОистВ3 Б момент изме н()!! ия знака Отклонения скорости. Для этого пред-!

I!!3iI3ucIIbl индикатор 29 смены яака, ) чс".— чик 1!3, инвертор 30 и элемент И 3! . г> устройстве повышены 13стота пит,!н;!я э,)ектродвигателя. 33 нер;OJ, вь>ход!!О!О си!нэ,:!3 датчика скорости B электродвигатель и )дается два (и более, lip!i необходьмосГн, изменяя модуль счета счетчика 16) и мну,)ьса тока. Это повышает ра вномерI! эсть питания электродвигателя и, следоваг(льно, равномерность Вращения его ротора, гг0 В 3010 очередь уменьшает коэффициент колебания скорости движения магнитной ленты. Достижение этой цели путем повышения часто"ûвыхо,дного сигнала датчика скорости невозможно из-за ограниченных Габаритов аппаратуры.

Важно при этом то, что в устройстве разнесены моменты измерения отклонения скорости и момент включения тока через электродвигатель. Это поясняет тот ф акт, что момент формирования выходного импульса формирователя импульсов 20 (что соответствует моменту поступления данного HMпульса датчика 12 скорости) момент окон-!

Бния формирования эталонного интервала времени формирователем 22 (что соответствует ожидаемому моменту поступления следую)с(его импульса датчика 12 скорости) и реальный момент поступления второго импульса датчика скорости в установившемся режиме регулирования скорости находятся примерно в середине интервала, между

70 соседними выходными импульсами формирователя 21 импу ibcoB, которые включают ток через электродвигатель 1!. T. е. Бна I;IcIå импульсы датчика !2 скорости поступакэг з измерительную часть устройства для осуществления нулевых установок и измере2

1!ия отклонения скорости и только через полпериода выходного сигнала счетчика 16

>с«е этого на выходе формирователя 2!

:Гмп) льсов формируется импульс, который

Билю Гает ток через электродвигатель 11

b,!а го.1аря этому устраняется дрожание зО м(.стоположения импульсов датчика скорости, обусловленное рывками электродвигателя в моменты его включения. B результате и >вышается точность измерения отклонения скорос!и и, следовательно, уменьшается по35 Г!)Е.ll!НОсть реГулирОВания скорости

Формула изобретения

Устройство регулирования скорости, содержащее последовательно соединенные генератор сигналов опорной частоты, широтноимпульсный модулятор, усилитель мощности, электродвигатель, датчик скорости, сопряже!I!lb!k) с электродвигателем, а также формирователь импульсов, выход которого соеддинен с установочным входом формирователя эталонного интервала, реверсивный счетчик, счетный вход которого подсоединен через элемент Ил(И к выходам двух элеi(ентoB запрета, управля)о(цие входь1 назB3ííûõ элементов соединены с выходами 0 дешифратора, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, отлича)ои)ееи-я тем, что, с целью повышения то -i«ости, в него введены два трехвходовых элеicIeHr3 И, счетный триггер, первый, второй, третий и четвертый дополнительные счетЫ чики, два дополнительных элемента И.Г1И, триггер знака, инвертор, двухвходовой элемент И, индикатор смены знака, дополнительный формирователь импульсов, причем

1210140

Ъус. ) палм жж

damu «dump. Ю

5

/5

4Б

Составитель А. Ерошкевич

Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор П. Коссей

Заказ 522/55 первые входы трехвходовых элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами формирователя эталонного интервала, выходы датчика скорости через счетный триггер соединены с вторыми входами трехвходовых элементов И, выход первого дополнительного счетчика соединен с информационным входом формирователя эталонного интервала, установочный вход этого счетчика соединен с выходом формирователя импульсов, вход которого подсоединен к прямому выходу счетного триггера, выходы двух дополнительных элементов ИЛИ соединены с информационными входами элементов запрета, счетные входы второго и третьего дополнительных счетчиков соединены с выходами первого и второго трехвходовых элементов И, установочные входы второго и третьего дополнительных счетчиков соединены с выходами второго и первого трехвходовых элементов

И, прямой вход триггера знака соединен с выходом второго дополнительного счетчика и с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ, нулевой вход триггера знака соединен с выходом третьего дополнительного счетчика и с первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ, вторые входы первого и второго дополнительных элементов ИЛИ соединены с выходом двухвходового элемента И, вход которого соединен с выходом четвертого дополнительного счетчика через инвертор и с входом разрешения счета названного счетчика, входы индикатора смены знака соединены с выходом триггера знака, а его выход соединен с установочным входом четвертого дополнительного счетчика, вход дополнитель ного формирователя импульсов соединен с выходом первого дополнительного счетчика и входом синхронизации широтно-импульсного модулятора, причем дополнительный выход формирователя эталонного интервала соединен с группой установочных входов реверсивного счетчика, соединенных с шинами цифрового сигнала, вход управления суммированием — вычитанием реверсивного счетчика подсоединен к единичному выходу триггера знака, счетные входы первого и четвертого дополнительных счетчиков, а также третьи входы трехвходовых элементов И и второй вход двухвходового элемента И подсоединены к пятому, четвертому и второму входам генератора сигналов опорной частоты,