Устройство регулирования скорости движения магнитной ленты

Устройство регулирования скорости движения магнитной ленты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области приборостроения, к устройствам для управления скоростью вращения электродвигателя (Э) 3, например, лентопротяжного механизма. Цель изобретения - расширение рабочего диапазона и уменьшение длительности переходного процесса. Устройство содержит вновь введенные ограничитель-инвертор 13, ключи 14 и 24, резисторы (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

»

РЕСПУБЛИК )4. G 11 В 15 46

ДРСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBtoaCtlOMY СВИДЕТВъстВУ

%»»ЕЬ»»» (21) 3796405/24-10 (22) 01. 10. 84 (46) 15.04.86. Бюл. М 14 (72) А.В. Вешняков, З.-Ю.К. Толочка и А.И. Улдукис (53) 681.846.73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 462266, кл. Н 03 D 3/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 615532, кл. G 11 В 15/46, 1980.

„„SU„„122483Î А (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЛЕНТЫ (57) Изобретение относится к области приборостроения, к устройствам для управления скоростью вращения электродвигателя (Э) 3, например, лентопротяжного механизма. Цель изобретения — расширение рабочего диапазона и уменьшение длительности переходного процесса. Устройство содержит вновь введенные ограничитель-инвертор 13, ключи 14 и 24, резисторы

18 и 11, узел задержки 26 и управля- нарастание напряжения на выходе 21 емый делитель 33 напряжения, соеди- формирователя 7 трапецеидального ненные между собой определенным обра- напряжения до более высокого уровня, зом. Стабилизация скорости вращения которое при помощи операционного усиЭ 3 постоянного тока и движения маг- лителя 8 формируется в отрицательное нитной ленты 5 происходит так, что значение напряжения„ приоткрывающее при уменьшении скорости вращения 3 3 усилитель 1 мощности и увеличивающее постоянного тока, уменьшается часто- скорость вращения ведущего 3 3 постота сигналов на выходе таходатчика 6 — янного тока, и тем самым формирователя 7, т.е ° их период уве- скорость движения магнитной ленличивается, что вызывает линейное ты 5. 2 ил.

Изобретение относится к приборо строению, а именно к устройствам для управления скоростью вращения эпектродвигателя, например, лентопротяжного механизма.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона и, уменьшение длительности переходного процесса

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства регулирования скорости движения магнитной ленты; на фиг.2— диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство регулирования скорости

15 движения магнитной ленты содержит усилитель 1 мощности с управляющим входом 2, электродвигатель 3 постоянного тока, связанный через ведущий вал 4 с магнитной лентой 5 и кинематически с таходатчиком 6, форми20 рователь 7 трапецеидального напряжения, операционный усилитель 8, своим выходом 9 подключенный к его инвертирующему входу 10 через резистор 11 и конденсатор 12, ограничитель-инвертор

13, первый ключ 14, своим первым входом 15 через второй конденсатор 16 соединенный с выходом 17 ограничителяинвертора 13, и через второй резистор

18 с шиной 19 питания, а вторым входом 20 — с выходом 21 формирователя

7 трапецеидапьного напряжения, третий резистор 22, подключенный между выходом 23 первого ключа 14 и инвертирующим входом 10 операционного усилите- З5 ля 8, второй ключ 24, первый вход 25 которого через узел 26 задержки подключен к второму входу 27 устройства, второй вход 28 — к инвертирующему входу 10 операционного усилителя 8, а выход 29 через диод 30 — к общей точке 31 соединения конденсатора 12 и резистора 11, причем неинвертирующий вход 32 операционного усилителя

8 через управляемый делитель 33 напряжения соединен с общим проводом 34.

Устройство регулирования скорости движения магнитной ленты работает следующим образом.

В исходном положении в режиме

"Стоп" на первый вход 2 подается, например, высокий уровень напряжения, закрывающий усилитель l мощности и электродвигатель 3 постоянного тока не вращается. В режиме Стоп" первый ключ 14 находится в открытом состоянии, так как на его первый вход 15 через второй резистор 18 поступает отрицательное напряжение с шины 19 питания. При этом его второй вход

20 и выход 23 закорочены и максимальное напряжение U 21 формирователя 7 трапецеидального напряжения (фиг. 2в) через третий резистор

22 поступает на инвертирующий вход

10 операционного усилителя 8, на выходе 9 которого формируется максимальное отрицательное напряжение U g (фиг. 2д), по уровню близкое к питающему напряжению операционного усилителя 8. В режиме Столп в открытом состоянии находится и второй ключ 24, так как на его первый вход 25 от узла

26 задержки тоже поступает отрицательное напряжение. В этом случае второй вход 28 и выход 29 ключа 24 закорочены,а диод 30 отркыт отрицательным напряжением, поступающим с

1224830

Во время формирования пилообразного напряжения формирователем 7 трапецеидального напряжения в интервалы

У 4 5 ъ 7 (фиг. 2в) на первый вход 15 первого ключа 14 через второй конденсатор 16 с выхода 17 ограничителя-инвертора

13 поступает, например, высокий уровень сигнала (фиг. 2б) и первый ключ

14 закрывается, т.е. сигнал с выхода

21 формирователя трапецеидального напряжения не поступает на операционный усилитель 8. При поступлении низкого уровня напряжения сигнала в интервалы времени 8 в С (фиг.2б) на первый вход 15 первого ключа 14 его вход

20 — выход 23 закорачивается и напряжение (U,, 0, Б, Ц ) с выхоца

21 формирователя 7 трапецеидального напряжения (фиг. 2в) появляется на выходе 23 первого ключа 14 (фиг.2г) и через третий резистор 22 поступает на инвертирующий вход 10 операционного усилителя 8 ° Во время переходного процесса, т.е. пока вто- 55 рой ключ 24 находится в открытом состоянии и конденсатор 12 зашунтирован диодом 30, коэффициент уси45 выхода 9 операционного усилителя 8 через резистор 11, и шунтирует конденсатор 12. Таким образом, конденсатор 12 в режиме "Стоп" находится в незаряженном состоянии. 5

Для включения рабочего режима на первый и второй входы устройства подается команда, например, в виде нулевого уровня напряжения. При этом усилитель 1 мощности насыщается от- 1ð рицательным напряжением U0 (фиг.2д), на электродвигатель 3 .постоянного тока поступает полное напряжение питания, обеспечивая таким образом его запуск. С начала вращения электродвигателя 3 постоянного тока на выходе таходатчика — формирователя 6, связанного с электродвигателем 3, появляются прямоугольные импульсы напряжения (фиг. 2а), частота которых с ростом скорости вращения электродвигателя 3 пропорционально увеличивается. Импульсы напряжения таходатчика 6, инвертированные и ограниченные с помощью ограничителя-инвертора 13 25 (фиг. 2б), через второй конденсатор

16 поступают на первый вход 15 первого ключа 14; а также и на формирователь 7 трапецеидального напряжения. ления операционного усилителя 8 сравнительно мал и определяется соотношением резисторов 11 и 22, т.е. операционный усилитель 8 является масштабным усилителем. В интервале времени от t до t на выходе 9 операционного усилителя 8 формируются прямоугольные импульсы напряжения (фиг. 2д), среднее значение которых (фиг. 2д, пунктирная линия), через усилитель 1 мощности управляет скоростью вращения ведущего электродвигателя 3 постоянного тока. Малый коэффициент усиления, обеспечиваемый устройством во время переходного процесса в промежуток времени t, -t< (фиг. 2д), позволяет сравнительно быстро без длительного колебательного процесса достичь номинальной скорости движения магнитной ленты.

Резкое уменьшение размаха амплитуды отрицательных полупериодов на выходе 9 операционного усилителя 8 (фиг. 2д, в момент времени t ) объясняется следующим.

Когда на вход 10 операционного усилителя 8 поступают положительные импульсы, амплитуда которых больше постоянного напряжения, поступающего с управляемого делителя 33 напряжения на вход 32 операционного усилителя 8, на выходе 9 операционного усилителя 8 образуется отрицательное напряжение, которое открывает диод 30, и заряда конденсатора 12 при этом не происходит. По мере разгона электродвигателя 3 амплитуда импульсов,приходящих на вход 10 операционного усилителя 8, уменьшается. Когда амплитуда импульсов становится равной величине напряжения, подаваемого с управляемого делителя 33 напряжения на вход 32 операционного усилителя 8 (электродвигатель 3 достиг номинальной скорости), на выходе 9 операционного усилителя 8 перестают появляться импульсы отрицательной полярности и диод 30 закрывается положительным напряжением с выхода 9 операционного усилителя 8. При этом в момент прихода через первый ключ 14 импульса напряжения конденсатор 12 будет закрываться до величины, определяемой амплитудой импульса, а в момент отсутствия импульса напряжение на конденсаторе останется неизменным.При этом операционный усилитель 8 начинает работать не как масштабный усилитель, 5 12248 а как иэодромное звено. Данное звено отличается тем, что на низких частотах, т.е. в диапазоне обработки возмущений, оно ведет себя как интегрирующее звено, а в области высоких частот звено ведет себя как безынерционное. Таким образом, изодромное звено повышает точность устройства, не ухудшая его устойчивости.

Однако в интервале времени t6 ю (фиг. 2д) на выходе 9 операционного усилителя 8 присутствуют сравнительно больщие пульсации напряжения пилообразной формы. Это вызвано частич- 1> ным разрядом конденсатора 12 через относительно малое обратное сопротивление диода 20. Такие импульсы напряжения могут вызвать нестабильную работу устройства на низких скоростях. Поэтому в конце переходного процесса в момент времени tä (фиг.2д) на первый вход 25 второго ключа 24 с второго входа устройства поступает команда рабочего режима в виде нулевого уровня напряжения, задержанного узлом 26 задержки. В это время второй ключ 24 размыкается и диод 30 перестает шунтировать конденсатор 12.

После окончания переходного процесса, например, в момент времени (фиг. 2д) работа формирователя 7 трапецеидального напряжения и первого ключа 14 ничем не отличается от их работы во время переходного процесса, однако режим работы операционного усилителя 8 изменяется. При разомкнутом втором ключе 24 диод 30 не шунтирует конденсатор 12 и при поступлении через первый ключ 14 на вход 10 операционного усилителя 8 в интервалы. времени

z. импульсов напряжения U„, U, Б (фиг. 2г) с формирователя 7 трапецеидального напряжения конденсатор

12 быстро заряжается через третий резистор 22. При размыкании в интерsam» времени t„-t<<, t, — t, (фиг.2r) первого ключа 14 конденсатор 12 не успевает заметно разрядиться через вход операционного усилителя 8 и напряжение на его выходе 9 в пределах каждого периода времени й4 (фиг. 2д) сохраняется йосто.янным. Следовательно, напряжение на выходе 9 операционного усилителя 8 в установившемся режиме работы становится постоянным.

30 6

Таким образом, в установившемся режиме работы изодромное звено совместно с первым ключом 14 устройства не только обеспечивает большой коэффициент усиления в диапазоне отработки возмущений, но и одновременно выполняет функцию запоминания на полпериода предыдущего значения напряжения формирователя 7 трепецеидального напряжения, что исключает необходимость устанавливать RC- или LC-фильтр нижнйх частот на его выходе 21. При этом так как входной ток операционного усилителя, разряжающий конденсатор 12, достаточно мал, то время запоминания при помощи изодромного элемента может быть достаточно большим, что расширяет диапазон регулирования скорости устройства от минимальных до максимальных значений.

Стабилизация скорости вращения электродвигателя 3 постоянного тока, а следовательно, движения магнитной ленты 5 происходит следующим образом.

При уменьшении скорости вращения электродвигателя 3 постоянного тока уменьшается частота сигналов на выходе таходатчика-формирователя, т.е. их период увеличивается. Это вызывает линейное нарастание напряжения на выходе 21 формирователя 7 трепецеидального напряжения до более высокого уровня Я, Б, Б7, фиг. 2в), которое при помощи операционного усилителя 8 формируется в более отрицательное значение напряжения (фиг.2д), приоткрывающее усилитель 1 мощности и увеличивающее скорость вращения ведущего электродвигателя 3 постоян— ного тока, а тем самым и скорость движения магнитной ленты. При увеличении скорости вращения ведущего электродвигателя 3 постоянного тока происходит противоположный цикл регулирования.

Формула из обретения

Устройство регулирования скорости движения магнитной ленты, содержащее последовательно соединенные усилитель мощности с управляющим входом, который является первым входом устройства, и электродвигатель постоянного тока, кинематически связанный с таходатчиком и ведущим валом, формирователь трапецеидального напряжения, а

1224

1 tz tg ty t5 tg 1 y tg t toter trtt 6е 1у

1 1 ь Ф z tg ty tg tg try 1п tgz tfz (ра py

Составитель А. Ерошкевич

Техред Н.Бонкало Корректор М. Шароши

Редактор А. Лежнина

Заказ 1954/49 Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,ул.Проектная, 4 также операционный усилитель, выход которого соединен с инвертирующим входом через первый резистор и первый конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и уменьшения длительности переходного процесса, в него введены ограничитель-инвертор, первый и второй управляемые ключи, второй конденсатор, второй и третий резисторы, 10 узел задержки, диод и управляемый делитель напряжения, причем вход ограничителя-инвертора соединен с в.лходом таходатчика и входом формирователя трепецеидального напряжения, а его выход — через второй конденсатор — с управляющим входом первого управляе830 8 мого ключа, соединенным через второй резистор с шиной питания, выход формирователя трепецеидального напряжения через первый ключ и третий резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен через управляемый делитель с общим проводом питания, а выход — с входом усилителя мощности и через первый реэистор— с катодом диода, анод диода через первый управляющий вход второго управляемого ключа соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, второй входустройства подсоелиненчерез узел задержки квторому управляющему входу второго управляемого ключа.