Электропривод постоянного тока

Электропривод постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в устройствах записи и воспроизводства . Сущность: в результате подключения двух резисторов 12, 13 и транзистора 11 образуется компенсирующее устройство, характер изменения величины и знака температурного коэффициента напряжения (ТКН) которого аналогичен ТКН источника опорного напряжения. В результате одно плечо второго делителя 7 источника опорного напряжения 8 оказывается зашунтированным коллекторным переходом и резистором 13 в цепи коллектора дополнительно введенного транзистора 11. Поэтому нестабильность источника опорного напряжения компенсируется за счет перераспределения напряжений в плечах второго делителя источника опорного напряжения и потенциал на неинвертирующем входе дифференциального усилителя сохраняется при воздействии температуры. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COU, .1А П ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/фа. ++

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4876413/07 (22) 31,08.90 (46) 30.10.92. Бюл. N 40 (71) Научно-производственное объединение

"Энергия" (72) В. У1.Кондрашов, В.Н,Колаев и А.П.Новиков (56) Заявка Японии

М 62-7792, кл. Н 02 P 5/168, 1987. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Использование: в устройствах записи и воспроизводства звука. Сущность: в результате подключения двух резисторов 12, 13 и транзистора 11 образуется компенсирующее устройство, характер изменения велиое> SU 1 7 1884 А1 чины и знака температурного коэффициента напряжения (ТКН) которого аналогичен ТКН источника опорного напряжения. В результате одно плечо второго делителя 7 источника опорного напряжения 8 оказывается зашунтираванным коллекторным переходом и резистором 13 в цепи коллектора дополнительно введенного транзистора 11, Поэтому нестабильность источника опорного напряжения компенсируется за счет перераспределения напряжений в плечах второго делителя источника опорного напряжения и потенциал на неинвертирующем входе дифференциального усилителя сохраняется при воздействии температуры.

1 ил.

1772884

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока,, например, в устройствах записи и воспроизводства звука.

Известно устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее тахометрический мост, в одно из плеч которого включен электродвигатель, а в измерительную диагональ включены последовательно опорный и сравнивающий элементы.

Недостатками такого устройства является низкая стабильность частоты вращения электродвигателя,.которая ухудшается при изменении температуры окружа)ощей среды из-за изменения.напря>кения опорного элемента, в результате чего частота вращения электродвигателя изменяется в больших пределах (5-6%); ,, известно также устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содер>кащее тахометрический мост, в одно из плеч которого включен электродвигатель, а в измерительную диагональ моста включе:)ы последовательно опорный элемент и дифференцирующий усилитель.

В этом устройстве с целью обеспечения температурной стабильности опорного элемента используют два диода германиевый и кремниевый. Однако из-за разности температурных коэффицие ртов падение напряжения на диодах при изменении температуры изменяются не одинаково, что не позволяет получить стабильный источник опорного напряжения,,в результате чего частота вращения изменяется в пределах 347 от номинального значения.

Кроме того в устройствах 1, 2 нет устройства для ограничения тока электродвигателя, что снижает надежность устройств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для ограничения тока электродвигателя постоянного тока, содержащее электродвигатель, подключенный к положительному выводу через регулирующий транзистор, а к отрицательному выводу через баластный резистор, первый делитель напряжения, подключенный между минусовым выводом и коллектором регулирующего транэйстора, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к средней точке первого делителя напряжения, а неинвертирующий вход подключен к средней точке второго делителя напряжения, источ5

45 ник опорного напряжения, вход которого подключен к общей точке соединения электродвигателя и балластного резистора и к одному из выводов второго делителя напряжения, а выход источника опорного напряжения соединен со вторым выводом второго делителя напряжения, и с плюсовым выводом через источник тока, выход дифференциального усилителя через первый транзистор подключен к базе регулирующего транзистора.

Это устройство позволяет ограничивать ток при запуске электродвигателя, стабилизировать частоту вращения электродвигателя при различных напряжениях источника питания, однако стабильность частоты вращения электродUllãàòåëÿ при изменении температуры ок))у>кающей среды значительно ухудшается из-за изменения напряжения опорного источника.

Целью изобретения является повышение стабильности частоты вращения электродвигаталя при изменении температуры окружающей среды при сохранении функции ограничения тока электродвигателя постоянного тока не усложняя устройства, Поставленная цельдостигается тем,что

D электроприводе постоянного тока, содержащем электродвигатель, подключенный к первому выводу, предназначенному для подключения к положительному пол5осу источника питания через регулирующий транзистор, а ко второму выводу через балластный резистор, первый делитель напряжения, подключенный между вторым выводом с коллектором регулирующего транзистора, дифференциальный усилитОль, MHBBPTL РУ50Щий вхоД 1(oT0I)Ol о подключен к средней точке первого делителя напря>кения, а н вин вертирующий Bxog подключен к средней точке второго делителя напря>кения, источник опорного напряжения с отрицательным температурным коэффициентом напряжения, первый вывод которого подключен к общей точке соединения электродвигателя и балластного резистОра и к выводу f)Tñðoão делителя нап()лжения, второй вывод источника опорного напряжения соединен с другим выводом второго делителя напряжения, источника тока, один вывод которого соединен с первым выводом, первый транзистор, база которого подключена к выходу дифференциального усилителя, змиттер ко второму выводу, а коллектор к базе регулирующего транзистора, второй транзистор, первый и второй резисторы, база второго транзистора подключена к выводу источника опорного напря)кения, и ко второму выводу источника тока, эмиттер — к

1772884

50 второму выводу через первый резистор, а коллектор к неинвертирующему входу дифференциального усилителя через второй резистор, причем второй транзистор, первый и второй резисторы образуют компенсирующее устройство, температурный коэффициент напряжения которого аналогичен температурному коэффициенту напряжения источника опорного напряжения.

На чертеже приведена схема электропривода постоянного тока, Устройство содержит электродвигатель

1, подключенный к первому выводу, предназначенному для подключения к положительному полюсу источника питания, через регулирующий транзистор 2, а к второму выводу через балластный резистор 3, Первый делитель напряжения 4 подключен между вторым выводом и коллектором регулирую .цего транзистора 2. Электродвигатель 1, балластный резистор 3 и первый делитель напряжения 4 образуют тахометрический мост 5. Дифференциальный усилитель б, инвертирующий вход которого подключен к средней точке первого делителя напряжения 4, а неинвертирующий вход подключен к средней точке второго делителя напряжения 7. Источник опорного напряжения 8, первый вывод которого подключен к общей точке соединения электродвигателя и балластного резистора 3 и к одному из выводов второго делителя напряжения 7, а второй вывод источника опорного напряжения соединен с другим выводом второго делителя напряжения 7. Источник тока 9, один вывод которого соединен с первым выводом. Первый транзистор 10, база которого подключена к выходу дифференциального усилителя 6, коллектор — к базе регулирующего транзистора 2, а эмиттер — к второму выводу, Второй транзистор 11, первый 12 и второй 13 резисторы, при этом база второго транзистора 11 подключена к второму выводу источника опорного напряжения 8, а также. ко второму выводу источника тока 9, эмиттер — к второму выводу (питания) через первый резистор 12, а коллектор к неинвертирующему входу дифференциального усилителя 6 через второй резистор 13, Второй транзистор 11, первый 12 и второй 13 резисторы образуют компенсирующее устройство 14, Устройство работает следующим образом.

При подключении источника питания открывается регулирующий транзистор 2 и на мостовую схему 5 и электродвигатель 1 подается напряжение от источника питания, Вал электродвигателя начинает вращаться, уве5

40 личивается ЭДС электродвигателя, увеги-:ивается напряжение между точками а и б измерительной диагонали тахометрического моста 5. Происходит сравнение этого напряжения с эталонным напряжением опорного источника 8.и их разность поступает на вход дифференциального усилителя 6.

С выхода дифференциального усилителя

6 снимается сигнал управления, который усиливается транзистором 10 и управляет paGoтой регулирующего транзистора 2, изменяя степень его насыщения.

При изменении насыщения регулирующего транзистора.2 измеряется напряжение, поступающее на мостовую схсму 5, а следовательно, и на электродвигатель 1.

Когда частота вращения электродвигателя 1 станет равной номинальной, наступает. равновесие системы и происходит регулирование частоты вращения электродвигателя 1 в пределах статической ошибки устройства.

При увеличении {уменьшении) нагрузки на валу электродвигателя 1 уменьшается (увеличивается) разность потенциалов между точками а и б в измерительной диагонали тахометрического моста 5 открывается (закрывается) регулирующий транзистор 2, который увеличит (уменьшит) напряжение на мостовой схеме 5 и на электродвигателе 1 и частота вращения элетродвигателя восстанавливается, Ограничение тока в электроприводе постоянного тока осуществляется следующим образом. При запуске электродвигателя увеличивается напряжение на балластном резисторе 2, которое складывается с напряжением опорного источника 8 и прикладывается к базо-эмиттерному переходу дополнительно введенного транзистора 11, Транзистор 11 отпирается в результате чего уменьшается потенциал неинвертирующего входа дифференциального усилителя, уменьшается ток базы транзисторов 10, 2, уменьшается насыщение регулируемого транзистора 2, а следовательно, происходит ограничение тока электродвигателя, Стабильность частоты вращения электродвигателя при изменении температуры окружающей среды, в основном, определяется стабильностью сопротивления якорной цепи электродвигателя и эталонного напряженил Ч».

Изменение сопротивления якорной цепи электродвигателя 1, включенного в одно из плеч мостовой схемы 5, компснсируется балластным резистором 3, включенным в другое плечо мостовой схемы.

Эталонное напряжение V» — часть напряжения опорного источника 8, снимаемого с плеча ас делителя 7.

Составитель Т.Зверева

Техред МЛЛоргентал Корректор Т,Вашкович

Редактор

Заказ 3050 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ol(-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. агарина, 101

Источник опорного напряжения 8 в схемах мостового типа, в основном, выполнен на переходах-база-эмиттер, база-коллектор, коллектор-эмиттер транзисторов и переходах диодов.

ТКН таких источников имеет отрицательную величину.

В предлагаемом устройстве можно использовать различные схемные решенил таких источников.

Рассмотрим работу термокомпенсирующего устройства при изменении температуры окружающей среды.

При увеличении (уменьщении) температуры окружающей среды уменьшается (увеличивается} напря>кение на переходе транзистора 15 источника опорного напряжения 0, а, следовательно, уменьшается (увеличивается) напряжение на его выходе и напряжение на втором делителе 7. Уменьшение (увеличение) напряжения на втором делителе 7 приводит к уменьшению (увеличению) эталонного напряжения Чэт, что приведет к изменению частоты вращения электродвигателя 1. Однако это HB произойдет т.к. при увеличении (уменьшении) температуры окружающей среды уменьшится (увеличится) напря>кение на переходе базаколлектор второго транзистора 1 l компенсирующего устройства 14, Уменьшение (увеличение) напряжения на переходе базаколлектор транзистора 11 приведет к уменьшению(увеличению) напряжения в плече cd второго делителя 7, подключенного параллельно цереходу база-коллектор транзистора 11, Уменьшение (увеличение) напряженил в плече cd второго делителя 7 приведет к восстановлению эталонного напрлжения от и частота вращенил останется неизменной. Определив величину сопротивления второго резистора I2 для конкретной схемы источника опорного напряжения, получим компенсирующее устройство, позволяющее стабилизировать величину напряжения эталонного источника Уэк пpè изменении температуры окружающей сре >

45 ды, а, следовательно. и стабилизировать частоту вращения электродвигателя.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к первому выводу, предназначенному для подключения к положительному полюсу источника питания через регулирующий транзистор, а к второму выводу — через балластный резистор, первый делитель напряжения, подключенный между вторым выводом и коллектором регулирующего транзистора, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к средней точке первого делителя напряжения, а неинвертирующий вход подключен к средней точке второго. делителя напряжения, источник опорного напряжения с отрицательным температурным коэффициентом напряжения, первый вывод которого подключен к общей точке соединения электродвигателя и балластного резистора и к выводу второго делителя напряжения, оТ0роА вывод HCTG H KB oll0pного напря>кения соединен с другим выводом второго делителя напряжения, источник тока, один вывод которого соединен с первым выводом, первый транзистор, база которого подключена к выходу дифференциальпог0 усилителя, змиттер — к второму выводу, а коллектор — к базе регулиру1ощего транзистора, второй транзистор, первый и второй резисторы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения ,стабильности, база второго транзистора подкл очена к второму выводу источника опорного напряжения и к второму выводу источника тока, змиттер — к второму выводу через первый резистор, а коллектор — к неинвертирующему входу дифференциального усилителя через второй резистор, причем второй транзистор, первый и BTopQA резисторы образуют компенсирующее устройство, температурный коэффициент напряжения которого аналогичен температурному коэффициенту напряжения источника опорного напря>кения.