SU1390760A1 - Зависимый от нагрузки управл емый регул тор дл управл емых по фазовой отсечке двигателей (его варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в бытовых маломощных приборах Целью изобретени   вл етс  создание управл емого , завис щего от нагрузки регул тора дл  управл емых по фазовой отсечке двигателей. Регул тор содержит транзистор 43, на базу которого подаетс  управл ющее напр жение Ug. Усиленный транзистором 4 положительный импульс снимаетс  с зажима 48 или через делитель с зажима 49 и подаетс  дл  управлени  работой двигател  по фазовой отсечке. 2 с.п. ф-лы. 7 ил. -Фи

Description

Изобретение otHOCHTCH к электротехнике и может найти применение в бытовых маломощных приборах, в бытовых швейных машинах, а также в издели х промышленной электроники.

Известен зависимый от нагрузки, управл емый регул тор дл  управл емых по фазовой отсечке двигателей, содержащий силовой полупроводниковый ключ 5, включенный в  корную обмотку электродвигател , датчик фактического числа оборотов электродвигател  (см. патент ФРГ № 2608613,кл. Н02Р 5/40, 1978).

Недостатком известного устройства  вл етс  применение в нем импульсного трансформатора, св зь регул тора с сетевым напр жением, а также то, что измерение ЭДС производитс  в каж дом втором полупериоде сетевого напр жени  .

Цель изобретени  создание управл емого , завис щего от нагрузки регул тора дл  управл е ш1х по фазовой от сечке двигателей пригодного дл  работы в сочетании с различными формами выполнени  схемы силового управлени  двигател ми и расшир емого устройством управлени  позицией иглы.

В основе изобретени  лежит техническа  задача создани  управл емого завис щего от нагрузки регул тора дл  управл емых по фазовой отсечке двигателей, который в отличие от известных решений простроен так, что может быть подключен к различным силовым схемам, а в качестве регулируемой величины может быть использована ЭДС двигател  или выходное напр жение тахогенератора, причем основные элементы регул тора могут быть объединены в этой интегральной схеме, например гибридной.

На фиг.I и 2 показаны схемы регул тора соответственно по первому и второму варианту; на фиг.З - временные диаграммы напр жений; на фиг.4 - схема регул тора с силовым блоком, управл емым через триак; на фиг.5 - схема регул тора с силовым блоком, управл емым через тиристоры; на фиг.6 - схема регул тора с силовым блоком, управл емым через симистор; на фиг.7 - схема регул тора, гальванически разв. занного с силовым блоком .

Регул тор (фиг.1) содержит зажим 52, соединенный с первым полюсом, и

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

зажим 47, соединенный с вторым полюсом сетевого переменного напр жени . Зажим 47 представл ет собой общую соединительную точку дл  анода диода 2, катода диода 3 и первого вывода первого звена с фиксированной посто нной времени, составленного из резистора 7 и конденсатора 10. Между катодом диода 2 и анодом диода 3 имеетс  последовательна  схема из конденсаторов 5 и 6, параллельно которой включена последовательна  цепь Из диодов Зенера 8 и 9, так что на катоде диода Зенера 8 получаетс  положительное рабочее напр жение, а на аноде диода Зенера 9 - отрицательное рабочее напр жение. Средн   точка этих рабочих напр жений образуетс  за счет соединени  между двум  конденсаторами 5 и 6 и между двум  диодами Зенера 8 и 9 и выведена на зажим 52.

Второй вывод первого звена с фиксированной посто нной времени, составленного из резистора 7 и конденсатора 10, через анодно-катодный участок диода 1 I присоединен к инвертиГ- рующему входу и через катодно-анод- ный участок диода 12 к неинвертирующему входу компаратора 22. Инвертирующий вход через резистор 14 соединен со средней точкой конденсаторов 5 и 6, а через резистор 13 - с анодом диода Зенера 9. Неинвертирующий вход компаратора 22 через резистор 7 соединен со средней точкой конденсаторов 5 и 6, а через резистор 16 - с катодом диода Зенера 8. Вывод 15 через ножной регул тор (не показан ) соединен с выводом 18 регул тора . Вывод 18 соединен через последовательную схему из резисторов 19 и 20 с анодом диода Зенера 9 и через резистор 21 с конденсатором 23, который через резистор 24 соединен с инвертирующим входом компаратора 28 и с выходом компаратора 22.

Неинвертирующий вход компаратора 28 через резистор 25 соединен со средней точкой второго звена с фиксированной посто нной времени, составленного из резистора 26 и конденсатора 27, котора  через катодно-анод- ньш участок диода 29 соединена через резистор 32 с катодом диода Зенера 8 и через резистор 33 с выходом дифференциального усилител , состо щего из операционного усилител  36 и резисторов 35, 38, 40 и 41. Входы операционного усилител  36 соединены через резисторы 40 и 41 с зажимами 50 и 51, которые через резисторы 42 и 46 присоединены к зажиму 52. Резистор 38 соедин ет неинвертирующий вход операционного усилител  36 с зажимом 52, а резистор 35 - инвертирующий вход операционного усилител  36 - с выходом последнего. Выход компаратора 28 соединен через резистор 30 с катодом диода Зенера 8, через диод 31 - с анодом диода 29 и через третье звено с фиксированной посто иной времени, составленное из коидеи- сатора 34 и резистора 37, с базой транзистора 43, к которой через резистор 39 подключен катодом диода Зенера 8, через эмиттер-коллекторный участок транзистора 43 соединен с выводом 48, который соединен через резистор 44 с зажимом 49, через резистор 45 - с зажимом 52.

На фиг.2 показана схема регул тора согласно второму варианту. Отличительным признаком ее  вл етс  то,, что на первое звено с фиксированной посто нной времени, составленное из резистора 7 и конденсатора 10 напр жение подаетс  с дополнительного компаратора 4, инвертирующий вход которого соединен со средней точкой конденсаторов -5 и 6, а неинвертирующий- через резистор 1 с зажимом 47.

I

На фиг.4 показана схема регулировани  в случае использовани  регул тора с управл емым от триака силовым контуром, включающий мост на диодах 57, 58, 64 и 55, в цепи посто нного тока которого включен двигатель таким образом, что вывод 63 соединен с минусовым полюсом, вывод 60 - с положительным полюсом, а вывод 62 двигател  - через анодно-катодный у Часток диода 61 с дополнительным полюсом собранного на диодах моста. Управл емый мощный полупроводниковый прибор , представл ющий собой триак 59, находитс  в цепи переменного тока диодного моста. Зажим 47 регул тора через резистор 53 соединен с одним полюсом, а зажим 52 - с вторым полюсом сетевого переменного напр жени , ЭДС через резисторы 54 и 55 подаетс  на зажимы 50 и 51 регул тора. Управл емый электрод триака 59 подключен к зажиму 49 регул тора.

0

5

0

5

0

5

0

5

Устройство дл  обеспечени  заданного значени  скорости подключено к зажимам 15 и 18 регул тора. С помощью резисторов 54 и 55 фактическое значение согласовываетс  с регул тором .

На фиг.5 показана схема регулировани  с использованием моста, в два плеча которого включены тиристоры 69 и 70. Так как катоды тиристоров 69 и 70 не имеют общей точки, то перед управл ющим элементом тиристора

69необходимо включить трансформатор 68 зажигани , первична  обмотка которого соединена с зажимами 48 и 52. Управл емьш электрод тиристора 70 присоедин етс  к зажиму 49.

На фиг.6 показана схема регулировани  с использованием регул тора и силовой части, управл емой от триака 59, без собранного на диодах моста. Двигатель последовательно включен с управл емым мощным триаком 59. В этом случае во врем  перерыва в протекании тока двигател  ЭДС подаетс  на зажимы 50 и 51 регул тора через последовательно соединенные резисторы и диоды 54, 75, 55 и 76.

На фиг.7 показан регул тор в услови х гальванического разделени  от силовой цепи. Фактическое значение скорости вырабатываетс  тахогенера- торрм 72, соединенным с двигателем. Сетевое переменное напр жение подаетс  на регул тор через разделительный трансформатор 73. Вентили двух управл емых мощных тиристоров 69 и

70раздельно соединены зажимами 48

и 52 с регул тором через разделительный трансформатор 74. Дл  этого варианта схемы особенно пригоден регул тор согласно фиг.2.

Электропривод работает следующим образом.

Переменное напр жение сети подаетс  на зажимы 52 и 47. Ток положительной полуволны питающего напр жени  протекает через диод 2 и диод Зенера 8 и зар жает конденсатор 5. Ток отрицательной полуволны питающего напр жени , протека  через диод 3 и диод Зенера 9, создает на конденсаторе 6 отрицательное напр жение. Таким образом , в точке соединени  анода диода 2 и катода диода 3 образуетс  пр моугольное напр жение Uj,  вл ющеес  рабочим напр жением регул тора. Рабочее напр жение в моменты перехода

напр жени  сети через нуль мен ет знак и равно среднему значению рабочего нанр жени . Причем оно положительно в период положительной полуволны и отрицательно в период отрицательной полуволны напр жени  сети. Передний фронт пр моугольного Нсшр - жени  через первое звено составленное из резистора 7 и конденсатора 10 и имеющее фиксированную посто нную времени и диод 11 подаетс  на инвертирующий вход компаратора 22, на который с помощью делител , составленного из резисторов 13 и 14, задаетс  отрицательное смещение (нпр жение

и,).

Задний фронт пр моугольного напр жени  через первое звено и диод 12 поступает на неинвертирующий вход компаратора 22, положительное смещение которого обеспечиваетс  делителем , составленным из резисторов 16 и 17 (напр жение 114). На выходе компаратора 22 образуетс  напр жение Uj, низкий потенциал которого опреде

л етс  отрицательным рабочим напр жением , а высокий - зависит от величины подключаемого к зажимам 15 и 18 переменного сопротивлени  ножного ре гул тора, резисторов 19 и 20 и времени зар да цепи, включающей резисторы 21 и ,24 и конденсатор 23, Напр жение и 5 подаетс  на инвертирующий вход компаратора 28. Велксчину высокого потенциала напр жени  V можно измен ть в зависимости от величины сопротивлени  ножного регул тора. Величина высокого потенцисша U представл ет собой напр жение задани , определ ющее скорость вращени  двигател  На вьгооды 50 и 51 к дифференциальному усилителю подключаетс  ЭДС двигател  . Так как. выход дифференциально- то усилител  через резистор 33 соединен с помощью резистора. 32 с. положительным рабочим напр жением, а с помощью диода 29, второго звена с фиксированной посто нной времени, составленного из резистора -26 и конденсатора 27 и резистора 25, с неинвертирующим входом компаратора 28, то На неинвертирующем входе ком.паратора

28 создаетс  напр жение U, пропорциональное фактической скорости двигател . Компаратор 28 производит сравнение напр жени  задани  U j и Напр жени , пропорционального скорости двигател  UT. При превьш1ении

величины напр жение

напр жени . U

и о компарао

мен етс  с высокого знанизкое . Это приводит к с помощью диода 31 закрыва- 29 и одновременно через

двигател 

третье звено с фиксированной посто нной времени, составленное из резистора 37 и конденсатора 34, на базу транзистора 43, служащего импульсным усилителем, подаетс  управл ющее напр жение Uj.

Усиленный транзистором 43 положительный импульс снимаетс  с зажима 48 или через делитель с зажима 49 (напр жение U ,„), Импульсное напр жение и,р подаетс  в цепи управлени  мoщнымl полупроводниковыми приборами дл  управлени  работой двигател  по фазовой отсечке. Если при неизменном напр жении Uj двигатель затормаживаетс , то за счет уменьшени  ЭДС уменьшаетс  напр жение U, на неинвертирующем входе компаратора 28 и переход с высокого потенциала к низкому напр жению Ug на выходе компаратора 28 происходит раньше, увеличива  тем самым угол отсечки тока

Подбором резисторов 21 и 24 и конденсатора 23 можно существенно измен ть динамические характеристики схемы регулировани .

Q двигател 

35

Claims (2)

1. Зависимый от нагрузки управл емый регул тор дл  управл емых по фаз овой отсечке двигателей, содержащий силовой полупроводниковый ключ, включенный в  корную обмотку электродвигател , датчик фактического числа оборотов электродвигател , отличающийс  тем, что инвертирующий вход первого компаратора 22 соединен с катодом первого диода 11 и через первый делитель напр жени  13,14 соединен с обкладками первого конденсатора 6, шунтированного первым стабилитроном 8, а неинвертирующий вход первого компаратора 22 соединен с анодом второго диод а 12 и через второй делитель напр жени  16,17 с обкладками второго конденсатора 5, шунтированного вторым стабилитроном 8, анод первого диода 1 и катод второго диода 12 объединены и соединены с первым вьшодом первого звена, составленного из пос

ледовательно соединенных третьего конденсатора 10 и первого резистора 7, другой ввод указанного звена не- посредственно подключен к аноду четвертого диода 3, выход первого компаратора 22 соединен через второй резистор 24 со средней точкой второго звена, составленного из последовательно соединенных третьего резистора 21 и четвертого конденсатора 23 и с инвертирующим входом второго компаратора 28, неинвертирующий вход второго компаратора 28 подключен через четвертьй резистор 25 к средней точке третьего звена, составленного из п того резистора 26 и п того конденсатора 27, и к катоду п того диода 29, анод которого через шестой диод 31 , включенный в пр мом направле- НИИ, соединен с выходом второго компаратора 28, через шестой резистор 32 - с обкладкой второго конденсатора 5 и катодом третьего диода 2 и через седьмой резистор 33 с дифферен- циальным усилителем, включающим операционный усилитель 36 и резисторы 35,38,40,41,42,46, включенные в цепи обратной св зи, и входные цепи операционного усилител  36 предназначены дл  подключени  к датчику фактического числа оборотов электродвигател 

2. Зависимый от нагрузки управл емый регул тор дл  управл емых по фазовой отсечке двигателей, содержащий силовой полупроводниковый ключ, включенный в  корную обмотку электродвигател , датчик фактического числа оборотов электродвигател , о т л и - чающийс  тем, что инвертирующий вход первого компаратора 22 соединен с катодом-первого диода 11 и через первый делитель напр жени  13,

0

5

0 5

0

5

п

вход первого компаратора 22 соединен с анодом второго диода I2 и через второй делитель напр жени  16,17 - с обкладками второго конденсатора 5, шунтированного вторым стабилитроном 8, выход первого компаратора 22 соединен через второй резистор 24 со средней точкой второго звена, составленного из последовательно соединенных третьего резистора 2 и четвертого конденсатора 23, и с инвертирующим входом второго компаратора 28, неинвертирующий вход второго компаратора 28 подключен через четвертый резистор 25 к средней точке третьего звена, составленного из путого резистора 26 и пщтого конденсатора 27, и к катоду п того диода 29, анод которого через шестой диод 31, включенный в пр мом направлении, соединен с выходом второго компаратора 28, через шестой резистор 32 с обкладкой второго конденсатора 5 и катодом третьего диода 2 и через седьмой резистор 33 с дифференциальным усилителем, включающим операционный усилитель 36 и резисторы 35,38,40,41,42,46, включенные в цепи обратной св зи и входные цепи операционного усилител  36, входные цепи операционного усилител  36 предназначены дл  подключени  к датчику фактического числа оборотов электродвигател , анод первого диода 11 и катод второго диода 12 объединены и соединены с первым выводом первого звена, составленного из последовательно соединенных третьего концентратора 10 и первого резистора 7, другой вывод указанного звена соединен с выходом третьего компаратора 4, инвертирующий вход которого подключен к точке соединени  первого и второго конденсаторов

14 соединен с обкладками первого кон-,е 6,5, а неинвертирук ций вход - через

денсатора 6, шунтированного первым стабилитроном 9, а неинвертирующий

резистор 1 с анодом третьего диода 2 и с катодом четвертого диода 3.

резистор 1 с анодом третьего диода 2 и с катодом четвертого диода 3.

Y

N 7/0,1

i-E

/2

Ui

Фиг.3

Фиг. 2

2гоу

Фиг.1/

Z20V

Фиг. 5

Фиг. в

Фиг. 7