устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты)
Классы МПК: | G05B21/02 электрические |
Автор(ы): | Эральдо Джаккарди[IT], Вито Скартецинни[IT], Клаудио Ампола[IT] |
Патентообладатель(и): | Фиат Ауто С.п.А. (IT) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1990-12-17 публикация патента:
20.01.1995 |
Сущность изобретения: по первому варианту устройство содержит входные клеммы, блок алгебраического суммирования, интегратор, блок отключения. Блок алгебраического суммирования выполнен в виде операционного усилителя и трех резисторов одного сопротивления, интегратор выполнен в виде операционного усилителя со звеном емкостной обратной связи, выключателя, включенного параллельно со звеном обратной связи, и входного резистора, блок отключения выполнен в виде операционного усилителя со звеном обратной связи. По второму варианту устройство содержит две входные клеммы, прецизионный усилитель, два АЦП, два блока алгебраического суммирования, три блока умножения, два интегратора. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧИСЛА ОБОРОТОВ ВАЛА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ (ВАРИАНТЫ). 1. Устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом, содержащее источник питания, первую и вторую входные клеммы и схему обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, схема обработки сигнала выполнена в виде последовательно соединенных блока алгебраического суммирования, интегратора и блока отключения, выполненного в виде операционного усилителя со звеном обратной связи, при этом интегратор выполнен в виде операционного усилителя со звеном емкостной обратной связи, выключателя, включенного параллельно со звеном емкостной обратной связи, и входного резистора, включенного между инверсным входом операционного усилителя, прямой вход которого подключен к общей шине, и выходом блока алгебраического суммирования, выполненного в виде операционного усилителя со звеном резистивной обратной связи и первого, второго и третьего резисторов одного сопротивления, причем инверсный и прямой входы операционного усилителя подключены соответственно к первой и второй входным клеммам соответственно через первый и второй резисторы, а прямой вход операционного усилителя также подключен к общей шине через третий резистор. 2. Устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом, содержащее источник питания, первую и вторую входные клеммы и схему обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, схема обработки сигнала выполнена в виде прецизионного резистора, выполненного с возможностью подключения к второму выводу электродвигателя и общей шине, первого и второго аналого-цифровых преобразователей, первого интегратора, выполненного с возможностью включения между первой входной клеммой и первым выводом электродвигателя, и последовательно соединенных первого блока алгебраического суммирования, первого блока умножения, второго интегратора, второго блока умножения, второго блока алгебраического суммирования и третьего блока умножения, при этом выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей подключены соответственно к первому и второму входам первого блока алгебраического суммирования, а выход первого интегратора соединен с вторым входом второго блока алгебраического суммирования.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к устройству для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянными магнитами. Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является техническое решение [1] , содержащее источник питания, две входные клеммы и схему обработки сигнала. Недостатками данного изобретения являются высокая стоимость, необходимость обеспечения соединения с устройством управления и обработки данных и узкие функциональные возможности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что в устройстве для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом, содержащем источник питания, две входные клеммы и схему обработки сигнала, по первому варианту схема обработки сигнала выполнена в виде последовательно соединенных блока алгебраического суммирования, интегратора и блока отключения, выполненного в виде операционного усилителя со звеном обратной связи, при этом интегратор выполнен в виде операционного усилителя со звеном емкостной обратной связи, выключателя, включенного параллельно со звеном емкостной обратной связи, и выходного резистора, включенного между инверсным входом операционного усилителя, прямой вход которого подключен к общей шине, и выходом блока алгебраического суммирования, выполненного в виде операционного усилителя со звеном резистивной обратной связи и трех резисторов одного сопротивления, причем входы операционного усилителя подключены через два резистора к входным клеммам, а прямой вход также через третий резистор заземлен. По второму варианту схема обработки сигнала выполнена в виде прецизионного усилителя, подключенного к второму выводу электродвигателя и общей шине, двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), первого интегратора, включенного между первой входной клеммой и первым выводом электродвигателя, и последовательно соединенных первого блока алгебраического суммирования, первого блока умножения, второго интегратора, второго блока умножения, второго блока алгебраического суммирования и третьего блока умножения, при этом выходы обоих АЦП подключены к входам первого блока алгебраического суммирования, а выход первого интегратора соединен с вторым входом второго блока алгебраического суммирования. Проводники обмотки якоря электродвигателя с постоянными магнитами при движении пересекают наводящееся магнитное поле, генерируемое магнитами, каждый из которых становится источником наведенной электродвижущей силы. Результирующая общая величина Е всех наведенных электродвижущих сил зависит от числа оборотов в минуту n вала двигателя и от потока![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
Е = k n
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
U = Е + Ri. Известно, что Е = kn
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
U = kn
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
kn
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213t.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-2t.gif)
k
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-3t.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-4t.gif)
Указывая, что N =
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-5t.gif)
kN
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-6t.gif)
N =
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-7t.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-8t.gif)
После вычисления N и известности передаточного отношения при редуцировании (в случае двигателя, обеспеченного редуктором) могут легко вычисляться полный угол поворота или линейное смещение осуществляемым двигателем. На фиг.1 и 2 представлены варианты устройства для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом. Устройство на фиг.1 содержит две входные клеммы 1, 2 и последовательно соединенные блок 3 алгебраического суммирования, интегратор 4 и блок 5 отключения, выполненный в виде операционного усилителя 6 со звеном обратной связи, интегратор 4 выполнен в виде операционного усилителя 7 со звеном емкостной обратной связи, выключателя 8, включенного параллельно со звеном емкостной обратной связи, и входного резистора 9, включенного между инверсным входом операционного усилителя 7 прямой вход которого заземлен, и выходом блока 3 алгебраического суммирования, выполненного в виде операционного усилителя 10 со звеном резистивной обратной связи и трех резисторов 11-13 одного сопротивления, причем инверсный и прямой входы операционного усилителя 10 подключены через соответственно первый 11 и второй 12 резисторы к соответственно первой 1 и второй 2 входным клеммам, а прямой вход операционного усилителя 10 также заземлен через третий резистор 13. Устройство вычисляет число оборотов, совершенных электродвигателем (не показано) в предопределенный период времени, обозначаемый t1, в течение которого двигатель, демонстрирующий активное сопротивление якоря величиной R, приводится в состояние движения эффектов соединения с соответствующим источником электропитания, который обеспечивает напряжение с величиной U, которое обеспечивает возможность току величиной i протекать через якорь двигателя. Суммирующий блок 3 обеспечивается двумя входными клеммами 1 и 2, к которым подаются напряжение U питания электродвигателя и падение напряжения Ri, причем последнее устанавливается в якоре, когда ток i проходит через него. Таким образом, электрический сигнал, величина которого составляет Ri-U, является доступным на выходе блока 3. Интегратор 4 представляет собой блок обычного типа с выходным сопротивлением R2, которое соединяется с инвертирующим входом операционного усилителя 7, и с конденсатором С, соединенным между этим инвертирующим входом и выходом операционного усилителя 7. Неинверсный вход усилителя 7 соединяется с землей, между тем как выключатель 8, приведение которого в действие управляется синхронно с подачей электропитания к упомянутому двигателю, соединяется параллельно конденсатору С. Для этой цели выключатель удерживается в разомкнутом состоянии только в течение периода времени, в течение которого электродвигатель питается напряжением U. Электрический сигнал, величина которого составляет точно
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-9t.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-10t.gif)
является доступным на выходе интегратора 4. Этот сигнал делается доступным для терминала вывода устройства после прохождения без какого-либо изменения в амплитуде через блок 5 отключения, который состоит из операционного усилителя, соединенного конфигурацией повторителя напряжения. Посредством подходящего выбора величин R2 и С так, чтобы произведение R2C было равным упомянутому выше произведению k
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027213/2027213-11t.gif)
![устройство для измерения числа оборотов вала электродвигателя с постоянным магнитом (варианты), патент № 2027213](/images/patents/446/2027154/934.gif)