устройство для плавного пуска однофазного коллекторного двигателя

Формула изобретения

Устройство для плавного пуска однофазного коллекторного двигателя, содержащее генератор тактовых импульсов, генератор линейно изменяющегося сигнала, вход которого предназначен для подключения к генератору синхронизирующих импульсов, счетчик, элемент сравнения, вход которого соединен с выходом генератора линейно-изменяющегося сигнала, формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход предназначен для подключения к управляющему входу коллекторного двигателя, отличающееся тем, что в него введены делитель частоты, мультиплексор, блок сброса при включении питания, при этом выход генератора тактовых импульсов через делитель частоты подключен к информационному входу мультиплексора, управляющий вход которого соединен с выходом счетчика и входом установки начального состояния генератора линейно-изменяющего сигнала, а счетный вход счетчика и вход асинхронной установки начального состояния счетчика подключены соответственно к выходу мультиплексора и к выходу блока сброса при включении питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для плавного пуска коллекторного электродвигателя устройств бытового и промышленного назначения.

Известен регулятор переменного напряжения с плавным пуском (патент РФ 2149494, МКИ Н 02 М 5/22, публ.20.05.2000 г., БИ №15), содержащий источник питания, блок синхронизации с сетевым напряжением, нагрузку, автономный выключатель нагрузки, симистор, фазосдвигающую цепь, управляющую симистором, формирователь импульсов.

Недостатками данного устройства являются: большое количество элементов, затрудняющих расположение устройства, например в рукоятке ручного электроинструмента; использование для плавного пуска зарядных цепочек, содержащих конденсатор, не учитывающих динамику запуска коллекторных двигателей, обладающих значительной инерцией.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство для плавного включения и отключения преобразователя (а.с. №1499702, Н 02 М 1/08, публ.23.04.91. БИ №15), взятое в качестве прототипа, содержащее генераторы линейно изменяющихся сигналов, блок сравнения и формирователь импульсов, в котором выходной управляющий сигнал определяется точкой совпадения сигналов на выходах генераторов и моментом сброса одного из них. Недостаток устройства - применение в преобразователе только линейных генераторов не обеспечивает достижения минимально возможного пускового тока при включении коллекторного двигателя.

Задачей изобретения является повышение долговечности работы электродвигателя за счет уменьшения пускового тока при его включении.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для плавного пуска коллекторного двигателя, содержащее генератор тактовых импульсов, генератор линейно изменяющегося сигнала, вход которого предназначен для подключения к генератору синхронизирующих импульсов, счетчик, элемент сравнения, вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося сигнала, формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход предназначен для подключения к управляющему входу коллекторного двигателя, введены делитель частоты, мультиплексор, блок сброса при включении питания, при этом выход генератора тактовых импульсов через делитель частоты подключен к информационному входу мультиплексора, управляющий вход которого соединен с выходом счетчика и входом установки начального состояния генератора линейно изменяющегося сигнала, а счетный вход счетчика и вход асинхронной установки начального состояния счетчика подключены соответственно к выходу мультиплексора и к выходу блока сброса при включении питания.

Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне технического решения.

При сравнении заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не выявлена совокупность признаков, отличающих заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

Таким образом, заявленное решение является новым, имеет изобретательский уровень, промышленно применимо.

На фиг.1 представлена схема устройства для плавного пуска коллекторного двигателя, на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, соединенный с делителем 2 частоты, выход которого подключен к информационному входу мультиплексора 3, счетчик 4, счетный вход которого соединен с выходом мультиплексора 3, а вход асинхронной установки начального состояния - с выходом блока 5 сброса при включении питания, генератор 6 линейно изменяющегося сигнала, выход которого подключен к входу элемента сравнения 7, выход которого соединен с формирователем 8 импульсов. Вход записи начального состояния генератора 6 линейно изменяющегося сигнала подключен к входной клемме 9, на которую поступают сигналы, синхронизированные с моментами перехода сетевого напряжения через ноль, а вход установки начального состояния генератора 6 соединен с выходом счетчика 4 и управляющим входом мультиплексора 3. Блок 5 сброса при включении питания соединен с источником питания устройства (не показан). Генератор 6 линейно изменяющегося сигнала может быть выполнен на счетчике, имеющем входы установки начального кода и вход записи начального состояния, а элемент 5 - на дифференцирующей RC-цепочке.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с генератора 1 тактовых импульсов поступает на делитель 2 частоты, в котором, например, последовательным делением частоты на два формируется n сигналов, поступающих на выход делителя частоты 2 и на информационный вход мультиплексора 3. Один из этих сигналов в зависимости от кода, поступающего на управляющий вход мультиплексора 3 с выхода счетчика 4, коммутируется мультиплексором 3 на его выход и, соответственно, на счетный вход счетчика 4.

При включении питания блок 5 сброса выдает импульс, сбрасывающий разряды счетчика 4 в уровень логического нуля. После этого на счетный вход счетчика 4 поступает через мультиплексор 3 один из сигналов с выхода двоичного делителя частоты 2. Переключение состояния счетчика 4 вызывает изменение коммутации мультиплексора 3 и, соответственно, частоты сигнала на счетном входе счетчика 4. Таким образом, зависимость частоты сигнала на счетном входе счетчика 4 от его состояния обуславливает нелинейное (кусочно-линейное) изменение кода на выходе счетчика 4 (фиг.2а, кривая 1). Данный код, поступая на вход установки начального состояния генератора 6 линейно изменяющегося сигнала, записывается в него в момент прихода импульса синхронизации перехода сетевого переменного напряжения через ноль на клемму 9 и соответственно на вход записи начального состояния генератора 6 (фиг.2б). Выходной сигнал с генератора 6 (фиг.2а, кривая 2) поступает на вход элемента 7 сравнения, который в момент совпадения входного кода с максимальным значением выдает управляющий единичный сигнал, приведенный на фиг.2в. Сигнал на выходе элемента 7 через буферный формирователь импульсов 8 может управлять, например, симистором, включенным последовательно в цепь питания однофазного коллекторного двигателя нагрузке. В результате постепенное изменение кода счетчика 4 приводит к тому, что время, за которое генератор 6 достигает определенного состояния, сокращается. При этом сокращается фазовый сдвиг между импульсом перехода сетевого напряжения через ноль и управляющим импульсом на выходе формирователя 8.

Таким образом, предложенное устройство может использоваться для фазоимпульсного управления (пуска) коллекторного двигателя. При этом оптимальный пуск коллекторного двигателя осуществляется за счет нелинейного изменения кода на выходе счетчика 4. Это обеспечивается посредством настройки схемы коммутации мультиплексора 3, осуществляющего изменение частоты сигнала, поступающего на счетный вход счетчика 4.