Преобразователь тока с регулятором частоты вращения

Полезная модель относится к области электротехники и может найти применение в системах регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока.
Из уровня техники известен преобразователь тока с регулятором частоты, содержащий электродвигатель-генератор, трансформатор, частотно-фазовый дискриминатор, предварительный усилитель, усилитель мощности, источник смещения.
В известном устройстве усилитель мощности выполнен на двух транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером. При таком включении для раскачки выходного транзистора требуется большой расход мощности по цепи управления, при этом для вывода транзистора из состояния насыщения в состояние отсечки необходим дополнительный источник смещения. Кроме того расход мощности влечет за собой разогрев транзисторов и повышение температуры внутри устройства.
Целью предлагаемой полезной модели является снижение энергопотребления и повышение КПД устройства.
Поставленная цель достигается тем, что преобразователь тока с регулятором частоты содержит электродвигатель-генератор, трансформатор, частотно-фазовый дискриминатор, предварительный усилитель, усилитель мощности, включающий два транзистора, эмиттер первого транзистора подключен к одной из клемм источника питания, коллектор подключен к первому выводу электродвигателя и к коллектору второго транзистора, база которого подключена к выходу предварительного усилителя, эмиттер - к базе первого транзистора, а второй вывод электродвигателя соединен со второй клеммой источника питания.
Па чертеже показана блок - схема устройства.
Устройство содержит электродвигатель - генератор 1, содержащий электродвигатель постоянного тока 8 и генератор переменного тока 9. трансформатор 2, частотно - фазовый дискриминатор 3, предварительный усилитель 4, усилитель мощности 5, содержащий транзисторы 6 и 7. соединенные по схеме Дарлингтона.
Устройство работает следующим образом.
Частотно - фазовый дискриминатор 3 настроен на резонансную частоту. определяющую частоту вращения электродвигателя - генератора .
При включении питания частотно - фазовый дискриминатор 3 воспринимает частоту (f) генератора 9 по величине ниже резонансной частоты (Грез), и вырабатывает сигнал управления, направленный на разгон электродвигателя 8. По мере разгона электродвигателя возрастает частота генератора. При частоте генератора f fpe3 частотно - фазовый дискриминатор вырабатывает сигнал, направленный на торможение электродвигателя и снижение частоты генератора.
При частоте f  fpe3 наступает режим автоматического регулирования частоты вращения электродвигателя.
Транзисторы 6 и 7 усилителя мощности работают в ключевом режиме. обеспечивающие прохождение необходимого среднего тока через электродвигатель.
Ток насыщенного состояния выходного транзистора 6 усилителя мощности 5 определяется соотнощением:
1к6  Рб(37-1б7(I)
где 1б7 - ток базы транзистора 7
(Зб - коэффициент усиления транзистора 6 РУ - коэффициент усиления транзистора 7.
Из соотнощения (I) следует, что при указанном включении транзисторов 6 и 7 ток управления выходного каскада (le) обратно пропорционален произведению коэффициентов усиления транзисторов 6 и 7 и по абсолютной величине в десятки раз меньще тока управления при включении транзисторов по схеме с общим эмиттером. Снижение токопотребления в цепи управления облегчает тепловой режим транзисторов и повыщает КПД устройства. Вместо транзисторов 6 и 7 возможно использование составного транзистора (транзисторную сборку из двух транзисторов, выполненную в одном корпусе).
Таким образом, используя усилитель мощности, включающий два транзистора, эмиттер первого транзистора подключен к одной из клемм источника питания, коллектор подключен к первому выводу электродвигателя и к коллектору второго транзистора, база которого подключена к выходу предварительного усилителя, а эмиттер - к базе первого транзистора, второй вывод электродвигателя соединен со второй клеммой источника питания позволило снизить энергопотребление и повысить КПД устройства.
Источники информации
1.Комплект ПТ200-02М/1000 с РЧ-20/1000к
Техническое описание и инструкция по эксплуатации ОРП. 140.113.
2.Комплект ПТ200-11 к/1000 с ПРЧ-50-5А
Техническое описание и инструкция по эксплуатации ОРН. 140.162.