Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ с двумя обмотками, содержащее силовую цепь, состоящую из двух силовых тиристоров, соединяющих обмотки, шунтированные диодами, с источником питания, двух коммутирующих конденсаторов, подключенного к точке их соединения резистора и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистором к источнику питания, и блок управления, включающий в себя тиристорный триггер, в плечи которого включены резисторы, соединенные цепью из последовательно соединенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, два релаксационных генератора импульсов, каждый из которых содержит переменный резистор , зарядный конденсатор и динистор , отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повьппения удобства эксплуатации, блок управления дополнительно снаб|Жен двумя подключайЬщимй устройствами, двумя диодами, тиристорным триггером и релаксационным генератором импульсов , при этом все релаксационные генераторы подключены к источнику питания двигателя, точки соединения ре-§ зистора, конденсатора и динистрра (П каждого генераторасоединены последовательно через диоды, выход первого генератора соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора , a выходы каждого из двух других генераторов соединены с управляющими электродами тиристоров соответствующего триггера,, примем с одним через подключающее устройство, a вторичные обмотки импульсных трансформаторов через диоды соединены с управляющими электродами силовых тиристоров. И

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (и) 4 (51) Н 02 P 7/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3523954/24-07 (22) 20. 12. 82 (46) 23.01.85. Бюп. ¹ 3 (72) А.И.Смелягин, А.P.Ðàéñ, В.P.Ðàéñ и Ю.П.Мисюк (71) Новосибирский электротехнический институт (53) 621. 313.33-525(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

¹ 871292, кл. Н 02 P 7/62, 1981.

2. Электромагнитные молоты. Под ред. А.Т.Малова, Н.П.Ряшенцева. Новосибирск, "Наука", 1979, с. 177 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬМ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ с двумя обмотками, содержащее силовую цепь, состоящую из двух силовых тиристоров, соединяющих обмотки, шунтированные диодами, с источником питания, двух коммутирующих конденсаторов, подключенного к точке их соединения резистора и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистором к источнику питания, и блок управления, включающий в себя тирисВ торный триггер, в плечи которого вкЛючены резисторы, соединенные цепью из последовательно соединенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, два релаксационных генератора импульсов, каждый из которых содержит переменный резистор, зарядный конденсатор и динистор, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения удобства эксплуатации, блок управления дополнительно снабжен двумя подключающими устройствами, двумя диодами, тиристориым триггером и релаксационным генератором импульсов, при этом все релаксационные генераторы подключены к источнику питания двигателя, точки соединения ре- Е

O зистора, конденсатора и динистора каждого генератора соединены последовательно через диоды, выход первого генератора соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристо- Я ра, а выходы каждого из двух других .генераторов соединены с управляющими электродами тиристоров соответствующего. триггера,. причем с одним через подключающее устройство, а вторичные обмотки импульсных трансформаторов через диоды соединены с управляющими электродами силовых тиристоров.

293

1 1136

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для питания электромагнитных двигателей возвратно-поступательного движения с.плавно ре5 гулируемыми частотой и амплитудой движения якоря, и может быть использовано в машинах с электромагнитными двигателями, питающихся от источника постоянного напряжения: перфораторах, що насосах, компрессорах, вибраторах, пробойниках, бетоноломах, вибромешалках, концентрационных столах и др.

Известно устройство для управлерНа двигателем возвратно-поступатель- 15 ного движения, содержащее тиристорный триггер с емкостной коммутацией, в плечи которого включены фазы двигателя, и блок регулирования частоты и скважности включения фаз двигателя, снабженный двумя релаксационными генераторами импульсов, включающими в себя подключенные к источнику постоянного напряжения последовательно соединенные резистор и конденсатор, точки соединения которых связаны с управляющими электродами тиристоров через динисторы и между собой диодом (1) .

Недостатками этого устройства являются пониженные КПД и удельная мощность из-за того, что отключение и подключение фаз двигателя к источнику питания производятся без паузы между ними.

Наиболее близко к изобретению по назначению и технической сущности устройство для управления двигателем возвратно-поступательного движения с двумя обмотками, например электро- 4О магнитным молотом, питающимся от источника постоянного напряжения, содержащее силовую цепь, состоящую из двух силовых тиристоров, соединяющих обмотки с источником питания, четырех диодов, двух индукгивностей, двух резисторов, двух конденсаторов и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистора-. ми к источнику питания, и блок pery- 5 лирования частоты и скважности включения обмоток двигателя, снабженный тиристорным триггером с емкостной коммутацией, в плечи которого включены резисторы, к которым последовательно с конденсатором подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка котороro через выпрямитель и резистор соединена с управляющим электродом вспомогательного тиристора, двумя блоками регулирования подключения обмоток двигателя к источнику питания, каждый из которых содержит датчик положения, диод, конденсатор, два резистора и динистор, двумя бло ками выдержки времени (релаксационными генераторами импульсов), содержащими два резистора, зарядный конденсатор, динистор и импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого через диод и резистор соединена с управляющим электродом соответствующего силового тиристора (2).

Однако известное устройство неудобно в эксплуатации, так как изменение времени подключения фаз двигателя осуществляется с помощью датчиков положения. Для некоторых электромагнитных двигателей управление от датчиков затруднительно, так как изменение амплитуды колебания якоря . требует перенастройки датчиков, что не всегда можно сделать без остановки двигателя, а изменения частоты колебания якоря можно добиться только изменением величины питающего напряжения, что требует специального источника питания.

Недостатком известного устройства является также повышенная его сложность.

Цель. изобретения — упрощение устройства и повышение удобства эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для управления электромагнитнйм двигателем возвратно-поступательного движения с двумя обмотками, содержащем силовую цепь,,состоящую из двух силовых тиристоров, соединяющих обмотки, шунтированные диодами, с источником питания, двух коммутирующих конденсаторов, подключенного к точке их соединения резистора и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистором к источнику питания, и блок управления, включающий в себя тиристорный триггер, в плечи которого включены резисторы, соединенные цепью последовательно соединенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, два релаксационных генератора импульсов, каждый нз которых содержит переменный резистор, за3 11362 рядный конденстор и динистор, указанный блок управления дополнительно снабжен двумя подключающими устройствами, двумя диодами, тиристорным триггером и релаксационным генератором импульсов, при этом все релаксационные генераторы импульсов подключены к источнику питания двигателя, точки соединения резистора, конденсатора и динистора каждого генератора 1О соединены последовательно через дио-, ды, выход первого генератора соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора, а выходы каждого из двух других генераторов соединены с управляющими электродами тиристоров соответствующего триггера, причем с одним через подключающее устройство, а вторичные обмотки импульсных трансформаторов через диоды соединены с управляющими электродами силовых тиристоров.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — циклограмма работы устройства.

Устройство содержит силовую цепь, состоящую из трех тиристоров 1, 2 и 3, посредством которых резистор 4 и обмотки 5 и 6 двигателя соединяются с источником питания, шунтирующих диодов 7 и 8 и коммутирующих конденсаторов 9 и 10, и блок управления, включающий в себя три релаксационных генератора 11 — 13 управляющих импульсов, состоящих из регулируемых резисторов 14 — 16, зарядных конденсаторов 17 — 19 и динисторов .20 — 22,., два тиристорных триггера с емкостной коммутацией, состоящих из тиристоров 23 — 26, резисторов 27 — 30, коммутирующих конденсаторбв 31 и 32, им- . пульсных трансформаторов 33 и 34 и подключающих устройств 35 и 36, и диоды 37 — 40.

Динистор 21 выбирается с большим напряжением пробоя, чем диниатор 22, но с меньшйм, чем динистор 20. Подключающие устройства 35 и 36 могут быть выполнены в виде микровыключа- 50 теля, реле времени с нормально открытыми контактами и т.п.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения конденса- 55 торы 17 — 19 заряжаются до напряжения пробоя динисторов 20 †. 22, причем время заряда конденсатора 18 до

93 4 напряжения пробоя динистора 21 меньше времени заряда конденсатора 17 до напряжения пробоя динистора 20, но больше времени заряда конден-сатора 19 до напряжения пробоя динистора 22. Поэтому конденсатор 19 (U 19, фиг. 2) разряжается раньше, и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 2 (U У2, фиг. 2), открывая его и подключая к источнику постоянного напряжения резистор . 4 (IJ 4 фиг. 2). Коммутирующие конденсаторы 9 и 10 при этом заряжаются до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Конденсаторы 18 и 19 заряжаются до про" боя динистора 21, через диод 40 кон-. денсатор 19 вновь разряжается вместе с конденсатором 18 (g 18, Ц 19, фиг. 2), и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 24 (0 У24, фиг. 2), открывая его .и под;ключая к источнику питания резистор 28. Коммутирующий конденсатор 31 при этом заряжается до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Во время заряда конденсатора 31 в первичной обмотке (Н1К1) импульсного трансформатора 33 возникает импульс тоха, равный току заряда конденсатора 31. Аналогичный импульс появляется во вторичной обмотке (Н2К2) трансформатора 33. Положительный импульс вторич- ной обмотки (Н2К2) через диод 37 поступает на управляющий электрод тиристора 1 (U У1, фиг. 2). В момент подачи импульса на запертый:тирис- тор 1 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 2 и согласно с током тиристора 1, в результате чего тиристор 2 запираетея, а тиристор 1 переходит в проводящее состояние и обмотка 5 двигателя под-, ключается к источнику питания (05, фиг. 2), а конденсатор 9 перезаряжается с обратной полярностью, кон-.: денсатор 10 разряжается.

Конденсаторы 17 — 19 вновь заряжаются до пробоя динистора 20, через диоды 39 и 40 конденсаторы 18 и 19 вновь разряжаются вместе с конденса" тором 17 (V 17, И 18, U 19, фиг. 2), и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 26 (6У26, фиг. 2), открывая его и подключая к источнику питания резистор 30. Коммутирующий

1136293 конденсатор 32 при этом заряжается до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Во время заряда конденсатора 32 в первичной обмотке (Н1К1) импульсного 5 трансформатора 34 возникает импульс тока, равный току заряда конденсатора 32. Аналогичный импульс обратной полярности возникает во вторичной обмотке (Н2К2) трансформатора 34, который благодаря разделительному диоду 38 не проходит на управляющий электрод тиристора 3.

Конденсаторы 17 — 19 вновь заряжаются до напряжения пробоя порого- 15 вых элементов 20 — 22. В это время подключающее устройство 35 соединяет управляющий электрод тиристора 23 с управляющим электродом тиристора 24, а подключающее устройство 36 соеди- 20 няет управляющий электрод тиристора

25 с управляющим электродом тиристора 26.

Конденсатор 19 вновь заряжается раньше (g 19 фиг. 2), и импульс по- 2 ступает на управляющий электрод тиристора 2. В момент подачи импульса на запертый тиристор 2 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 1 и согласно с током тиристора 2, в результате чего тиристор 1 запирается, а тиристор 2 переходит в проводящее состояние и обмотка 5 двигателя отключается,. резистор

4 подключается к источнику питания . (Ц4, U 5, фиг. 2), а конденсаторы 9 и 10 заряжаются до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Запасенная в обмотке

5 электромагнитная энергия рассеивается при замыкании ее тока через шун-: тирующий диод 7.

Конденсатор 19 вновь заряжается, и следующий упраю яющий импульс пос- 4 ле пробоя 21 поступает одновременно на управляющие электроды тиристоров

23 и 24. В момент подачи управляющего импульса (4 У23) на тиристор 23 образуется контур коммутации, в кото- ром коммутационный ток направлен встречно току тиристора 24 и согласно с током тиристора 23, в результате чего тиристор 24 закрывается, а ти- ристор 23 переходит в проводящее со- 5 стояние и резистор 28 отключается, а резистор 27 подключается .к источни-. ку питания, при этом коммутирующий конденсатор 31 перезаряжается. За время перезаряда конденсатора 31 в первичной обмотке (Н1К1) импульсного трансформатора 33 возникает импульс тока, равный току перезаряда конденсатора 31. Аналогичный импульс появляется во вторичной обмотке импульс-. ного трансформатора 33, который благодаря разделительному диоду 37 не поступает на управляющий электрод тиристора 1.

Конденсаторы 18 и 19 вновь заряжаются, и следующий управляющий импульс после пробоя динистора 20 поступает одновременно на управляющие электроды тиристоров 25 и 26. В момент подачи управляющего импульса (0 У25, фиг. 2) на тиристор 25 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 26 и согласно с током тиристора 25, в результате чего тиристор 26 закрывается, а тиристор

25 переходит в проводящее состояние и.резистор 30 отключается, а резистор. 29 подключается к источнику питания, при этом коммутирующий конденсатор 32 перезаряжается. Во время перезаряда конденсатора 32 в первичной обмотке (Н1К1) импульсного трансформатора 34 возникает импульс тока, равный току перезаряда конденсатора 32. Аналогичный импульс обратной полярности возникает во вторичной обмотке (Н2К2) импульсного трансформатора 34, который через диод 38 поступает на управляющий электрод тиристора 3 (ОУЗ, фиг. 2). В момент подачи импульса на запертый электрод тиристора 3 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 2 и согласно с током тиристора 3, в результате чего тиристор 2 запирается, а тиристор 3 переходит в проводящее состояние и обмотка 6 двигателя подключается к источнику питания, а резистор 4 отключается (U4, 0 6, фиг. 2), конденсатор 10 перезаряжается, а конденсатор 9 разряжается.

Конденсаторы 17 — 19 вновь заря.жаются, и в дальнейшем процессы в устройстве протекают аналогично описанным. Обмотки двигателя питаются различными по длительности импульсами напряжения с регулируемыми, различными по длительности промежутками между ними. На одну обмотку подается

Составитель В.Апфимов

Редактор И. Николайчук Техред А. Бабинец Корректор Н. Король

Заказ 10299/43 Тираж 646 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

7 11362 длинный импульс напряжения, после чего следует длинная пауза, затем на вторую обмотку подается короткий импульс напряжения, за которым следует короткая пауза, после чего цикл повторяется.

С помощью резистора 14 плавно регулируются время цикла работы устройства и длинная выдержка времени между отключением обмотки 5 и подключе".- 10 нием обмотки 6, с помощью резистора

15 плавно регулируются короткая выдержка времени между отключением обмотки 6 и подключением обмотки 5 и длительность подключения обмотки 5 к источнику питания, причем при уве- личении длительностей импульсов длиÈ3

018

017

ОУ2

#20

ИУ23

ИУ26

ИЖ

МУ! иуз ие

93 8 тельности пауз между ними уменьшаются на ту же величину и наоборот.

При использовании изобретения о сокращается число элементов блока управления и устраняется необходимость в отдельном источнике питания для цепей управления, т.е. устройство упрощается., Регулирование длительности включения и пауз между включениями обмоток с помощью резисторов в блоке управления позволяет изменять режим работы двигателя, не останавливая его,, чем достигается удобство эксплуатации, особенно при использовании двигателей с одинаковыми обмотками при несимметричной нагрузке.