Устройство для управления центрифугой

Устройство для управления центрифугой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в схемах управления однофазными двигателями переменного тока в центрифугах, стиральных машинах и других агрегатах. Цель изобретения - повышение безопасности работы центрифуги . Устройство для управления центрифугой содержит две шины питания, основную и вспомогательную обмотки двигателя , реле с двумя нормально открытыми контактами и одним переключающим с размыкающимся и замыкающимся контактами, нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки и кнопки Пуск, нормально замкнутые контакты кнопки Стоп, стабилитрон, тиристор, один p-n-p-й, три п- p-n-транзистора, три диода, три конденсатора и девять резисторов, один из которых переменный. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 04 В 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794859/13 (22) 22.02,90 (46) 15.05.92, Бюл, ¹ f8 (71) Научно-исследовательский институт химического машиностроения (72) В.В,Афонин, Л,П.Максимов и В.B.Милютин (53) 621.928.3.67.52(088.8) (56) Центрифуга для определения жира в молоке В1-ОЦЖ-24.00.000 ЭЗ, СКТБ "Контур", Вологда, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЦЕНТРИФУГОЙ (57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в схемах управления однофазными двигателями пеИзобретение относится к автоматике и предназначено для использования в схемах управления однофазными двигателями переменного тока в центрифугах, стиральных машинах и других агрегатах, Известно устройство управления центрифугой, например, для определения жирности молока. Устройство содержит двигатель с основной и вспомогательной обмотками с фазосдвигающей RC-цепью; реле, таймер, кнопки "Пуск" и "Стоп", элементы блокировки, тиристоры, схемы управления ими и стабильного питания, включающие в себя четыре транзистора, восемь диодов, двадцать три резистора, стабилитрон и четыре конденсатора, которые обеспечивают ее запуск и останов с торможением.

Недостатком этого устройства является повышенное потребление энергопитания

„, Ы,, 1733107 А1 ременного тока в центрифугах, стиральных машинах и других агрегатах, Цель изобретения — повышение безопасности работы центрифуги. Устройство для управления центрифугой содержит две шины питания, основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле с двумя нормально открытыми контактами и одним переключающим с размыкающимся и замыкающимся контактами, нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки и кнопки "Пуск", нормально замкнутые контакты кнопки "Стоп", стабилитрон, тиристор, один p-fl-p-й, три Il" р-п-транзистора, три диода, три конденсатора и девять резисторов, один из которых переменный. 2 ил, после остановки двигателя (до окончания установленной выдержки), сопровождаемое нагревом и деформацИями двигателя, снижающими ресурс его работы, Кроме того, приходится гасить излишнюю мощность в 100 Вт на ограничительном резисторе и обеспечивать на режимах вращения и торможения центрифуги несКолЬко номиналов питания для микросхемы и транзисторов.

Это усложняет схему устройства и увеличивает его стоимость. Схема не позволяет изменять скорость торможения в зависимости от загрузки центрифуги жиромерами. Поэтому при малой загрузке вся конструкция центрифуги подвергается повышенным динамическим нагрузкам при торможении, что может служить причиной повреждений жиромеров, например в случае наличия дефектов стекла и травмирования персонала при этом, так как осколок жиромера может раз1733107 резистором, и второй конденсатор соеди- 20 .нен с катодом тиристора, вторыми вывода25

35

50 бить остальные жиромеры, что приводит, как показала практика, даже к приподниманию крышки.

Известно устройство, содержащее основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле, подключенное к шинам питания через нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки. нормально . разомкнутые контакты кнопки "Стоп" и параллельно соединенные нормально разомкнутые контакты кнопки "Пуск" и самоблокировки реле, один из вторых нормально разомкнутых контактов реле подключен через первый конденсатор к первой шине питания, а другой — к первому выводу вспомогательной обмотки и аноду первого диода, катод которого через первый резистор, параллельно соединенные стабилит,рон, катод которого связан с первым ми основной обмотки, первый вывод котороЙ подключен к первой шине питания, и вспомогательной обмотки, второму резистору, третьему конденсатору и третьему п-,ðåêëþöàþùåìó контакту реле, размыкаю ий контакт которого через третий резистор соединен с катодом второго дио- да, анод которого связан с первой шиной питания, а замыкающий контакт — с второй шиной питания, анодом третьего диода и анодом тиристора, управляющий электрод которого подключен к второму выводу второго резистора и эмиттеру первого и-р-итранзистора, коллектор и база которого соединены соответственно с базой и коллектором р-п-р-транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу третьего конденсатора и переменному четвертому резистору, второй вывод которого через пятый резистор соединен с катодом третьего диода.

Схема однако не обеспечивает плавности остановки двигателя во всем диапазоне изменения его нагрузки, Это объясняется тем, что в конце торможения по мере падения напряжения, снимаемого со вспомогательной обмотки, угол отсечки тока уменьшается и сила торможения увеличивается, вызывая резкий толчок конструкции центрифуги, Целью изобретения является повышение безопасности работы центрифуги, Указанная цель достигается тем, что в состав устройства введены дополнительно четыре резистора и два п-р-п-транзистора, эмиттеры которых соединены с катодом тиристора, коллектор второго и-р-и-транзистора связан с эмиттером р-и-р-транэистора, база которого через шестой резистор

15 подключена к катоду тиристора, а через седьмой резистор — к второму выводу переменного четвертого резистора, к которому через восьмой резистор подсоединены база второго и коллектор третьего и-р-п-транзисторов, база последнего из которых через девятый резистор подключена к катоду стабилитрона.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений схемы прототипа (а) и изобретения {б).

Устройство содержит включаемое от шин 1 и 2 реле 3 через контакты таймера 4, элемента блокировки 5, кнопки "Стоп" 6, кнопки "Пуск" 7 и самоподхвата 8. Двигатель с основной 9 и вспомогательной 10 обмотками включается соответственно контактами 11 и 12 реле 3. Устройство также содержит диоды 13 — 15, резисторы 16-24, тиристор 25, стабилитрон 26, конденсаторы

27 — 29 и транзисторы 30-33. Один из выводов контактной пары 12 реле 3 через первый конденсатор 27 подключсн к первой шине 1 питания, а другой — к первому выводу вспомогательной обмотки 10 и аноду диода 13.

Катод диода 13 через первый резистор 16, параллельно соединенные стабилитрон 26, катод которого связан с первым резистором

16, и второй конденсатор 28 соединен с катодом тиристора 25, вторыми выводами основной обмотки 9, первый вывод которой подключен к первой шине ". питания, и вспомогательной обмотки 1G, к змиттерам втооого и третьего и-р-и-транзисторов 32 и 33, первым выводам конденсатора 29 и второго и шестого резисторов 17, 21 и переключающему контакту 11 реле 3. Второй вывод резистора 17 соединен с управляющим электродом тиристора и змиттером первого п-р-л-транзистора 36, Второй вывод резистора 21 соединен с колгектором первого и-р-п-транзистора 30, базой р-и-р-транзистора 31 и первым выводом седьмого резистора 22. Второй вывод конденсатора 29 соединен с змиттером р-и-р-транзистора 31, коллектором второго и-р-и-транзистора 32 и первым выводом переменного четвертого резистора 19. Размь кающий контакт 11 реле 3 через третий резистор 18 соединен с катодом второго диода 14, анод которого связан с первой шиной 1 питания. Замыкающий контакт 11 соединен с второй шиной

2 питания, анодом третьего диода 15 и анодом тиристора 25. База второго 32 и коллектор третьего 33 и-р-и-транзисторов подключены к первому выводу восьмого резистора 23. Второй вывод четвертого резистора 19 соединен с вторыми выводами седьмого 22 и восьмого 23 резисторов и через пятыми резистор 20 — с катодом треть1733107 обмотки (фаза напряжения во вспомога- 10 тельной обмотке 10 сдвинута на 90 относи20

45

его диода 15. База третьего и-р-и-транзистора 33 через девятый резистор 24 подключена к катоду стабилитрона.

Устройство работает следующим образом.

Запуск однофазного двигателя переменного тока производится. подачей напряжения на основную 9 и вспомогательную 10 тельно напряжения в основной обмотке 9 первым конденсатором 27), Нажатием кнопки "Пуск" 7 при замкнутых контактах таймера 4 и блокировки крышки 5 через нормально замкнутый контакт кнопки

"Стоп" 6 напряжение питания 220 В, 50 Гц с шин 1, 2 подается на реле 3. Контактом 8 реле 3 самоблокируется, а переключающим контактом 11 подает напоя>кение нэ рабочую 9 и вспомогательную 10 обмотки двигателя, Двигатель запускается. Напряжением вспомогательной обмотки 10 заряжается второй конденсатор 28 через первый диод

13 и первый резистор 16, подготавливая схемууправления к работедля торможения.

В пусковом и основном режимах работы двигателя тиристор 25 и его цепь управления на транзисторах 30 — 33, третьем конденсаторе 28, четвертом, пятом ... девятом резисторах 18 — 24 зашунтирована контактом 11 и включается после выключения реле 3 и переключения контакта 11, При выключении двигателя (реле 3 выключено, например на>катием кнопки

"Стоп" 6) при положительном напряжении на аноде тиристора 25 цепь управления на третьем диоде 15, четвертом, пятом ... девятом резисторах 19 — 24, третьем конденсаторе 29, первом п-р-и-транзисторе 30, р-и-р-транзисторе 31 и втором и третьем и-р-и-транзисторах 32, 33 выдает импульсы на управляющий электрод тиристора 25, фа- за открытия которого зависит от переменного четвертого резистора 19 и напряжения цепи обратной связи на втором конденсаторе 28. При протекании тока через основную рабочую обмотку 9 двигателя происходит динамическое торможение двигателя, при выключении тиристора 25 ЭДС самоиндук- 50 ции рабочей обмотки 9 замыкается через второй диод 14 и третий резистор 18, предохраняя тиристор 25 от. пробоя. Сила и время торможения двигателя зависят от фазы открытия тиристора 25. Во вспомогательной обмотке 10 двигателя генерируется ЭДС, величина которой зависит от скорости вращения двигателя, При большой скорости в начале торможения напряжение на втором конденсаторе 28 имеет максимальную величину. Третий и-р-и-транзистор 33 открыт, на базе второго и-р-и-транзистора 32 напряжение близко к нулю и он закрыт, тем самым шунтируя третий конденсатор 29 фазосдвигающей цепи малым током утечки. Фаза открытия в этом случае формируется следующим образом, При положительном напряжении на тиристоре 25 через третий диод 15, четвертый.19 и пятый 20 резисторы заряжается третий конденсатор 29. Как только напряжение на нем сравняется с напряжением на базе р-и-р-транзистора 31, задаваемого делителем на шестом 21 и седьмом 22 резисторах, р-и-р-транзистор 31 открывается и третий конденсатор 29 разряжается через первый и-р-и-транзистор 30, р-и-р-транзистор 31 и шунтированную для повышения помехоустойчивости вторым резистором 17 цепь управляющий электрод— катод тиристора 25, открывая последний.

Фаза открытия зависит от скорости заряда третьего конденсатора 29 (фиг. 2 б). которая устанавливается переменным четвертым резистором 19. Амплитуда импульса напряжения на управляющем электроде тиристора 25 задается делителем на шестом 21 и седьмом 22 резисторах, По мере торможения уменьшается напряжение на втором конденсаторе 28; начинает открываться второй и-р-и-транзистор 32, шунтируя третий конденсатор 29, скорость заряда которого (угол ) уменьшается, фаза открытия тиристора 25 увеличивается, ток в осчовной обмотке двигателя уменьшается, сила торможения также уменьшается, Этим обеспечивается необходимая плавность остановки двигателя и ее регулировка для различной нагрузки . Г!осле остановки двигателя и разрядки второго конденсатора

28 второй и-р-и-транзистор 32 полностью открыт и шунтирует третий конденсатор 29, импульсы включения тиристора 25 не формируются и он закрыт. Плавность торможения и остановки повышает безопасность работы с центрифугой.

Дополнительным достоинством изобретения является запитка включающего тиристора 25, и-р-и-транзистора 30 и формирование напряжения сравнения на ри-р-транзисторе 31 от шин питания через делитель на пятом 20, шестом 21, седьмом

22 резисторах, что обеспечивает стабильность работы схемы в течение всего времени торможения вне зависимости от величины напряжения сети питания на шинах 1 и2.

Устройство также повышает ресурс работы двигателя за счет большей плавности вращения и торможения.

1733107

Формула изобретения

Устройство для управления центрифугой. содержащее основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле, подключенное к шинам питания через нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки, нормально замкнутые контакты кнопки "Стоп" и параллельно соединенные нормально разомкнутые контакты кнопки "Пуск" и самоблокировки реле, один из вторых нормально разомкнутых контактов реле подключен через первый конденсатор к первой шине питания, к другой — к первому выводу вспомогательной обмотки и аноду первого диода, катод которого через первый резистор, параллельно соединенные стабилитрон, катод которого связан с первым резистором, и второй кон:денсатор соединен с катодом тиристора, вторыми выводами основной обмотки, пер.вый вывод которой подключен к первой шине питания, и вспомогательной обмотки, второму резистору, третьему конденсатору и третьему переключающему контакту реле. размыкающий контакт которого через третий резистор соединен с катодом второго диода, анод которого связан с первой шиной питания, а замыкающий контакт -c второй шиной питания, анодом третьего диода и анодом тиристора, управляющий электрод которого подключен к второму выводу вто5 рого резистора и эмиттеру и-р-и-транзистора, коллектор и база которого соединены соответственно с базой и коллектором р-пр-транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу третьего

10 конденсатора и переменному четвертому резистору, второй вывод которого через пятый резистор соединен с катодом третьего диода, отличающееся тем,что,сцелью повышения безопасности работы центрифу15 ги, в него введены дополнительно четыре резистора и два п-р-п-транзистора, эмиттеры которых соединены с катодом тиристора, коллектор второго и-р-и-транзистора связан с эмиттером р-п-р-транзистора, база кото20 рого через шестой резистор подключена к катоду тиристора, а через седьмой резистор: — к второму выводу переменного четвертого резистора, к которому через восьмой резистор подсоединены база второго и коллек25 тор третьего п-р-п-транзисторов, база последнего из которых через девятый резистор подключена к катоду стабилитрона.

1733107 аз. юыдамжащ Гд 6 ew % +i++р +

Составитель В.Афонин

Редактор Т.Лазоренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Заказ 1622 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101