Электропривод
Иллюстрации
Реферат
Использование: в электроприводах возвратно-поступательного движения. Сущность изобретения: устройство содержит двигатель возвратно-поступательного движения , направляющую немагнитную трубу, ферромагнитный якорь, соединенный со штоком, выполненный с мерными канавками , К катушек, входной ключ, выполненный в виде оптопары, расположенной вне зоны размещения катушек, 4К-3 усилителей, одновибратор, К+1транзисторов, К+1 тиристоров , логический элемент ИЛИ с 2К-1 входами, К-1 логических элементов 2ИЛИ, кнопку Пуск и Стоп, К+1 сдвоенных одновибраторов, потенциометр, фотоусилитель , генератор прямоугольных импульсов, четыре логических элемента 2И, логический элемент НЕ, логический элемент 2И-НЕ, логический элемент 4И-НЕ, нереверсивный счётчик, два реверсивных счетчика, восемь согласующих элементов, преобразователь код-напряжение, RC-триггер, RC-цепь, 4К-3 входных резисторов. За счет чего и повышается надежность управления. 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СV ИХ
РЕСПУБЛИК (ям Н 02 P 7/62
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4858818/07 (22) 13.08.90 (46) 30.07.93. Бюл, М 28 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Н.А,Бритков, А.И.Кадышев, Б,Ф.Симонов и Н.П.Ряшенцев (56) Авторское свидетельство СССР
М 1415350, кл, Н 02 P 7/62, 1987. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ (57) Использование: в электроприводах возвратно-поступательного движения, .Сущность изобретения: устройство содержит двигатель возвратно-поступательного движения, направляющую немагнитную трубу, ферромагнитный .якорь, соединенный со штоком, выполненный с мерными канавкаИзобретение относится к электротехнике, к устройствам управления работой двигателя возвратно-поступательного движения и может быть использовано при создании электромагнитных молотков, прессов и других машин, содержащих силовой электромагнитный привод.
Целью изобретения является упрощение и повышение надежности управления двигателем.
На фиг. 1 показан двигатель электропривода; на фиг, 2 — шток с мерными канавками; на фиг. 3 и 4 — принципиальная схема блока управления; на фиг. 5 — эпюры напряжений 01, Uz. Оз соответственно на катушках 1, 2, 3 двигателя, Uo — зпюра на дросселе коммутирующего контура, 04 — напряжение на выходе ключа, 0Б — напряжение на выходе преобразователя код-напряжение, 50 1830611 А1 ми, К катушек, входной ключ, выполненный в виде оптопары, расположенной вне эоны размещения катушек, 4К-3 усилителей, одновибратор, К+1 транзисторов, К+1 тиристоров, логический элемент ИЛИ с 2К-1 входами, К-1 логических элементов 2ИЛИ, кнопку "Пуск" и "Стоп", К+1 сдвоенных одновибраторов, потен циометр, фотоусилитель, генератор прямоугольных импульсов, четыре логических элемента 2И, логический элемент НЕ, логический элемент 2И-НЕ, логический элемент 4И-НЕ, нереверсивный счетчик, два реверсивных счетчика, восемь согласующих элементов, преобразователь код-напряжение, RC-триггер, RC-цепь, 4К-3 входных резисторов. За счет чего и повышается надежность управления. 5 ил.
Ов — сигнал сброса реверсивного счетчика в режим вычитания импульсов.
Двигатель (фиг,1) содержит, например, три (К = 3) последовательно-аксиально расположенные катушки 1-3, внутри которых в направляющей немагнитной трубе 4 помещен подвижный ферромагнитный якорь 5, шток 6 с мерными канавками (фиг.2), жестко связанный с якорем и соосный с ним, взаимодействующий с оптической парой светодиод 7 — фотоприемник 8, расположенными вне эоны размещения катушек 1-3 двигателя. Оптическая пара установлена в стенке трубы 9, катушки 1-3 заключены в магнитопровод 10 с полюсами 11 и помещены вместе с якорем 5 в корпус 12. Оптическая пара подключена к блоку управления 13, который так же связан с катушками 1-3 двигателя.
Труба 9 вместе С переключающими элементами 7. 8 помещена в трубе 14, охватываю1830611
55 щей шток 6, якорь 5 с помощью пружины 15, опирающейся своими концами на неметаллические кольца 16, прижат к хвостовику инструментодержателя 17. блок управления l3, представленный на фиг. 3, 4, содержит светодиод 7, подключенный через резистор 18 к минусу источника питания 19, фотоприемник 8, связанный с инверсным входом фотоусилителя 20. Прямой вход фотоусилителя 20 связан с источником отрицательного смещения потенциометром 21.
Выход фотоусилителя 20 соединен с первыми входами элементов 2И 22.1-22.3 и через первый элемент НЕ 23.1 подключен ко входу R установки нуля нереверсивного счетчика 24, выполненного на микросхеме
К155И Е4.
Вторые входы элементов 2И 22.1-22.3 соответственно подключены к выходу генератора прямоугольных сигналов 25, прямому Q и инверсному выходу Q RS-триггера 26.
Выходы элементов 2И 22.1-22;3 соответственно связаны со счетным входом нереверсивного счетчика 24, входом вычитания и входом сложения реверсивного счетчика 27, выполненного на микросхеме К155ИЕ7, Выход нереверсивного счетчика 24 через элемент 4И-НЕ 28 подключен к первому входу RS-триггера 26, второй вход которого одновременно связан с выходом второго элемента НЕ 23.2 и первым входом элемента 2И-НЕ 29.
Конденсатор 30 и резисторы 31.1-32.3 являются элементами генератора прямоугольных колебаний 25.
Установка RS-триггера 26 и реверсивного счетчика 27 в исходное состояние при включении источника питания 32 осуществляется RC-цепью 33-34. Выход этой RC-цепи одновременно подключен ко второму входу элемента 2И-НЕ 29 и через элемент 2И 22.4 с прямым выходом Q RS-триггера 26. "
Информационные выходы реверсивного счетчика 27,1 через согласующие элементы 35.1-35.4 соединены с половиной входов преобразователя код-напряжение 36.136.4, оставшиеся входы преобразователя код-напряжение 36.5-36.8 подключены через согласующие элементы 35.5-35.8 каждый соответственно к четырем выходам второго реверсивного счетчика 27.2..
Суммирующий и вычитающий входы второго реверсивного счетчика 27.2 соединены с инверсными выходами первого реверсивного счетчика 27,1, Входы "установка нуля" реверсивных счетчиков 27,1-27.2 объединены и подключены к выход» элемента
2И-НЕ 29.
Один выход преобразователя код-напряжение 36, 37 заземлен-вывод резистора
37.1, а второй его выход — общая точка соединения резисторов 36.8-37.8 — соединен с общей точкой соединения одних выводов (4К-3) входных резисторов 38,1-38.9 (фиг.4).
Другие выводы входных резисторов 38. l38,9 соединены с инверсными входами усилителей 39,1-39.9 соответственно, прямые входы усилителей соединены с управляющими входами потенциометров 40.1-40.9 соответственно.
Одни выводы потенциометров 40.1-40,9 предназначены для подключения к положительной клемме 32 источника питания, вторые выводы потенциометров предназначены для подключения к нулевой шине.
Выходы усилителей 39.1-39.9 подключены к прямым динамическим входам D>, Ог сдвоенных одновибраторов и инверсным динамическим входам 01,0z сдвоенных од-. новибраторов 41.1-41,5.
Каждый из одновибраторов 41.1-41.5 о снабжен времязадающей RC-цепью 42,142.9 и 43.1-43,9, формирующей на прямых выходах импульсы напряжения требуемой длительности.
Прямые выходы Q> сдвоенных одновибраторов 4l.1-41.3 подключены к первым входам логических элементов 2ИЛИ 44.1, 44.2, вторые входы которых соответственно связаны с выходами 02 сдвоенных одновибраторов 41.4 и 41.5, Прямые выходы Qz сдвоенных одновибраторов 41.4-41,3 и прямые выходы Q1 сдвоенных одновибраторов 41.4, 41.5 подключены ко входам логического элемента 5ИЛИ 44,3.
Прямой выход 01 сдвоенного одновибратора 41.3 связан с базой транзисторов
45.3, Прямой выход Qz второго эл мента сдвоенного одновибратора 41.3 одновременно подключен ко входу элемента 2ИЛИ
43.2, одному из входов элемента 5ИЛИ 44.3 и входу второго элемента НЕ 23,2 (фиг,3, сигнал сброса 0б}.
Выходы элементов 2ИЛИ 44.1-44.2 и элемента 5ИЛИ 44.3 связаны с базами транзисторов 45,1-45.2 и 45.4 выходных усилителей, коллекторы которых через первичные обмотки импульсных трансформаторов
46.1-46,4 подключены к источнику питаниь
32, а вторичные обмотки через диоды 47,147.4 подключены к управляющим цепям тиристоров 48,1-48.4.
Катушки 1-3 двигателя через тирисгоры
48.1-48,3 подключены к питающей сети через выпрямительный мост 49.1-49 f>, 183061! крывает световой поток излучающего диода 30
7 и на выходе фотоусилителя 20 будет состоАноды тиристоров 48.1-48.3 через диоды 50.1-50.4 одновременно подключены к цепи последовательно соединенных дросселя 51.1 и тиристора 48.4 и коммутирующему
LC-контуру, состоящему из последовательно соединенных дросселя 51.2 и конденсатора 52.1. Последний шунтирован разрядной цепью. состоящей из последовательно соединенных резистора 53.1 и диода 50.4.
Для гашения магнитного поля в катушках 1-3 после их отключения LC контуром введен RC-контур гашения, содержащий диод 50.6, резистор 53,2 и гасящий конденсатор 52.2, шунтированный резистором 53.3.
Кнопка "Пуск" 54.1 и "Стоп" 54,2 одним полюсом связаны с нулевой шиной питания, а другим — соответственно со входом D> сдвоенного одновибратора 41.2 и входом D i сдвоенного одновибратора 41,4, Инверсные входы Di u Dz сдвоенных одновибраторов 41,1-41.3 соединены с нулевой шиной питания, а прямые входы D1, Dg сдвоенных одновибраторов 41.4, 41,5 через резисторы 55.1-55.3 связаны с шиной питания 32.
Двигатель работает следующим образом.
В исходном состоянии шток 6 не переяние логического нуля, При этом элементы
2И 22.1-22.3 закрыты, на выходах счетчиков
24. 27 -- логического нуля. Нереверсивный счетчик 24 сброшен в нуль сигналом инвертора 23.1 по входу R, а реверсивный счетчик — сигналом RC-цепи 33-34, поступившем на вход элемента 2И-НЕ 29 и далее на входы установки в нуль R реверсивных счетчиков 27, RS-триггер 26 в исходное состояние сбрасывается при включении питания так же сигналом RC-цепи 33-34. поступившем на выход Q триггера через элемент 2И 22.4.
На выходе Us преобразователя код-напряжение 36-37 будет состояние логического нуля, на выходах усилителей 39.1-39.9— состояние логической единицы, а на выходах сдвоенных одновибраторов 41 — состояние логического нуля.
S результате этого на базах всех транзисторов 45 будет нулевой потенциал, при котором все транзисторы закрыты, После кратковременного нажатия кнопки "Пуск" 54.1 на выходе Q сдвоенного одновибратора 41.2 формируется импульс напряжения, длительность которого определяется произведением величины емкбсти конденсатора 42.3 на величину сопротивления резистора 43 3.
Этот импульс открывает транзистор
45.2. пройдя по первому входу элемента
2ИЛИ 44.2, и по вторичной обмотке импульсного трансформатора 46.2 импульс напряжения через диод 47.2 поступае на управляющий вход тиристора 48.2, которыи открывается.
Через катушку 2 двигателя протекает ток, и якорь 5 движется вверх, сжимая на своем ходу пружину 15.".!ток 6 вместе с якорем 5 движется вверх и мерными участками перекрывает световой поток оптической пары 7-8, На выходе фотоусилителя 20 сигнал U4 (фиг,5) поступает на первый вход элемента 2И 22.3, второй вход котооого постоянно открыт сигналом 0 RS-триг ера 26.
Импульсы напряжения U4 поступают на вход сложения "+1" реверсивного счетчика
27.1, выполненного, например, на микросхеме К155ИЕ7. При поступлении на счетчик, например, четырех импульсов с выхода преобразователя код-напряжения 36-37 напряжение 06, поступившее через резистор
38.7 (фиг.4) на инвертирующий вход усилителя 39.7, становится больше напряжения уставки 0ь7, поданного на неинвертирующий вход через потенциометр 40.7. В результате этого на выходе усилителя 39.7 появится сигнал логического нуля, который по входу D> запускает сдвоенный одновибратор 41.4.
Импульс напряжения, длительность которого пропорциональна произведению R
43.7 и С 42.7, поступает на один из входов элемента 5ИЛИ 44.3, и транзистор 45.4 открывается. Вторичное напряжение импульсного трансформатора 46.4 через диод 47.4 открывает тиристор 48,4 коммутирующего контура. Конденсатор 52.1 через дроссель
51,2 и открытый тиристор 48.4 колебательно разряжается и при перезарядке обратным током закрывает тиристоры 48.2 и 48,4. Ток катушки 2 спадает до нуля по цепи: первый зажим катушки 2 — диоды 50.2 и 50.6 — резистор 53,2 — параллельное соединение гасящего резистора 53,3 и i,ðåäâàðèòåëüío заряженного конденсатора 52.2 — второй зажим катушки 2. Энергия остаточного магнитного поля катушки 2 рассеивается в резисторе 53.3. Якорь продолжает движение. вверх по инерции, Преобразователь код-напряжение 3637 при движении штока 6 вверх, например, на десятой мерной метке выдает напряжение U;:. равное, например, ЗВ (фиг.5), которое через резистор 38.8 поступает на инвертирующий влад ус делителя 39.8 и сравнивается с напряжением уставки Оьв, заданным потенциометром 40.8. При превышении напряжения U5 напряжения уставки на выходе 1830611
10
20 усилителя 39.8 появится напряжение логического нуля, которое по инверсному входу
Dz запускает сдвоенный одновибратор
41.4. С прямого выхода Qg этого одновибратора сформированный R 49.8 и С 42.8 импульс напряжения поступает на первый вход элемента 2ИЛИ 44,1.
С выхода элемента 2ИЛИ 44,1 этот импульс поступает на базу транзистора 45.1 и со вторичной обмотки трансформатора 46.1 через диод 47.1 — на управляющий вход тиристора 48.1. Обмотка 1 двигателя подклю- . чается к источнику выпрямленного напряжения 49.
Якорь 5 под действием электромагнитного поля катушки 1 продолжает движение вверх, сжимая пружину 15, Преобразователь код-напряжение 3637 при движении штока вверх, например, на шестнадцатой метке выдаст напряжение
06, равное например, 5 В (фиг.5), которое через резистор 38.9 поступает на инвертирующий вход усилителя 39.9 и сравнирается с напряжением уставки 0ьв, заданным потенциометром 40.9.
При превышении напряжения Ug напряжения уставки на выходе усилителя 39.9 появится напряжение логического нуля, которое по инверсному входу О запускает одновибратор 41.5. С прямого выхода 01 этого одновибратора сформированный R
43.9 и С 42.9 импульс напряжения поступает на один из входов элемента 5ИЛИ 44.4, и транзистор 45,4 открывается. Вторичное напряжение импульсного трансформатора
46,4 через диод 47.4 открывает тиристор
48,4 коммутирующего контура, конденсатор
52.1 через дроссель 51.2 и открытий тиристор 48,4 колебательно разряжается и при перезарядке обратным током закрывает тиристоры 48.1 и 48.4, Ток катушки 1 спадает до нуля, а остаточная энергия магнитного поля гасится на резисторе 53.3 контура гашения.
Якорь 5 поддействием сил инерциидвижется вверх, сжимая пружину 1.5, преобразователь код-напряжение 36-37 на выходе выдает возрастающее напряжение 0в (фиг.5), однако появление сигналов логического нуля на выходах усилителей 39.1-39.6 не сказывается на работе двигателя.
При полной передаче кинетической энергии якоря 5 в энергию сжатой пружины
15 якорь 5 замедляет ход. кратковременно останавливается и затем движется вниз. в сторону инструмента.
В момент замедления хода шток 6 перерывает световой поток оптической лары 7-8 и на выходе усилителя 20 длит льно уста25
1 навливается состояние логической единицы, при которой на входе нереверсивного счетчика 24 устанавливается состояние логического нуля, разрешающее счет импульсов по входу С, Импульсы генератора прямоугольных сигналов 25 через второй вход первого элемента 2И 22,1 поступают на счетный вход нереверсивного счетчика 24, который при своем наполнении открывает элемент 4ИНЕ 28. Сигнал 0т с выдержкой времени т1, равной времени заполнения нереверсивного счетчика 42, переводит RS-триггер
26 в состояние, при котором сигналом 0 закрывается третий элемент 2И 22.3 и открывается второй элемент 2И 22.2 сигналом Q, соответствующим логической единице, Под действием силы сжатой пружины 15 якорь 5 движется в сторону инструмента и при внедрении его нижнего торца в катушку
1 на вход вычитания "-1" реверсивного счетчика 27 поступят, например, два импульса, которые вычитаются из общей суммы, равной, например, тридцати.
Оставшейся сумме импульсов счетчика, равной двадцати восьми, будет соответствовать напряжение преобразователя код-напряжение 0в, равное 9,5 В (фиг.5), которое через резистор 38.1 поступает на инвертирующий вход усилителя 39,1 и сравнивается с напряжением уставки. заданным потенциометром 40,1, При превышении напряжения уставки
0ь1 напряжения Us на выходе усилителя
39.1 появится напряжение логической единицы, которое по прямому входу О> запускает одновибратор 41.1. С прямого выхода О1 этого одновибратора сформированный R
43.1 и С 42.1 импульс напряжения поступает на второй вход элемента 2ИЛИ 44.1, на выходе которого сигнал логической единицы открывает транзистор 45.1, и тиристэр 48.1 подключает обмотку 1 двигателя к источнику выпрямленного напряжения 49, Якорь 5движется вниз поддействием силы пружины 15 и электромагнитной силы и при достижении полюса 11.2 нижним торцом якоря 5 из содержимого реверсивного счетчика 29 вычтется еще, например, шесть импульсов. Оставшейся сумме импульсов, равной двадцати двум, будет соответствовать напряжение 0 . равное 7,5 В (фиг,5), которое через резистор 38.2 поступает на и н вертирующий вход усилителя 39.2, неинвертирующий вход которого связан с выходом потенциометра 40.2, 1830611
1О
При превышении напряжения уставки Ubz напряжения Us нэ выходе усилителя
39.2 появится напряжение логической единицы, котор, е по прямому входу Dz запускает второй элемент сдвоенного одновибратора
41,1. С прямого выхода 02 этого одновибратора сформированный R 43.2 и С 42.2 импульс напряжения поступает на один из входов элемента 5ИЛИ 44.3, в результате чего срабатывает транзистор 45.4 и тиристор 48.4 коммутирующего контура, тиристор 48.1 закрывается. Ток в катушки 1 спадает до нуля и остаточная энергия магнитного поля гасится на резисторе 53.3 контура гашения.
Якорь 5 под действием сил инерции и пружины 15 движется вниз и при достижении нижним торцом начала катушки 2 из содержимого реверсивного счетчика 27 вычтется, например, еще четыре импульсов, Оставшейся сумме импульсов. равной восемнадцати, будет соответствовать напряжение преобразователя код-напряжение
U, равно 6 В (фиг.5). которое через резистор R 38.3 поступает на инвертирующий вход усилителя 39.3 и сравнивается с напряжением уставки, заданным потенциометром 40.3.
При превышении напряжения уставки
Uba напряжения Оь на выходе усилителя
39.3 появится напряжение логической единицы, которое по прямому входу D> запускает первый элемент сдвоенного одновибратора
41.2. С прямого выхода Q1 этого одновибратора сформированный R 43.3 и С 42.3 импульс напряжения поступает на второй вход элемента 2ИЛИ 44.2, в результате чего срабатывает транзистор 45.2 и тиристор 48.2 подключает катушку 2 двигателя к источнику выпрямленного напряжения 49.
Якорь 5 движется вниз под действием силы пружины 15 и электромагнитной силы этой катушки и при достижении полюса 11.3 нижним торцом якоря 5 из содержимого реверсивного счетчика 27 вычитается.еще, например, шесть импульсов, оставшейся сумме импульсов равной двенадцати, будет соответствовать напряжение преобразователя код-напряжение Us, равное 4 В, которое через резистор R 38.4 поступает на инвертирующий вход устройства сравнения
39.4 и сравнивается с напряжением уставки, заданным потенциометром 40.4.
При превышении напряжения уставки
Оьд напряжения Us на выходе усилителя 39.4 появится напряжение логической единицы, которое по прямому входу Dz запускает второй элемент сдвоенного одновибратора 41-.2.
С прямого выхода Qz этого одновибратора сформированный R 43.4 и С42.4 импульс этой катушки и при достижении полюса 11.4
35 нижним торцом якоря 5 из содержимого. счетчика 27 вычтется еще, например, шесть импульсов. Оставшейся сумме импульсов, равной нулю, будет соответствовать налря50
30 напряжения поступает на один из вхппое элемента 5ИЛИ 44.3, в результате hiего срабатывает транзистор 45.4 и тиристор 48,4 коммутирующего контура. и тиристор 48.2 закрывается. Ток в катушке 2 спадает до нуля, и остаточная энергия магнитно о поля гасится нэ резисторе 53.3 контура гашения, Якорь под действием сил инерции и силы пружины 15 дэижетс.л г «из и при достижении нижним торцом начала катушки 3 из содержимого реверсивного счетчика 27 вычтется, например, еще шесть импульсов. Оставшейся сумме импульсов, равной шести, будет соответствовать напряжение преобразователя код-напряжение О5, равное 2 В, которое через резистор 38.5 поступает на инвертирующий вход усилителя 39.5 и сравнивается с напряжением уставки, заданным лотен циометром 40.5.
При превышении напряжения уставки
Ubs напряжения Оь на выходе усилителя
39.5 появится напряжение логической единицы. которое ло прямому входу 01 запускает первый элемент сдвоенного одновибратора
41,3. С прямого выхода Q> этого одновибратора сформированный R 43.5 и С 42.5 импульс напряжения поступает на базу транзистора 45.3. в результате чего тиристор 48.3 подключает катушку 3 двигателя к источнику выпрямленного напряжения 49.
Якорь 5 движется вниз под действием силы пружины 15 и электромагнитной силы жение преобразователя код-напряжение
Ов, равное ОВ, которое через резистор R
38.6 поступает на инвертирующий вход усилителя 39.6 и сравнивается с напряжением уставки. заданным потенциометром 40.6, При превышении напряжения уставки
Оьв напряжения Us на в )ходе усилителя
39.6 появится напряжение логической единицы, которое по прямому входу Dz запускает второй элемент сдвоенного одновибратора
41.3, С прямого выхода Qz этого одновибратора сформированный R 43.6 и 42,6 импульс напряжения поступает на один из входов элемента 5ИЛИ 44.3, в результате чего срабатывает транзистор 45,4 и тиристор
48.4 коммутирующего контура, и тиристор
48,3 закрывается. Ток в катушке 3 спадает до нуля и остаточная энергия магнитного поля гасится на резисторе 53.3 контура гашения.
1830611
Якорь 5 совершает удар по инструментодержателю 17, передавая свою кинетическую энергию обрабатываемой среде.
Сигнал сброса Us (фиг,4) через второй, элемент НЕ 23.2 (фиг.3) поступает на вход 5 элемента 2И-НЕ 29 и на второй вход S RSтриггера 26, устанавливая в реверсивном счетчике 27 нулевое значение кода, а на выходе RS-триггера 26 Q состояние логической единицы. 10
Открывается вход сложения "+1" реверсивного счетчика 27, импульсы Ол суммируются и преобразуются в нарастающее напряжение U5 на выходе преобразователя код-напряжение 36-37, которое сравнивает- 15 ся с напряжением уставок усилителей 39 аналогично описанному выше, Одновременно импульс 05, снимаемый с выходов Ог второго элемента сдвоенного одновибратора 41.3, поступает на первый 20 вход элемента 2ИЛИ 44.2, включается катушка 2, и цикл работы двигателя повторяется.
Остановка двигателя в любой момент времени осуществляется нажатием кнопки 25
"Стоп" 54.2, в результате чего срабатывает первый элемент сдвоенного одновибратора 41.4 и подается импульс управления на тиристор 48.4 коммутирующего контура. который выключает любой из тиристоров 30
48.1-48.3, Соотношение между емкостью N реверсивного счетчика 27 и суммарной величиной хода якоря д, определяемой длиной катушек, определяется выражением; 35
40 где К вЂ” число катушек двигателя;
11 — длина i-той катушки;
rn — длина мерного участка штока 6;
Е,i — символ целой части числа.
Соотношение между емкостью ревер- 45 сивного счетчика 27 и максимальным выходным напряжением 05 преобразователя код-напряжение 36-37 определяется выражением:
05 1 + где К1 — коэффициент передачи преобразователя код-напряжение.
Алгоритм работы электропривода воэ- 55 вратно-поступательного движения следующий:
Е()1 И 1(Ел4 кг + и1) > ОЬЗ +
1 1
e(4)z =. Р(озк з > к1ьь) + (— Р) (Ц,з >
> KIE г-((кз +1кз)), 1 е{д)з = P (L4 > К Е к — 1кз) .
m е(д)к = (— Р)(К!е,< — — Izz > Uez) ь
1 1
3 m (— Р)(Кзе, glzz+ 1кз) > иьз) +
1 1
+ р 0 г > к1Е() 1кг + 1кз +
1 °
+P(Up>KiE r — Iкз) к
+ Р(к-.1Ьб + 1 ПЗ), где Ub1 Оьг. Оьз, Оь4. Оь5, Оы. Оьт, Оьв, Оь9 — напряжения уставок; п1, пг, пз — промежуточные состояния реверсивного счетчика (в частном случае п1=6, пг=2, пз=О);
1(е))1,!(д}г, 1(фз — сигналы включения катушек 1-3; ((д)о — сигнал отключения катушек; р = d/dt, -р = -б/dt — сигналы дифференцирования переходных и задних фронтов сигналов усилителей 39, Частота прямоугольных заполняющих импульсов 08 генератора 25 выбирается такой, чтобы только при длительном замедлении хода якоря 5 счетчик 24 через элемент
2И 22.1 смог заполниться до значения кода, равного, например, пятнадцати, иначе появление нулевого значения сигнала 04 на входе элемента НЕ 23.1 сбросит нереверсивный счетчик 24 по входу R в нулевое состояние.
Предлагаемая конструкция электропривода позволяет вести оптимальное управление электромагнитным двигателем как при прямом, так и обратным движении якоря, причем значительное уменьшение числа проводников и самих переключающих средств повысило надежность управления и упростило схему.
Мерные канавки в зависимости от габаритов двигателя и условий размещения датчика положения, каким является в данном конкретном случае оптическая пара, могут быть нанесены как на подвижном элементе.
1830611
30
45
55 например, шток" и якоре. так и на неподвижном элементе, например, направляющей немагнитной трубе.
Формула изобретения
Электропривод, содержащий двигатель возвратно-поступательного движения, К катушек, направляющую немагнитную трубу, ферромагнитный якорь, соединенный со штоком, входной ключ, выполненный в виде оптопары, расположенный вне зоны размещения катушек и предназначенный для подключения к источнику питания, 4К-3 усилителей, одновибратор, К+1 транзисто,ов, коллекторные выводы которых через согласующие элементы подключены к управляющим электродам соответствующих
К+1 тиристоров, аноды К тиристоров подключены к одним выводам соответствующих катушек и через соответствующие диоды — к одному выводу контура гашения магнитного поля катушек, другие выводы катушек объединены и подключены к другому выводу контура гашения магнитного поля катушек и катодному выводу трехфазного выпрямителя, анодный вывод юторого подключен к общей точке катодов К+1 тиристоров и одному выводу колебательного контура, шунтированного последовательно соединенными диодом и резистором,. другой вывод колебательного контура подключен к аноду (К+1)-ro тиристора и через контур коммутации — к одному выводу контура гашения магнитного поля катушек, логический элемент ИЛИ с 2К-1 входами, К-1 логических элементов 2ИЛИ, кнопки
"Пуск","Стоп",отличаю щийсятем,что, с целью упрощения и повышения надежности управления, введено К+1 сдвоенных одновибраторов c RC-цепью на первых выходах, снабженных зажимами для подключения к шине питания. первый потенциометр, фотоусилитель с прямым и инверсным входами, генератор прямоугольных импульсов, четыре логических элементов 2И, логический элемент НЕ, логический элемент 2И-Н Е, логический элемент 4И-НЕ, нереверсивный счетчик, два реверсивных счетчика, восемь согласующих элементов, преобразователь код-напряжение, RS-триггер. RC-цепь, 4К-3 входных резисторов, шток выполнен с мерными канавками, а согласующие элементы выполнены в виде трансформаторов с диодом во вторичной обмотке, катод светодиода оптопары ключевого элемента соединен с инверсным входом фотоусилителя. прямой вход которого соединен с регулирующим входам потенциометра, выход фотоусилителя соединен с первыми входами первого. второго и третьего логических элементов 2И и вход1м логическогоэлемента HF, выход котог., а".оединен с В-входом нереверсивного счетчика.
С-вход которого соединен с выходом первого логического элемента 2И. второй вход которого соединен ". генератором прямоугольных импульсов, вторые входы второго и третьего логических элеменгов 2И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом элемента 4И-НГ, входы которого подключены к выход» нереверсивного счетчика, S-вход RS-триггера соединен с-выходом логического элемента НЕ и первым входом логического элемента 2ИНЕ, второй вход которого соединен с входами четвертого элемента 2И и РС-цепью, выход четвертого элемента 2И соединен с прямым выходом RS-триггера. выходы второго и третьего логических элементов 2И соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами. первого реверсивного счетчика, информационные входы которого соединены через согласующие элементы с половиной входов преобразователя код-напряжение, оставшиеся входы преобразователя код-напряжение подключены через согласующие элементы каждый соответственно к четырем выходам второго реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы второго реверсивного счетчика соединены с инверсными выходами первого реверсивного счетчика, входы
"Установка нуля" реверсивных счетчиков обьединены и подключены к выходу элемента 2И-НЕ, один выход преобразователя коднапряжение эаземлен, а другой его выход соединен с общей точкой соединения одних выводов 4К-3 входных резисторов, другие выводы которых соединены с инверсными входами 4К-3 усилителей соответственно, прямые входы 4К-3 усилителей соединены с управляющими входами 4К-3 потенциометров соответственно, одни выводы которых предназначены для подключения к положительной клемме источника питания, вторые выводы 4К-3 потенциометров предназначены для подключения к нулевой шине, инверсные входы одновибратора и (К+1 -го сдвоенного одновибратора. а также прямые входы К сдвоенных одновибраторов подключены к выходам соответствующих
4К-Зусилителей, инверсные входы Ксдвоенных одновибраторов соединены между собой и предназначены для подключения к нулевой шине и одному выводу кнопки
"Пуск", другой вывод которой подключен к выходу третьего усилителя, перв:.. e входы логических элементов 2ИЛИ подключены соот15
1830611 ветственно к вторым выходам первых из сдво енных К-1 одновибраторов, второй вход первого логического элемента 2ИЛИ подключен ко второму выходу второго иэ (К+1)-ro сдвоенных одновибраторов, второй вход (К-1)-го логиче- 5 ского элемента 2ИЛИ подключен к второму выходу второго одновибратора -ro сдвоенного одновибратора и входу логического элемента ИЛИ с 2К-1 входами, оставшиеся входы логического элемента ИЛИ с 2К-1 входами 10 подключены соответственно к вторым выходам К-1 вторых одновибраторов сдвоенных одновибраторов и второму выходу первого одновибратора (К+1 -го сдвоенного одновибратора, к второму выходу одновибратора, второй выход первого одновибратора К-го сдвоенного одновибратора подключен к базе К-го транзистора, кнопка "Стоп" подключена к инверсному входу первого одновибратора (К+1)-го сдвоенного одновибратора, при этом прямые входы одновибратора и (К+1)-го сдвоенного одновибратора соединены с шиной питания.
1830611 дс
37"
57. g
1830611
Составитель Н. Бритков
Техред М.Моргентал Корректор И. Шулла
Редактор А; Егорова
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2526 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета Ао изобретениям k открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушскэя наб., 4/5