Устройство управления вибратором

 

1. УСТРОЙСТВО .УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАТОРОМ, содержащее силовой тиристор, включаемый последовательно с обмоткой вибратора, и блок имлульснофазового управления, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности , оно снабжено выпрямителем , соединенным входными зажимами . с источником питания, а выходными зажимами - с силовым тиристором, и блоком принудительной коммутации, включенным первой парой выходных зажимав параллельно выходным зажимам вьшрямителя, а вторая пара выходных зажимов блока предназначена для параллельного включения с обмоткой вибратора, соединяемым параллельно с последней диодом, катод Которого и катод силового тиристора соединены, двумя усилительно-развязь1вающими каскадами, подключенньвми. вькодами к запускающему входу блока принудительной коммутации и к управляющему электроду силового тиристора соответственно , а входами - к выходам блока импульсно-фазового управлетг.ся, последовательно соединенными блоком управления и опорным генераторшГ, выход которого соединен с первым входом блока импульсно-фазового управления, и блоком набора кода угла регулирования, соединенным с вторым входом блока импульсно-фазового управления. 2. Устройство по п. 1, отлича ющ е е с я тем, что блок принудительной коммутации в виде последовательно соединенных первого диода, подключённого к его катоду резистора, емкости, дросселя с отводом, подключенного к нему анодом второго диода и параллельно включенных между отводом дросселя и обшей (Л точкой резистора и емкости третьего с диода и тиристора, катод последнего и анод третьего,диода соединены с отводом дросселя, участок между последним и управлякшшм электродом тиристора является запускающим входом блока, участок анод первого диода - общая точка емкости и дросселя является первым выходом блока, а участок катод второго диода - общая точка емкости и дросселя ее является вторым выходом блока. s| 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и чающееся тем, что блок импульо4 нозового управления выполнен в виде делителя частоты, вход которого является первым входом блока, тригтгера, уста новочным входом соединенного с выходом делителя частоты, схемы И, первый вход которой соединен с входом делителя частоты , второй вход - с выходом триггера, счетчика, счетный вход которого соединен с выходом схемы И, и схемы сравнения, первая группа входов которюй соединена

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) .3322426/18-28 (22) 15.07.81 (46) 23.04.83. Бюл. № 15 (72) Э. Н. Гречко, Д. С. Вертелецкий, Л. К. Балабатько, В. Х. Кочнев, О. П. Алымов, А. А. Ильин, В. Е. Павленко и О. И. Фирсов (71) Институт электродинамики АН Ук- раинской ССР и Институт "Гипромашобогашение" (53) 620. 178 5(088.8) (56) 1. Паспорт-йнструкция на питатель электровибрационный ПЭВ-1, Бхинвали; з-д «Электровибромашина", 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 481885, кл. С 05З 15/01, 1975 (прототип) . (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО .УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАТОРОМ, содержащее силовой тиристор, включаемый последовательно с обмоткой вибратора, и блок импульснофазового управления, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено выйрямителем, соединенным входными зажимами с источником питания, а выходными зажимами - с силовым тиристором, и блоком принудительной коммутации, включенным первой ларой выходных зажимов параллельно выходным зажимам выпрямителя, а вторая пара выходных зажимов блока предназначена для параллельного включения с обмоткой вибратора, соединяемым параллельно с последней диодом, катод которого и катод силового тиристора соединены, двумя усилительно-развязывающими каскадами, подключенными выходами к запускающему входу блока принудительной коммутации и к управляющему электроду силового тиристора соÄÄSUÄÄ 1013794 А

3(51) 501 М 7/00; 605 33 15/О1;

505 32 19/02 ответственно, а входами — к выходам блока импульсно-фазового управлеп:.я, последовательно соединенными блоком: управления и опорным генератором, выход которого соединен с первым входом блока импульсно-фазового управления, и блоком набора кода угла регулирования, соединенным с вторым входом блока импульсно-фазового управления.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок принудительной коммутации в виде последовательно соединенных первого диода, подключенного к его катоду резистора, емкости, дросселя с отводом, подключенного к нему а анодом второго диода и параллельно вклю- Е ченных между отводом дросселя и обшей точкой резистора и емкости третьего диода и тиристора, катод последнего и С" анод третьего. диода соединены с отводом дросселя, участок между последним

М и управляющим электродом тиристора является запускающим входом блока, участок анод первого диода — общая точка емкости и дросселя является первым выходом блока, а участок катод второго диода - общая точка емкости и дросселя является вторым выходом блока.

«4

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок импульсно-фазового управления выполнен в виде делителя частоты, вход которого является первым входом блока, трщтера, уста новочным входом соединенного с выходом делителя частоты, схемы И, первый вход которой соединен с входом делителя частоты, второй вход - с выходом триггера„ счетчика, счетный вход которого соединен с выходом схемы И, и схемы сравнения, первая группа входов которой соединена

1013704

35 с выходами счетчика, вторая группа ее входов является вторым входом блока импульсно-фазового управления, а выход

Изобретение относится к системам управления механизмами с электромагнит ным приводом и может быть применено для ручного и автоматического регулирования производительности вибрационных и ударно-вибрационных машин, а также для настройки их в резонансный режим работы.

Известно устройство с ручным регулированием режима работы за счет измене» ния жесткости упругой системы, что достигается увеличением или уменьшением числа рессор, изменением степени их защемления регулировочными болтами в местах крепления или изменением размера пружин и их длины 1 .

Однако регулирование жесткости пружин в результате изменения их количества, размера или длины является трудоем-, кой опегацией и не позволяет точно установить требуемую частоту собственных колебаний ВМ.

Устройство позволяет производитьь подстройку в резонансный режим работы указанным выше. способом, но не позволяет регулировать производительность ВМ в резонансном режиме работы.

Наиболее близким к изобретению яв1 ляется устройство управления вибратором, содержащее силовой тиристор, включаемый последовательно с обмоткой вибратора, и блок импульсно-фазового управле s Г2)

Недостатком известного устройства является то, что оно функционально не мо- . жет обеспечить регулирование подводимого к обмотке вибратора питающего напря» жения по частоте и тем самым обладает низкой производительностью. Устройство является однотактным управляемым выпрямителем с естественной коммутацией силовопо тиристора и осуществляет только регулирование по величине питающего напряжения. Из-за отставания углов управления оно потребляет реактивную мощность из питающей сети и потому имеет низкив энергетические характеристики . ее является первым выходом блока и соединен с входом установки в ноль триггера и с входом установки в ноль счетчика.

В устройстве используется аналоговый фазо-импульсный блок, который не может функционально обеспечить независимое регулирование выходного напряжеЙия наряду с регулированием частоты выходного напряжения.

Белью изобретения является повышение производительности.

Цель достигается тем, что устройство управления вибратором, содержащее силовой тиристор, включаемый последовательно с обмоткой вибраФора, и блок импульсно-фазового управления, снабжено вьптрямителем, соединяемым входными зажимами с источником питания, а выходными зажимами — с силовым тиристором, и блоком принудительной коммутации, включенным первой парой выходных зажимов параллельно выходным за20 жимам выпрямителя, а вторая пара выходных зажимов блока предназначена для параллельного включения с обмоткой вибратора, соединяемым параллельно с последней диодом, катод которого и катод силового тиристора соединены, двумя усилительно-развязывающими каскадами, подключенными выходами к запускающему входу блока принудительной коммутации и к управляющему электроду силово го тиристора соответственно, а входамик выходам блока импульснофазового управления, последовательно соединенными блоком управления и опорным генератором, выход которого соединен с первым входом блока импульсно-фазового управле-. ния, и блоком набора кода угла регули- . рования, соединенным с вторым входом блока импульсно-фазового управления.

Блок принудительной коммутации вы40. полнен в виде последовательно соединенных первого диода, подключенного к его катоду резистора, емкости, дросселя с отводом, подключенного к нему анодом второго диода и нараллельно вюиоченных между отводом дросселя и общей точкой резистора и емкости третьего диода и тиристора, катод последнего и анод тРетьего диода соединены с отводом дрос селя, а участок между последним и управляющим электродом тиристора является запускающим входом блока, участок анод первого диода - общая точка емкости и дросселя является. первым выходом блока, а участок катод второго диода — общая точка емкости и дросселя является вторым выходом блока.

Блок импульсно-фазового управления выполнен .в виде делителя частоты, вход которого является первым входом блока, триггера, установочным входом соединенного с выходом делителя частоты, схемы И, первый вход которой соединен с входом делителя частоты, второй вход - с выхо-. дом триггера, счетчика, счетный вход которого соединен с выходом схемы И, и схемы. сравнения, первая группа входовкоторой соединена с выходами счетчика, 20 вторая группа ее входов является вторым входом бпока импульсно-фазового управления, а выход ее является первым abrходом блока и соединен с входом установки в ноль триггера и,с входом установки 25 в ноль счетчика.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства.,на фиг. 2 - графики, поясняющие работу устройства.

Устройство управления однотактным., электромагнитным вибратором содержит . силовой тиристор 1, подключаемый последовательно с обмоткой 2 вибратора к выходным зажимам 3 и 4 выпрямителя 5, ктрый под чен- входни:- а 35

6 и 7 к зажимам источника питания (не указана), диод 8, щунтирующий обмотку 2 вибратора, блок 9 принудительной коммутации, включенный первой парой выходных зажимов 10 и 11 параллельно выходным зажимам 3 и 4 выпрямителя 5, вторая пара выходных зажимов 10 и 12 предназначена для параллельного включения с обмоткой 2 вибратора, причем катод диода 8 и катод силового тиристора 1 сое динены, а запускающий вход бпока 9 коммутации подключен через усилительноразвязывающий каскад 13 к первому. входу 14 блока 15 импульсно-фазовой коммутации, второй усилительно-развязывающий каскад 16 подключен выходом к,запускающему электроду силового тирис+ тора 1, а входом - к второму входу 17 блока 15 импульсно-фазовой коммутации, последовательно соединенные блок 18 управления и опорный генератор 19, выход последнего сЬединен с первым входом 20 блока 15 импульсно-фазовой

3 1013

704 коммутации, а блок 21 набора кода угла регулирования соединен с вторым входом 22 блока импульсно-фазового управ- ления. Последний выполнен в виде делителя 23 частоты, вход которого является первым входом 20 блока 15, триггера 24, установочным входом соединенного с выходом делителя 23, схемы И 25, первый вхо которой соединен с входом делите;и 23, второй ее вход соединен с выхо дом триггера.24, счетчика 26, счетный вход которого соединен с выходом схемы И 25, и схемы 27 сравнения, первая группа входов которой соединена с выходами счетчика 26, вторая группа ее входов является вторым входом 22 блока, а выход схемы 27 соединен с, входом установки в ноль триггера 24 и входом установки в ноль счетчика 26.

Блок 9 принудительной коммутации выполнен в виде последовательно соединенных первого диода 28, подключенного к его катоду резистора 29, емкости

30, дросселя 31 с отводом, подключенного к нему анодом второго диода 32 и параллельно включенных между отводом дросселя 31 и общей точкой 10 резистора и емкости 30 третьего диода 33 и тиристора 34, катод последнего и анод третьего диода 33 соединены с отводом дросселя 31. Участок между последним и управляющим электродом тиристора 34 является запускающим входом блока 9, участок анод первого диода 28 - общая точка 10 емкости и дросселя 31 является первым выходом блока 9, а участок катод- второго диода 32 -.общая точка емкости ЭО и дросселя 31 является вторым выходом блока 9.

Устройство работает следуяяцим образом.

Напряжение источника цитания через выпрямитель 5 в виде постоянного напряжения поступает на силовой тиристор 1 и обмотку. 2 вибратора. В соответствии с сигналами, поступающими с блока 18 управления, силовой тиристор 1 пери<щически включается и вьццпочается блоком 9 принудительной коммутации и тем самым на нагрузке формируется прямоугольное импульсное напряжение регулируемой частоты (фиг. 2г).

Блок 9 принудительной коммутации вырабатывает на короткое время импульс ное напряжение на коммутирующем дрос селе 31, которое .направлено встречно напряжению выпрямителя 5, и тем самым запйрает сйловой тиристор 1. В всжщния соответственно через уеилительноразвязывающие каскады 13 и 16 поступают на входы силового тирцстора 1 и тиристора 34. При этом единичному состоянию триггера 24 соответствует включенное состояние силового тиристора 1.

При выключенном силовом тиристоре 1 энергия, запасенная в обмотке 2 вибратора, замыкается через диод 8 на себя.

Напряжение, поступающее на обмотку переменного тока вибратора, повтор . ет по форме напряжение, снимаемое с выход триггера 24. Частота этого напряжения определяется частотой сигналов, вырабатываемых опорным генератором 19 при

|воздействии на него сигнала блока 18

I управления. Величина этого напряжения определяется числом, записанным в бле ке 21.

Так как в устройстве использована цифровая схема импульсно-фазового управления, осуществляется независимое регулирование частоты и величины приложенного напряжения к обмотке 2 вибратора.

Так, если Т вЂ” период выходной частоты ь питания вибратора, а — длительность импульсов напряжения на обмотке вибратора (фиг. 2), угол Д регулирования является неизменным при неизменном числе в блоке 21 и регулирования по частоте выходного напряжения.

В общем случае необходимые выходные сигналы в блоке 21 и блоке 18 управления могут быть залисаны вручную, что необходимо, например, при настройке вибропривода в резонанс с питающей сетью, а также могут автоматически вырабатываться за счет обратных связей от датчиков скорости, датчика амплитуды колебаний, напряжения и тока питанйя обмотки вибратора.

Использование устройства для управления электромагнитным однотактным вибратором позволит расширить функциональные возможности его за счет независимого регулирования частоты и напряжения, регулированием частоты достигается подстройка и резонансный режим, а регулированием напряжения — величина возмущающей силы.

Устройство позволяет повысить производительность вибрационных машин во всех управляемых режимах эксплуатации„ так как осуществляет работу в резонансном режиме. независимо от изменения транспортируемого мат. риала, ж:ткости

5 10137 ном состоянии емкость 30 заряжена с указанной на фиг. 2 полярностью до напряжения выпрямителя 5.

С приходом импульса включения на тиристор 34 он открывается, и напряжение емкости 30 прикладывается, к одной из полуобмоток дросселя 31. За счет магнитной связи на дросселе 31 наводится напряжение, превьпцающее напряжение

19 выпрямителя 5, что приводит к обесточиванию и запиранию тиристора 1. В даль-; нейшем емкость 30 колебательно переза ряжается через тиристор 34 до противоположной полярности, затем через второй

f5 диод 32 перезаряжается до исходной полярности, тем самым запирая тиристор 34.

Емкость 30 через резистор 29 и диод 28 дозаряжается до величины напряжения выпрямителя 5. Схема готова к дальнейшей работе.

2О

Выбор резистора 29 в цепи дозаряда30 обусловлен тем, что в схеме восполняется только энергия от потерь на колебательный перезаряд, а также тем, .что $ практически выходная частота устройства составляет 40-60 Гц, потери при коммутации незначительны и составляют единицы процентов от выходной мощности устройства.

Опорный генератор 19. формирует pery30 лируемые по частоте однополярные импульсы (фиг. 2а); частота которых определяется воздействием на него сигнала блока 18 управления. Сигналь? с выхода опорного генератора 19 поступают в качестве частоты заполнения Кн ц через схему И 25 на вход счетчика 26, а через делитель частоты в качестве выходной частоты 1 (фиг. 2б) на -вход триггера 24. При этом каждым импульсом выходной частоты триггер 24 пе;реводится в единичное состояние, тем самым с его выхода поступает разрешение на прохождение импульсов наполнения на первый вход схемы И 25.

Блок 21 набора кода угла регулирования формирует на втором входе схемы 27 сравнения число в двоичном коде, пропорциональное требуемому выходному напря56 жению вибратора. B момент сравнения числа на выходе счетчика 26 с числом, записанным в блоке 21, схема 27 сравнения вырабатывает сигнал (фиг. 2в), который возвращает триггер 24 в исходное состояние и обнуляет счетчик 26.

На фиг. 2г приведен сигнал, формируемый на выходе триггера 24. Сигналы с выхода триггера 24 и схемы 27 сравне1015704 8 колебательной системы, качества и разме- ный режим работы, что повышает произ ров рессор и др. водительность на 30-40%, надежность и

Устройство позволяет производить под- долговечность машин, уменьшает расходы стройку вибрационных машин в резонанс- на текушнй ремонт и электроэнергию. фиг.1

3 uzz

Фиг.1

Составитель Г. Боголюбова

Редактор А. Шандор Техред К.Мыпьо - Корректор В. Гирняк

Заказ 3003/50 Тираж 87 1 Подписное

ВНИИПИ Государственногс комитета СССРпо делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4