Электропривод ударного действия

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в разном электроинструменте для разрушения строительных материалов. Цель - уменьшение механических вибраций на корпусе о Устройство содержит катушки прямого хода 1 и обратного хода 2 в пазах магнитопровода 3. Система управления снабжена датчиком 13 направления движения и контактными датчиками верхнего 11 и нижнего положения 12 магнитопровода 3 относительно корпуса. Выход формирователя 10 импульсов через датчики 13 и 12 соединен с управляющим электродом тиристора 9 катушки прямого хода 1, а через датчик 11 - с управляющим электродом тиристора 8 катушки обратного хода. Место установки датчика 12 исключает удары узла магнитопровода 3 по корпусу , а длительность импульсов с формирователя 10 обеспечивает подачу электрических импульсов в катушку (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕаЪБЛИК (У1)5 Н 02 Р 7/62 Н 02 K 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ м втоасномм свидктяльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И mHPblTHRM

ПРИ ПЛАНТ СССР

1 (21) 4215572/07 (22) 15.01 ° 87 (46) 07.04.91. Бюл. Р 13 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) А.А. Перьев, А.Л, Осокин, E.M. Тимощенко, И.Ф. Куликов, В.М. Борисов и И.В. Андреев (53) 621.313.13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 655056, кл. Н 02 Р 7/82, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1315287, кл. В 25 D 13/00, 1986. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в разном электроинструменте для разрушения строительных материалов, Цель — уменьшение механических вибра„„SU„„1640809 А 1 ций на корпусе. Устройство содержит катушки прямого хода 1 и обратного хода 2 в пазах магнитопровода 3. Система управления снабжена датчиком 13 направления движения и контактными датчиками верхнего 11 и нижнего положения 12 магнитопровода 3 относительно корпуса. Выход формирователя 10 импульсов через датчики 13 и 12 соединен с управляющим электродом тиристора 9 катушки прямого хода 1, а через датчик 11 — с управляющим электродом тиристора 8 катушки обратного хода.

Место установки датчика 12 исключает удары узла магнитопровода 3 по корпусу, а длительность импульсов с формирователя 10 обеспечивает подачу электрических импульсов в катушку

1640809 тии его до срабатывания датчика верхнего положения 11, обеспечивающего установку якоря в исходное положение.

5 3 ил

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в разном электроинструменте для разрушения строительных материалов.

Целью изобретения является уменьшение механических вибраций на корпусе.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы работы.

Электропривод содержит катушку 1 прямого хода, катушки 2 обратного хода с магнитопроводом 3, находящимся на упоре 4, боек 5, рабочий инструмент 6, источник 7 переменного напряжения, подключенный к катушке

2 обратного хода через силовой тиристор 8 и через силовой тиристор 9 к катушке 1 прямого хода. Формирователь

10 управляющих импульсов, вход которого соединен с источником переменного напряжения, через датчик 11 верхнего положения соединен с управляющим электродом тиристора 8 и через датчик

12 нижнего положения и датчик 13 на- 35 правления движения с управляющим электродом тиристора 9, Датчик 12 нижнего положения расположен от упора 4 на расстоянии h равном или большем а(Т вЂ” ta))

40 ч(т-t)+-а — — — - —, .г 2 где V — максимальная возможная скорость ударного узла при движении вниз на уровне датчика нижнего положения; 45

Т вЂ” период питающей сети; — длительность управляющего 9 импульса.

Датчик нижнего положения 12 подключает формирователь 10 к тиристору катушки 9 прямого хода при движении магнитопровода от места установки датчика вниз до упора, а расстояние

h гарантирует исключение ударов маг55 нитопровода об упор, так как за время

Т вЂ” t в катушку 1 рабдчего хода обязательно будет подан силовой электрический импульс, прямого хода 1 только такой длительности, которая обеспечивает компенсацию импульса силы, приобретенного магнитопровода 3 при падении и подняДатчик 11 верхнего положения находится на расстоянии 1 от датчика

12 нижнего положения, равном или большем

+ — -"" >, 2 где Ч вЂ” максимальная скорость ударного узла при подходе к датчику верхнего положения;

Т вЂ” длительность управляющего импульса;

g — ускорение свободного падения.

Установка датчика 11 на расстоянии 1 от датчика 12 исключает подачу одной и той же полуволны питающего напряжения в катушки рабочего и холостого хода. Одновременная подача электрических импульсов в катушки электромагнитного двигателя снижает энергетические показатели, Конкретное место установки датчиков положения магнитопровода, зависящее от соотношений масс якоря и магнитопровода, скорости якоря и магнитопровода, для каждого конкретного электромагнитного двигателя вибирается или рассчитывается отдельно, а в качестве датчиков положения могут быть использованы фотоконтактные или магнитные датчики положения.

Датчик 13 направления движения подключает выход формирователя 10 к управляющему электроду тиристора рабочего хода 9 при нулевой скорости ударного узла и при перемещении его в сторону рабочего инструмента. При движении ударного узла вверх с помощью датчика 13 направления выход формирователя 10 отключается от управляющего электрода тиристора 9 рабочего хода,. В качестве датчика 13 направления может быть использован контактный датчик.

Формирователь 10 запускающих импульсов может быть выполнен, например, »а диодах 14-16, динисторах

17 и 18, емкостях 19 и 20, тиристоре

1640809

21, стабилитране 22 и резисторах 23 и 24 (фиг. 1) .

Электропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии магнитопровод находится на упоре 4, а боек 5 на инструменте 6. Датчики нижнего положения 12 и направления 13 подключают выход формирователя 10 к управляющему электроду тиристора 9 прямого хода, Начальный рабочий зазор катушки прямого хода выбирается таким образом, чтобы при подаче электрического импульса в катушку 1 прямого хода магнитапровод поднялся на высоту, при падении с которой да места установки датчика 12 нижнего положения магнитоправод набрал импульс силы, равный половине импульса силы, приобретенного якорем после подачи электрического импульса в катушку 1 прямого хода. Если в момент включения устройства напряжение пи тающей сети имеет отрицательное значение или положительные полярности недостаточной длительности, не обеспечивающей устойчивый запуск электромагнитного двигателя, то запуск электромагнитного двигателя осуществляется только в следующую положительную полуволну питающего напряжения„ Это достигается тем, что формирователь 10 генерирует запускающие импульсы длительностью t только при, увеличении напряжения питающей сети„

При поступлении управляющего импульса с формирователя 10 через датчики направления 13 и нижнего положения 12 на управляющий электрод тиристора рабочего хода 9 (фиг. ?, t<) в катушку 1 рабочего хода подается электрический импульс, в результате чего боек 5 остается на инструменте 6, а магнитаправод начинает движение вверх„ При движении вверх датчик 13 направления движения отключает выход формирователя

f0 от управляющего электрода тиристора 9 рабочего хода, поэтому да

1 срабатывания датчика 11 верхнего положения управляющие импульсы на тиристоры 8 и 9 не поступают. Использование одного датчика 12 нижнего положения привело бы к повторным подачам управляющих импульсов на тиристор 9 рабочего хода в пусковом режиме и к ликвидации возможности выхода электромагнитного двигателя на устойчивый режим работы. При срабатывании датчика 11 верхнего положения (фиг. 2, t,) в катушку 2 холостого хода подаются электрические им пульсы, в результате чего боек 5 приходит в положение, соответствующее номинальному рабочему воздушному зазору в катушке 1 прямого хода. При достижении магнитопровада верхнего положения (фиг. 2, t ), датчик 13 направления подключает выход формирователя к управляющему электроду тиристора 9 рабочего хода, поэтому при опускании магнитопровода до уровня установки датчика 12 нижнего положения (фиг. 2, t>) включается катушка 1 прямого хода. Одновременно пода20 ча электрических импульсов в катушки прямого 1 и обратного хода 2 исключается, так как при опускании магнитапровода ниже места установки датчика 11 верхнего положения отключает25 ся выход формирователя fO от тиристора 8 холостого хода„

При подаче электрического импульса в катушку 1 прямого хода боек 5 наносит удар по инструменту 6, магнитоправод поднимается вверх и рабочий цикл повторяется.

Незначительное колебание времени подъема и опускания млгнитапровада вследствие колебаний напряжения питающей сети не приводит к снижению устойчивости работы, так как изменение времени движения ударного узла компенсируется за счет изменения длительности напряжения, прикладыва40 емого к катушке 1 рабочего хада.

Так, при увеличении напряжения питающей сети магнитапровад получает болыщш импульс силы и время его подхода к цатчику 11 нижнего лоло45 жения (фиг. 3, t ) увеличивается относительно времени при номинальном напряжении (фиг„ 3, t>). Увеличение времени движения магнитопро-. вода в пределах длительности импульса

50 Формирователя 10 (фиг. 3, t< — t ) приводит к тому, чта длительность напряжения, прилаженного.к катушке рабочего хода уменьшится, а кинетическая энергия падающего магнитапровода возрастает. Поэтому в паследующий цикл магнитаправод поднимается на меньшую высоту, время его движения уменьшается и к моменту подхода магнитопровада к датчику 12 нижнего

1640809 положения (фиг. 3, t<) он имеет меньшую кинетическую энергию. Длительность напряжения s катушке рабочего хода B данном цикле увеличивается

5 за счет уменьшения времени движения, а магнитопровод поднимается на большую высоту. Уменьшение в незначительных прецелах питающего напряжения приводит к аналогичным колебаниям магнитопровода. Таким образом, магнитопровод осуществляет колебательные движения относительно установившегося режима работы при постоянной частоте ударов.

При значительном увеличении времени подъема и опускания магнитопровода (фиг. 3, t ) t>), например, изза существенного увеличения напряжения питающей сети или отклонения электромагнитной машины от вертикального положения, датчик 12 нижнего положения срабатывает в момент времени, когда отсутствует напряжение на выходе формирователя 10 импульсов. 25

В этом случае силовой электрический импульс в катушку прямого хода подается в следующий период питающего напряжения, что приводит к уменьшению частоты ударов, но не к потере устойчивости работы. Магнитопровод в данном случае получает большую кинетическую энергию, поэтому реакция катушки прямого хода поднимает его на .меньшую высоту и магнитопровод к моменту следующего срабаты35 вания датчика 12 нижнего положения имеет кинетическую энергию меньше, чем в установившемся режиме работы.

Место установки датчика 12 исключа40 ет удары магнитопровода узла по корпусу, а длительность импульсов с формирователя 10 обеспечивает подачу электрических импульсов в катушку

1. прямого хода только такой длитель45 ности, которая обеспечивает компенсацию импульса силы приобретенного магнитопровода при падении и поднятии его вверх до срабатывания датчика верхнего положения, обеспечивающего установку якоря s исходное положение.

При использовании электропривода улучшаются условия эксплуатации благодаря уменьшению вибраций корпуса, что особенно необходимо в ручном инструменте, Формула изобретения

Электропривод ударного действия, включающий электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения, содержащий корпус с установленным в нем с возможностью перемещения вдоль корпуса магнитопроводом с пазами,. катушки прямого и обратного хода, боек и систему управления, содержащую источник переменного напряжения, два тиристора и формирователь импульсов управления, причем катушки прямого и обратного хода подключены через тиристоры к источнику переменного напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения механических вибраций на корпусе, катушки прямого и обратного хода установлены в пазах магнитопровода, а система управления снабжена датчиком направления движения и контактными датчиками верхнего и нижнего положений магнитопровода относительно корпуса, причем выход формирователя импульсов через датчик направления движения и датчик нижнего положения соединен с управляющим электродом тиристора катушки прямого хода и через датчик верхнего ноложения с управляющим электродом тиристора катушки обратного хода.

1640809

Vg г t> 4 t

Фиг. Р

Редактор 11. Лазаренко

Заказ 1022 Тираж 360 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

$ др н

3 н

Н 1 2 б 4 4

Фиг, У

Составитель В. Лавров

Техред М.Моргентал Корректор А ОбРУчаР