Устройство питания электромагнитного вибровозбудителя

 

Изобретение относится к вибротехнике и может быть использовано для управления электромагнитными вибровозбудителями, применяемыми в горнорудной, строительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - расширение области приме1 а 4 i u. т нения путем расширения функциональных возможностей. Для этого в устройство введены третий и четвертый тиристоры 11,12, блоки 13, 14 управления тиристорами, фазосмещающие блоки 15, 16, задатчик 17 фазы колебаний , блок 18 задания постоянного фазового сдвига, сумматоры 19,20,преобразователь 22 фаза - напряжение, делитель 23, задатчик 24 амплитуды колебаний и регулятор 25 амплитуды колебаний. Устройство может работать в двух режимах: для питания однотактного вибровозбудителя и для питания двухтактного вибровозбудителя. Зо втором случае осуществляется стабилизация амплитуды колебаний как изменением угла открытия тиристора 12, так и изменением величины напряжения регулятором 25. 1 ил. 5Ј 1гО

СООЭ СОВЕТСНИХ

ЩСПЩЛИМ щ) С 05 D 15/01, Н 02 Ч 5/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПРИ fHHT" СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ,с

° l

° ° (6l) 1030936 I (21) 4721 619/24 (22) 18 ° 04.89 (46) 23.04.91. Бюл. И- 15 (71) Воронежский инженерно-строительный институт (72) Л. Г. Гольденберг (53) 621 316.722 (088.8) (563 Авторское свидетельство СССР

И- 1030936, кл. С 05 9 15/01, Н 02 И 5/22, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОИАГНИТНОГО ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к вибротехнике и может быть использовано для управления электромагнитными вибровозбудителями, применяемыми в горнорудной, строительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения — расширение области приме„„SU„„1644103 А2

2 нения путем расширения функциональных возможностей. Для этого в устройство введены третий и четвертый тиристоры 11,12, блоки 13, 14 управления тиристорами, фазосмещакнцие блоки 15, 16, задатчик 17 фазы колебаний, блок 18 задания постоянного фазового сдвига, сумматоры 19,20,ïðåобразователь 22 фаза — напряжение, делитель 23, задатчик 24 амплитуды колебаний и регулятор 25 амплитуды колебаний. Устройство моЖет работать в двух режимах: для.питания однотактного вибровозбудителя и для питания двухтактного нибровозбудителя ° Во втором случае осуществляется стабилизация амплитуды колебаний,как изменением угла открытия тиристора 12, так и изменением величины напряжения регулятором 25. 1 ил . С:

1644103

50

Изобретение относится к вибротехнике и может быть использовано для управления электромагнитными вибровозбудителями, применяемыми в горнорудной, строительной и других отрас-, лях промышленности.

Цель изобретения — расширение области применения устройства путем расширения его функциональных воз- 10 можностей.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство питания электромагнитного вибровозбудителя содержит !5 трансформатор 1, вторичная обмотка которого имеет три вывода, тиристоры 2, 3, блоки 4,5 управления тиристорами,,фазосмещающий блок б,фазосмещающий блок 7, задатчик 8 фазы ко- 20 лебаний, блок 9 задания постоянного фазового сдвига, сумматор 10,тиристоры 11,12 блоки 13 14 управления тиристорами, фазосмещающий бльк 15, фаэосмещающий блок 16, задатчик 17 25 фазы колебаний, блок 18 задания постоянного фазового сдвига, сумматоры

19,20, корректирующий .блок 21,включающий преобразователь 22 фаэа— напряжение и делитель 23, задатчик 30

24 амплитуды колебаний, регулятор

25 амплитуды колебаний.

На чертеже позициями 26 — 28 обозначены выводы вторичной обмотки трансформатора 1, позициями 29—

31 — выводы всего устройства питания, которое, как показано на чертеже, подключено к электромагнитному вибровозбудителю в двухтактном исполнении. 40

Устройство питания электромагнитного вибровозбудителя работает следующим образом.

При подключении устройства к источнику электроэнергии (не показан) 45 с выходным напряжением, изменяющимся по гармоническому закону, на выводах 26 — 28 трансформатора 1 появ ляется напряжение, подводимое к тиристорам 2,3,1 1,12.

Источник электроэнергии подключается либо к выводам первичной обмот;ки трансформатора 1, либо к регулятору 25 амплитуды колебаний в зави симости от режима работы (А или Б).

;1

В режиме Аисточник электроэнергии подключается к выводам первичной обмотки трансформатора 1 а. электромагнитный вибровозбудитель — к выводам 29 и 30 устройства,, т.е. импульсы тока к вибровозбудителю протекают через тиристоры 2,3. При закрытом тиристоре 3 и изменении угла открытия тиристора 2 изменяется фаза напряжения, подводимого к вибровозбудителю, и, соответственно, фаза колебаний вибровозбудителя. Требуемая фаза колебаний определяется уставкой задатчика 8 фазы колебаний, сигнал с которого поступает на управляюший электрод тиристора 2 через фазосмещающий блок 6 и блок 4 управления тиристором.

Одновременно с изменением фазы колебаний изменяется действующее значение напряжения, подводимого к вибровозбудителю, что приводит к изменению амплитуды колебаний его якоря.

Для устройств с многодвигательным электромагнитным виброприводом, в которых должно осуществляться синхронно-синфазное движение вибровозбудителей с равными амплитудами, изменение амплитуды колебаний при регулировании фазы колебаний недопустимо.

Для стабилизации амплитуды колебаний при изменении фазы необходимо поддерживать действующее значение подводимого к вибровозбудителю напряжения на заданном уровне. Для этого используется тиристор 3, который подключен к выводу 28 трансформатора 1, т.е, на более высокое напряжение, чем тиристор 2, подключенный к выводу 27. Управление тиристором 3 осу-ществляется таким образом, чтобы при увеличении угла открытия б < тиристора.2 угол открытия g< тиристора 3 уменьшался и наоборот. Тиристором

3 вибровозбудитель на определенные интервалы времени подключается на более высокое напряжение, что приводит.к постоянству действующего значения напряжения, подводимого к вибровозбудителю.

Алгоритм, по которому должен изменяться угол открытия 05< тиристора

3 при изменении угла открытия К тиристора 2, определяется из условия постоянства действующего значения напряжения на вибровозбудителе.Характерной особенностью устройства является то, что при изменении напряжения на выводах трансформатора по гармоническому закону и выполнении соотношения

1644103

Так как

As inst — As in (ЯС-Я) 1

Е /Е, =-, 2, где Š— напряжение между первым и .третьим выводами трансформатора I;

Š— напряжение между первым и

1 вторым выводами трансформатора, алгоритм управления выражается линейным соотношением

= 2Asin -- -- ° cos ((j)t — — -) (2) Ч

2 2 то результирующие колебания якоря происходят но гармоническому закону

cos(6 — †-) с амплитудой 2Asin ——

V Ц

2 з Ф ф = n л

2. f

Для практической реализации алгоритма управления в устройство введены блок 9 задания постоянного фазового сдвига, соответствующего половине периода напряжения питания вибровоэбудителя, и сумматор 10, входы которого подключены к задатчику 8 2О фазы колебаний и блоку 9 задания постоянного фазового сдвига, а выход через фазосмещающий блок 7 и блок 5 yriравления тиристором — к управляющему электроду тиристора 3. 25

С учетом того, что вибровоэбудитель является для устройства питания индуктивной нагрузкой, изменение угла ф, осуществляется в диапазоне от

0 до Ф/2.

Величина амплитуды колебаний якоря вибровозбудителя регулируется (в слу-чае необходимости) изменением величиAsingt - Asin(Qt-tIl), где А -. амплитуда колебаний от каждой последовательности импульсов. ны напряжения, поступающего от источника электроэнергии.

В режиме Б источник электр >энергии подключается к выводам регулятора 25, а электромагнитный вибровозбудитель — к выводам 29 — 31.

Возможность изменения фазы коле- 40 баний якоря двухтактного вибровозбудителя определяется специфическими особенностями вибровозбудителя — наличием двух одинаковых электромагни тов, одного общего якоря, действием на якорь тяговых усилий, направленных в противоположные стороны. Если при этом по одному электромагниту протекает периодическая последовательность импульса тока, и по другому — такая же последовательность импульса тока, но отстающая от первой на некоторый фазовый угол (7, то результирующие колебания якоря будут определяться соотношением 55 (1) откуда следует два известных частных случая: при g = 0 якорь неподвижен, так

xax sin n = 0; при (p = I(колебания якоря происходят с двойной амплитудой, так как sin ii /2 = 1.

Из выражения (2) следует,что для изменения фазы колебаний якоря необходимо изменять фазовый сдвиг между последовательностями импульсов тока, поступающими на электромагниты двухтактного вибровозбудителя. Лля получения второй последовательности импульсов тока, сдвинутой относительно первой на заданный фазовый угол, в устройство питания введены тиристоры 11,12, блоки 13 и 14, фазосмещающие блоки 15 и 16, задатчик 17 Фазы колебаний, блок 18 задания постоянного фазового сдвига и сумматор

19,20, аналогичные цепям управления тиристорами 2,3.

Первой характерной особенностью устройства является различное подключение задатчиков 8 и 17 фазы колебаний. Задатчик 8 подключен как к <Ьазосмещающему блоку 6, так и к фазосмещающему блоку 15 (подключение к фазосмещающему блоку 15 осуществляется через сумматор 20), т.е. при изменении устанки первого задатчика фазовый сдвиг между первой и второй последовательностями импульсов тока не изменяется, а осуществляется лишь одинаковый сдвиг по фазе обеих последовательностей импульсов тока. В системах многодвигательного вибропривода это необходимо для начальной установки фазы колебаний вибровозбудителя. Необходимость в начальной установке фаз колебаний возникает из-за разброса характеристик вибровозбудителей, обусловленного разбросом характеристик упругих элементов.

Изменение фазового сдвига между последовательностями импульсов тока, поступающими к электромагнитам вибро1644103 (2Asin — = = А

2 Э (3) где А - амплитуда колебаний, заданная по тем или иным сообра- 45 жениям (например, технологическим).

Из соотношения (3) следует что для обеспечения постоянства заданно". амплитуды колебаний при изменении угла (f, амплитуда колебаний А,создаваемая последовательностью импульсов тока, поступающей к электромагниту вибровоэбудителя, должна изменяться по закону

А3

А = — — — — — -.

Ч

2sin

2 возбудителя, осуществляется лйшь эадатчиком 17, подключенным к входу сумматора 20 путем изменения его уставки. Изменение уставки задатчика

17 изменяет угол открытия тиристора

I1. Поскольку угол открытия тиристора 2 остается неизменным, происходит изменение фазы колебаний якоря двухтактного вибровозбудителя.

При из мене нии ус т аво к з ад атчико в

8 и 17 иэ-за изменения углов открытия тиристоров 2 и 11 изменяется действующее значение тока, поступающего к электромагнитам вибровоэбудителя. Однако это изменение компенсируется изменением углов открытия тиристоров 3 и 12 (см. описание работы .в режиме A).

Второй характерной особенностью устройства является введение дополнительных элементов, компенсирующих влияние на амплитуду колебаний якоря возмущения, обусловленного специфическими свойствами двухтактного виб- 25 ровозбудителя. Из соотношения (2) следует, что этим возмущением является наличие множителя sin — — в выраЧ

2 жении 2Asin

2 для результирующей амплитуды колебаний якоря двухтактного вибровозбудителя, поскольку с изменением угла сдвига фаз (P результирующая амплитуда колебаний изменяется.

Алгоритм работы устройства питания, обеспечивающий стабилизацию амплитуды колебаний, вытекает из соотношения 40

В устройстве изменение амплитуды колебаний А, создаваемой последовательностью импульсов тока, поступающей к электромагниту вибровозбудителя, осуществляется путем изменения действующего значения тока, поступающего к каждому из электромагнитов. Для изменения действующего значения тока в устройстве питания используется регулятор 25 амплитуды колебаний, подключенный к выводам первичной обмотки трансформатора 1.

Для управления изменением действующего значения тока используется корректирующий блок 21. Поскольку величина фазового сдвига (p определяется уставкой задатчика 17, т.е, величиной напряжения U< снимаемого с задатчика, задатчик 17 через первый вход корректирующего блока 21 подключен к преобразователю 22, на выходе которого формируется сигнал в виде напряжения ки

U = 2sin — — = 2sin --—

2 2 где К вЂ” коэффициент пропорциональности между углом (и напряжением

Б

В делитель 23 в соответствии с законом (4) сигнал, поступающий. с задатчика 24 в виде напряжения,пропорционального заданному значению амплитуды колебаний А>, делится на численное значение функции 2sin †--, соот( ветствующее заданному фазовому сдвигу (g (при (p = 0 выходной сигнал делителя 23 математически стремится к бесконечности, так как sin 0 = О, . однако с технической точки зрения работа устройства питания при малых, углах (P интереса не представляет, поскольку при малых значениях угла (p результирующая амплитуда

LP колебании 2Asin — - также мала;

2 это обстоятельство учитывается при настройке задатчика 17.

Сигнал, пропорциональный результату деления, через выход корректи- . рующего блока 21 поступает на вход регулятора 25. Пропорционально вход-. ному сигналу изменяется выходной сигнал регулятора в виде электрического напряжения, изменяющегося по гармоническому закону. Это напряжеФормул а и зоб ре тени я

Устройство питания электромагнитного вибровозбудителя по авт.св.

В 1030936, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены третий и четвертый тиристоры, третий и четвертый блоки управления тиристорами, третий и четвертый фаэосмещающие блоки, второй и третий сумматоры, второй блок задания постоянного фазового сдвига, второй задатчик фазы колебаний, преобразователь фаза — напряжение, делитель, эадатчик амплитуды колебаний и регулятор амплитуды ко— лебаний, включенный в цепь первичной

Составитель В. Прямицын

Техред A,Êðàâ÷óê

Редактор Г. Бельская

Еорректоо A.Îñàóëåíêî

Заказ 1461 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

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

9 164 ние трансформируется к вторичной обмотке трансформатора 1, что приводит к изменению действующего значения напряжения, поступающего к электромагнитам вибровоэбудителя, и восстановлению заданной амплитуды колебаний якоря двухтактного вибровозбудителя, Таким образом, стабилизация амплитуды колебаний якоря вибровозбудителя обеспечивается как изменением угла открытия тиристора 12, так и изменением величины напряжения на выходе регулятора 25 амплитуды колебаний .

41 03

lU обмотки трансформатора и подключенный управляющим входом к выходу делителя, у которого первый вход соединен с выходом эадатчика амплитуды колебаний, а второй вход — с выходом преобразователя фаза — напряжение, причем анод третьего тиристора соединен с анодом первого тиристора, анод четвертого тиристора соединен с анодом второго тиристора, а катоды третьего и четвертого тиристоров объединены и являются третьим выходом устройства, управляющие выводы третьего и четвертого тиристоров соединены с выходами соответственно третьего и четвертого блоков управления тиристорами, подключенных входами к выходам соответственно

2О третьего и четвертого фазосмещающих блоков, выход второго блока задания постоянного фазового сдвига соединен с суммирующим входом второго сумматора, подключенного выходом к входу

2 четвертого фазосмещающего блока, а вычитающим входом объединен с входом третьего фазосмещающего блока и подключен к выходу третьего сумматора, у которого первый вход соединен с

30 выходом первого эадатчика фазы колебаний, а второй вход объединен с входом преобразователя фаза — напряжение и «одключен к выходу второго эадатчика фазы колебаний.