Устройство для управления электродвигателем воздуховсасывающего агрегата пылесоса

 

Использование: в электротехнике, в автоматизированном электроприводе для управления нереверсивными коллекторными электродвигателями. Введение в устройство формирователя счетных импульсцв, счетчика-дешифратора , индикаторно-ключевого блока, коммутатора, компаратора, задатчика режима работы позволяет обеспечить простоту схемного решения устройства и повысить надежность переключения скорости вращения электродвигателя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 P 5/16, 7/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 (гд

Cd (21) 4828541/07 (22) 22.05.90 (46) 15.05.92. Бюл. ¹ 18 (71) Киевское научно-производственное объединение "Веста" (72) В. В, Са вустья н о в, Д. B. П ри мачен ко, В.А.Левушкин, Т.И.Напорчук, B.Â.Áàðàíîâский, П.И.Баклашов и М.И.Хенов (53) 621.316.718,5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1396233, кл. Н 02 P 7/28, 1988.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1313424, кл. Н 02 P 7/28, 1987.

Изобретение относится к уборочной технике и может быть использовано для управления электродвигателем воздуховсасывающего агрегата как в бытовых пылесосах, так и в пылеуборочной технике для производственных условий, а также в автоматизированных электроприводах для управления нереверсивными коллекторными электродвигателями.

Известно устройство для управления электродвигателем воздуховсасывающего агрегата пылесоса, электрическая цепь электродвигателя которого содержит два тиристора, переключатель с подвижным и неподвижным контактами, два конденсатора, При этом первый тиристор подключен к источнику питания последовательно с якорной обмоткой электродвигателя, между одним из основных и управляющим его электродами включен второй тиристор, управляющий электрод которого последова„„. Ы,, 1734183 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛ Е КТР ОД В И ГАТЕЛ Е М В ОЗДУХО В САСЫВАЮЩЕГО АГРЕГАТА ПЫЛЕСОСА (57) Использование: в электротехнике, в автоматизированном электроприводе для управления нереверсивными коллекторными электродвигателями, Введение в устройство формирователя счетных, импульсов, счетчика-дешифратора, индикаторно-ключевого блока, коммутатора, компаратора, задатчика режима работы позволяет обеспечить простоту схемного решения устройства и повысить надежность переключения скорости вращения электродвигателя. 3 ил. тельно соединен с первым конденсатором, подвижным контактом переключателя, его неподвижным контактом, вторым конденсатором, одна из обкладок последнего подключена к одному из полюсов источника питания в общей точке его соединения с обмоткой электродвигателя.

Однако в известном устройстве отсутствуют элементы, позволяющие изменить режим работы электродвигателя, вследствие чего не возможно улучшить его экономичность.

Известно также устройство управления однофазным нереверсивным симисторным электроприводом, содержащее регулятор, выход которого соединен с управляющим входом блока импульсно-фазового управления, и синхронизирующий трансформатор, первичная обмотка которого подсоединена к сети, Один выход вторичной обмотки синхронизирующего трансформатора зазем1734183 тиль, выполненный в виде мостового диод- 30 лен, а другой соединен с вторым входом блока импульсно-фазового управления.

Первый и второй выходы последнего подключены соответственно к первым входам двух логических элементов И вЂ” НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами двух нуль-органов. Выходы двух логических элементов объединены между собой и через усилитель подключены к управляющему элементу симистора, который через входную диагональ диодного моста соединен с сетью, Выходная диагональ диодного моста предназначена для подключения к якорной обмотке электродвигателя, Входы нуль-органов объединены и подключены к выходу синхронизирующего трансформатора.

Однако данное устройство, обладая сравнительно высокой точностью регулирования благодаря использования нуль-органов и логических элементов, имеет сложную схему управления. Кроме того, отсутствие задатчика для установки требуемой мощности электродвигателя снижает экономичность устройства управления.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления электродвигателем воздуховсасывающего агрегата пылесоса, содержащее управляемый венного выпрямителя и тиристора, подключенного анодом к одному выводу источника питания, а катод и второй вывод источника питания предназначены для подключения электродвигателя, формирователь импульсов с ключом, выходом подключенный к управляющему электроду управляемого вентиля, Цепь формирования импульсов управления управляемым вентилем образована резисторной частью оптрона, резистором, конденсатором, транзистором, делителем напряжения на резисторах, потенциометром, выпрямителем, маломощным трансформатором, терморезистором — датчиком температуры, электрическим контактом — мембраной пылесборника, излучающей частью оптрона, первичной обмоткой трансформатора, подключений к питающей электросети.

В этом устройстве отсутствуют элементы, позволяющие изменять режим работы электродвигателя (его частоту вращения, потребляемую мощность из сети), тем самым исключается возможность повысить экономичность пылесоса при использовании его для выполнения различных бытовых технологических процессов, уборочных операций. Кроме того, в прототипе в качестве коммутирующего элемента использован тиристор с управлением по катоду, который

55 для своей работы по управлению электродвигателем пылесоса требует применения дорогостоящего мостового силового диодного выпрямителя, Цель изобретения — повышение надежности и экономичности, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для управления электродвигате.лем воздуховсасывающего агрегата пылесоса, содержащем управляемый вентиль, подключенный анодом к одному выводу источника питания, а катод и второй вывод источника питания предназначены для подключения электродвигателя, формирователь импульсов с ключом, выходом подключенный к управляющему электроду управляемого вентиля, последний выполнен в виде симистора, а формирователь импульсов содержит последовательно соединенные формирователь счетных импульсовв, счетчик-дешифратор, индикаторно-ключевой блок, коммутатор, компаратор, а также задатчик режима работы и источник опорного напряжения, при этом вход формирователя счетных импульсов соединены с ключом, вход источника опорного напряжения соединен с выводами источника питания, а выход соединен с вторым входом компаратора и через задатчик режима работы — с входами коммутатора, а выход компаратора является выходом формирователя импульсов, На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для управления электродвигателем воздуховсасывающего агрегата пылесоса; на фиг.2 — его принципиальная электрическая схема; на фиг,3 — графики зависимостей напряжения на элементах устройства от времени.

Устройство содержитуправляемый вентиль 1 (фиг.1), выполненный в виде симистора, подключенный анодом к одному выводу источника 2 питания, а катод управляемого вентиля 1 и второй вывод источника 2 питания служат для подключения электродвигателя 3, формирователь 4 импульса с ключом

5, выходом подключенный к управляющему электроду управляемого вентиля 1, Формирователь 4 импульсов предназначен для формирования импульсов управления симистором, подключен на выходе ключа 5 и содержит последовательно соединенные формирователь 6 счетных импульсов, счетчик-дешифратор 7, индикаторно-ключевой блок 8, коммутатор 9, компаратор 10, а также задатчик 11 режима работы и источник

12 опорного напряжения. При этом вход формирователя 6 счетных импул ьсов соединен с ключом 5, вход источника 12 опорного напряжения соединен с выводами источни1734183

20 ка 2 питания, а выход источника 12 опорного напряжения соединен с вторым входом компаратора 10 и через задатчик 11 режима работы — с входом коммутатора 9, а выход компаратора 10 соединен с управляющим электродом управляемого вентиля 1. Источник 2 питания включает выключатель сети

13 и стабилизированный выпрямитель 14, Узлы 4 формирователя импульсов управления имеют следующее назначение.

Формирователь 6 счетных импульсов предназначен для исключения дребезга контактов ключа 5. Счетчик-дешифратор 7 служит для выбора режима работы электродвигателя 3 воздуховсасывающего агрегата пылесоса. Индикаторно-ключевой блок 8 служит для индикации выбранного режима работы электродвигателя и передачи сигнала на коммутатор 9, который обеспечивает подключение одного из выходов задатчика 10 режима работы к первому входу компаратора 11. Последний вырабатывает управляющие импульсы, сравнивая опорные напряжение и сигнал, полученный с коммутатора. Источник 12 опорного напряжения предназначен для выработки выпрямленного пульсирующего стабилизированного напряжения по амплитуде.

Формирователь 6 счетных импульсов (фиг.2) выполнен на основе микросхемы типа К561ЛА7 и состоит из двух логических элементов 15 и 16, конденсатора 17 и делителя напряжения на резисторах 18, 19; логический элемент 20 используется как инвентор. Счетчик-дешифратор 7 импульсов включен по схема с укороченным циклом и выполнен на микросхеме типа

К561ИЕ8. Индикаторно-ключевой блок 8 состоит из четырех диодов 21-24, четырех транзисторов 25 — 28, четырех светоизлучающих диодов 29 — 32, последовательно соединенных с одним из резисторов 37 — 40, и включен в коллекторную цепь соответствующего транзистора 25 — 28. Коммутатор 9 состоит из четырех тиристорных оптронных пар 41 — 44. Компаратор 10 состоит из транзисторов 45, 46, резисторов 47, 48 и импульсного трансформатора 49. Задатчик 11 режима работы состоит из четырех времязадающих цепочек (по числу задаваемых режимов работы), каждая из которых состоит из одного из резисторов 50 — 53 и общего для всех цепочек конденсатора 54. Источник 12 опорного напряжения содержит диодную мостовую двухполупериодную схему выпрямления на диодах 55 — 58, входом подключенную к сети переменного тока, стабилитрон 59 и гасящие резисторы 60, 61.

Стабилизированный выпрямитель 14 включает диодную мостовую двухполупериод25

55 ную схему выпрямления на диодах 62 — 65, сглаживающий фильтр, содержащий конденсатор 66, резистор 67 и электронный стабилизатор напряжения, имеющий транзистор 68, стабилитрон 69 и гасящий конденсатор 70, разряжающийся на резистор 71. Основные электроды симистора 1 зашунтированы цепочкой, состоящей из последовательно соединенных конденсатора

72, резистора 73, обеспечивающей надежность отпирания симистора короткими импульсами, Устройство для управления электродвигателя воздуховсасывающего агрегата пылесоса работает следующим образом.

При включении выключателя сети 13 переменное напряжение 220 В поступает на мостовую двухполупериодную схему выпрямления надиодах 55 — 58, мостовую двухполупериодную схему выпрямления на диодах 62 — 65, анод и катод симистора 1. С выхода стабилизированного выпрямителя

14 питание поступает на все узлы устройства, а с выхода выпрямителя источника 12 опорного напряжения через резисторы 60, 61 — на второй выход компаратора и на резисторы 50 — 53 задатчика 11 режима работы, Ка одном из выходов (О, 1, 2, 3) счетчика-дешифратора 7 появляется высокий потенциал (например, на выходе "0"). Этот потенциал через диод 21 и резистор 33 поступает на базу транзистора 25 и открывает его. Через транзистор 25 протекает ток по следующей цепи: плюс стабилизированного выпрямителя 14 через диод оптронной пары

41, светодиод 29 индикаторно-ключевого блока 8, резистор 37 транзистор 25 на минус стабилизированного выпрямителя 14. При этом светодиод 29 засвечивается, сигнализируя включенный режим работы электродвигателя.

Под действием протекающего тока cseтодиод оптронной пары воздействует на тиристор этой пары и открывает его, При этом резистор 50 через открывшийся тиристор оптрона 41 подключается к зарядной емкости 54, образуя времязадающую цепочку.

При этом конденсатор 54 заряжается по цепи: плюс источника 12 опорного напряжения (стабилитрон 59), резистор 50, тиристор оптронной пары 41, конденсатор 54 и минус источника опорного напряжения. Напряжение с конденсатора 54 поступает на первый вход компаратора 10. На второй вход компаратора поступает напряжение со средней точки делителя, образованного резисторами 47 и 48, которые запитываются от источника 12 опорного напряжения. При достижении напряжением на первом входе компаратора 10 величины, равной опорному

1734183

50 напряжению, поданному на его второй вход, транзисторы 45, 46 открываются, и ток проходит через первичную обмотку импульсного трансформатора 49, а с вторичной о6мотки трансформатора снимается 5 импульсное напряжение, которое поступает на управляющий электрод симистора 1, открывая его. Симистор будет открыт до перехода синусоидального напряжения через нуль, B следующем полупериоде процесс 10 повторяется.

° На временных диаграммах (фиг.3) показано: 1 — напряжение сети; 2 — напряжение на выходе источника опорного напряжения;

3 — напряжение на втором входе компарато- 15 ра (после делителя 47, 48); 4 — напряжение заряда конденсатора С54(для двух режимов работы электродвигателя воздуховсасы вающего агрегата); 5, 6 — напряжения на выходной обмотке импульсного 20 трансформатора 49, подаваемые на управляющий электрод симистора 1 (для двух режимов); 7, 8 — напряжения на якорной обмотке электродвигателя (для двух режимов работы). 25

Для перехода на следующий режим работы электродвигателя 3 воздуховсасывающего агрегата пылесоса необходимо кратковременно нажать на кнопку ключа 5, При этом формирователь 6 счетных импуль- 30 сов вырабатывает одиночный импульс положительной полярности, который подается на счетчик-дешифратор 7, на выходе "1" формирует высокий потенциал, который поступает на базу транзистора 26 через диод 35

22 и резистор 34, Дальнейший процесс выработки управляющего импульса аналогичен описанному. При этом в работе участвует транзистор 26, светодиод 30, ти40 ристорная оптронная пара 42, времязадающая цепочка, образованная резистором 51 и конденсатором 54.

Таким образом, изменяя с помощью формирователя 4 импульсов Rðoäoëæèòåëьность включения симистора 1, можно изменять действующее значение напряжения, подаваемого на обмотку якоря электродвигателя воздуховсасывающего агрегата пылесоса, а следовательно, частоту его вращения и потребляемую мощность.

Формула изобретения

Устройство для управления электродвигателем воздуховсасывающего агрегата пылесоса, содержащее управляемый вентиль, подключенный анодом к одному выводу источника питания, а катод и второй вывод источника питания предназначены для подключения электродвигателя, формировател ь импульсов с кл ючом, выходом подключенный к управляющему электроду управляемого вентиля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, управляемый вентиль выполнен в виде симистора, а формирователь импульсов содержит последовательно соединенные формирователь счетных импульсов, счетчик-дешифратор, индикаторно-ключевой блок, коммутатор, компаратор, а также задатчик режима работы и источник опорного напряжения, при этом вход формирователя счетных импульсов соединен с ключом, вход источника опорного напряжения соединен свыводами источника питания,,а выход соединен с вторым входом компаратора и через задатчик режима работы — с входами коммутатора, а выход компаратора является выходом формирователя импульсов.

1734183

1734183

Составитель В.Левушкин

Техред М.Моргентал Корректор Т, Малец

Редактор М. Келемеш

Заказ 1675 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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