Маломощный электропривод

 

Использование: в ручном электроинструменте и бытовых машинах. Сущность: в системе управления тиристорного регулятора 6 предусмотрен элемент И 12, входы которого соединены с выходами датчика 4 скорости, датчика 7 тока и датчика 8 наличия напряжения. При этом обеспечивается плавное включение электродвигателя и автоматическое его выключение в случае заклинивания рабочего механизма. 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, V ,о

1О 00

Ю (21) 4871570/07 (22) 08.10.90 (46) 07.10.92. Бюл. ¹ 37 (71) Рижский технический университет и Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.М.Белов, У,Я.Лейманис, И.Я.Силиневич, Э.А.Бренцис, B.ß,Óçàðñ и В.П.Феоктистов (56) 1. Патент ФРГ № 1Э49667, кл. Н 02 P 5/40, 1969.

2, Авторское свидетельство СССР

N- 630727, кл, Н 02 P 5/16, 1977, 3, Патент США N. 3678360, кл. 318-332, 1972.

Изобретение относится к электроприводам с коллекторными двигателями, может быть использовано в ручном электроинструменте и бытовых машинах.

Известен электропривод, содержащий электродвигатель, вал которого соединен с валом рабочего механизма, а обмотка электродвигателя посредством пускового контакта подключена к источнику однофазного переменного тока (1), --"-Недостаток такого привода связан с отсутствием системы плавного включения двигателя, а также с отсутствием ограничения вращающего момента при заклинивании привода — такой режим характерен для ручного инструмента, Этот недостаток частично устранен в электроп риводе, содержащем электродвигатель с рабочим механизмом, причем обмотки электродвигателя подключены к источнику электропитания посредством тиристорного регулятора с блоком управления, датчики тока и частоты вращения

„„ЯЛ „„1767682 А 1 (54) МАЛОМОЩНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Использование: в ручном электроинструменте и бытовых машинах. Сущность: в системе управления тиристорного регулятора 6 предусмотрен элемент И 12, входы которого соединены с выходами датчика 4 скорости, датчика 7 тока и датчика 8 наличия напряжения, При этом обеспечивается плавное включение электродвигателя и автоматическое его выключение в случае заклинивания рабочего механизма, 2 ил, электродвигателя, выходы которых соединены с входами блока управления (2).

Недостаток этого привода проявляется в режиме заклинивания, когда регулятор повышает напряжение на двигателе до максимума, что может вызвать поломку рабочего механизма.

В качестве прототипа целесосбразно принять электропривод, содержащий электродвигатель с рабочим механизмом, причем обмотки электродвигателя подключены к клеммам для источника питания посредством ручного выключателя и тиристорного регулятора с блоком фазового управления.

В цепь электродвигателя включены датчики тока и напряжения, а на валу двигателя установлен датчик частоты вращения (3).

Недостаток прототипа связан с низкой надежностью привода, так как в нем выполняются функции регулирования (стабилизации скорости, ограничение тока) только в нормальных режимах. В типичном аномальном режиме — при заклинивании рабочего

1767682

1 созЛ

1 2

35 а=О,а-1

55 механизма, что характерно для ручного электроинструмента, — не обеспечивается выключение привода. Такое выключение в маломощных двигателях обычно не может быть обеспечено и традиционной защитой, например предохранителем или автоматическим выключателем, Цель предложения = повышение надежности электропривода.

Эта цель достигается за счет того, что дополнительно введены пороговые элементы, подключенные к выходам датчиков тока и частоты вращения, инерционный элемент, два элемента И, элементы ИЛИ и НЕ, причем выход датчика напряжения подключен к входам первого и второго элементов И, второй и третий входы второго логического элемента И соединены с выходом порогового элемента датчика частоты вращения и с выходом логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом порогового элемента датчика тока, а второй вход— с выходом второго элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход первого элемента И через инерционный элемент подключен к входу блока фазового управления, Существенные отличия: — дополнительно введены пороговые элементы и общий логический элемент ИЛИНЕ; — выходы датчиков тока, напряжения и частоты вращения соединены с входом блока фазового управления через пороговые элементы и логический элемент ИЛИ-НЕ.

Эти отличия позволяют достичь цели изобретения. При патентных исследованиях и сопоставлении признаков предлагаемого электропривода с известными техническими решениями сходных и эквивалентных признаков не обнаружено. Следовательно, предложение соответствует критерию "существенные отличия" и обладает новизной, На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема электропривода; на фиг, 2 — диаграмма его работы, Электропривод содержит электродвигатель 1, вал которого через редуктор 2 соединен с рабочим механизмом 3, На валу находится датчик 4 скорости, Обмотки двигателя 1 подключены к источнику электропитания 220 В 50 Гц посредством ручного выключателя 5 и тиристорного регулятора 6, B цепь двигателя включен датчик 7 тока, а к проводам электропитания подключен дискретный датчик 8 наличия напряжения.

Система управления содержит блок 9 фазного управления, инерционный элемент

10, логические элементы: И 11 и 12, ИЛИ 13, НЕ 14, пороговые элементы 15 и 16. Они выполнены на типовых интегральных микросхемах, Привод работает следующим образом (см, фиг, 2), После подачи напряжения 220 В включают выключатель 5 (момент to). Сразу же срабатывает ДНН 8 и его сигнал проходит через элемент 11, открытый разрешающим уровнем с элемента НЕ 14. От элемента

11 дискретный сигнал Z = 1 проходит через инерционный элемент 10, его выходной сигнал Z* представляет собой постепенно нарастающее напряжение, которое воздействует на блок 9 фазового управления, Последний постепенно увеличивает угол проводимости Л тиристоров в регуляторе 6, увеличивая напряжение U< на двигателе 1; его среднее значение равно где U =220 В, Соответственно возрастает и ток1 цепи двигателя 1, Далее возможны два варианта, которые рассмотрены ниже.

Вариант нормал ьной работы, когда двигатель 1 начинает вращаться и через редуктор 2 приводит рабочий механизм 3. С выхода датчика 4 имеем напряжение, пропорциональное частоте вращения и > О, а с выхода 15 — нулевой уровень, в результате чего сохраняется сигнал и тиристоры блока 6 остаются открытыми.

Нормальный вариант не показан на фиг. 2.

Вариант ненормальной рабсты получается в случае заклинивания рабочего механизма, что типично для ручного электроинструмента (дрель, пила, гайковерт и т.д,), При этом с выхода 15 имеем единичный сигнал, Когда ток 1 достигает порогового значения!*(момент t< на фиг, 2), срабатывает пороговый элемент 16, вызывая срабатывание элемента 12, так что имеем а=1,а=О, Z=0, в результате чего сигнал Z* на входе БФУ 9 снижается до нуля, v, тиристоры 6 выключаются, что предохраняет двигатель 1 от перегрева, а рабочий механизм — от поломки.

Для повторго включения нужно выключить В5 и снова его включить, Аналогичным образом привод выключа- ется и в том случае, если заклинивание происходит в процессе нормальной работы.

1767682

Технико-экономическая эффективность обеспечивается повышением надежности за счет сохранности привода,при его заклинивании.

Формула изобретения

Маломощный электропривод, содержащий электродвигате ь. с рабочим механизмом, причем обмотки электродвигателя подключены к источнику питания посредством ручного выключателя и тиристорного регулятора с блоком фазового управления, в цепь электродвигателя включены датчики тока и напряжения, а на валу двигателя установлен датчик частоты вращения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности электропривода, дополнительно введены пороговые элементы, подключенные к выходам датчиков тока и частоты вращения, инерционный элемент, два элемента И, элементы ИЛИ и НЕ, причем выход датчика напряжения подключен к входам

5 первого и второго элементов И, второй и третий входы второго логического элемента

И соединены с выходом порогового элемента датчика частоты вращения и выходом логического элемента ИЛИ, один вход

10 которого соединен с выходом порогового элемента датчика тока, а второй вход — с выходом второго элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход

15 первого элемента И через инерционный элемент подключен к входу блока фазового управления.

1767682

Фкг.2

Редактор

Заказ 3558 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, Ужгоро ., ул,Гагарина, 101,7 (,р) Составитель В.Феоктистов

Техред М.Моргентал Корректор И,Шмакова