Электропривод ручного электроинструмента

 

Использование: в электропирводах малой мощности с высокой ловторностью включения. Сущность изобретения: устройство содержит электродвигатель (1), тиристорный регулятор (2), выключатель (3), бистабильный элемент (7). 2 пороговых элемента (8, 9), датчик частоты вращения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (г9) (! I) (я) Н 02 P 5/418, 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4906738/07 (22) 31.01.91 (46) 23.10.92. Бюл. O 39 (71) Рижский технический университет и Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В,M.Áåëîâ. Э.А.Бранцис, У.Я.Лейманис, И.Я.Силиневич, В.Я,Узарс и В.П.Феоктистов (56) Авторское свидетельство СССР

М 630727, кл. Н 02 P 5/16, 1977.

Патент США М 4002959, кл. 318-245, f979. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД РУЧНОГО ЭЛЕКТРОИНСТРУМЕНТА (57) Использование: в электропирводах малой мощности c e coKoA noaTopHocT e включения. Сущность изобретения: устройство содержит электродвигатель (1), тиристорный регулятор (2), выключатель (3), бистабильный элемент (7), 2 пороговых элемента (8, 9), датчик частоты вращенйя (10), реле времени (11), блок фазового управления (6). 4 ил.

V

С)

Сл (1771055 ки:

Существенные отличительные призна— предусмотрен бистабильный элемент;

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано s приводах ручного электрического инструмента (дрели, гейковерты, пилы и т.д.) с коллекторными электродвигателями мощностью 0,4 — 1,5 кВт, Известны электроприводы ручного электроинструмента и бытовых машин с коллекторными двигателями переменного тока, которые подключены непосредственно к однофазной сети переменнного тока

220 В 50 Гц (1), Недостаток этих приводов связан с тем, что они не могут регулироваться, например, с целью плавного включения или для снижения скорости рабочего механизма.

Этот недостатокустранен я электроприводе, в котором коллекторный электродви.гатель переменного тока подключен к источнику 220 В 50 Гц посредством противо-параллельно-соединенных тиристоров с блоков фазового регулирования (2), При этом обеспечивается плавный пуск привода после его включения. но привод неэкономичен иэ-за больших потерь xofloстого хода, что типично для большинства электроинструмента при выполнении однотипных массовых операций.

В качестве прототипа целесообразно принять электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к сети однофазного переменного тока посредством тиристорного регулятора с блоком фазового управления, а также датчик частоты вращения, установленный на валу электродвигателя и соединенный с пороговыми элементами (3).

Недостаток прототипа связан с тем, что в режиме холостого хода и при малых нагрузках, характерных для ручного электроинструмента, двигатель работает с повышенной частотой вращения, что ведет к излишнему расходу электроэнергии, износу подшипников, повышенному уровню шума.

Цель предложения — исключение этих недостататков, т,е, повышение экономичности электропривода, Эта цель достигается за счет того, что дополнительно предусмотрен бистабильный элемент, установочные входы которого соединены с выходами пороговых элементов, а выходы бистабильного элемента подключены к входам блока фазового управления.

40 — его установочные входы соединены с выходами пороговых элементов, а его выходы — к входам блока фазового управления.

Эти признаки обеспечивают достижеwe цели изобретения, При патентных исследованиях и анализе признаков с известными техническими решениями сходных и эквивалентных признаков не обнаружено. Следовательно, предложение соответствует критерию "существенные отличия" и обладает новизной.

На фиг.1 показана принципиальная схема электропривода; на фиг.2 — диаграмма напряжения на двигателе; на фиг,3 — характеристики электропривода; на фиг.4 — временная диаграмма работы электропривода.

Электропривод (фиг.1) содержит коллекторный электродвигатель 1, который подключен к сети 220 В 50 Гц посредством тиристорного регулятора 2 и выключателя 3

Вал электродвигателя 1 через редуктор 4 соединен с рабочим механизмом 5 электроинструмента, Для регулятора 2 предусмотрен блок 6 фазового управления БФУ, ко входам которого подключены выходы бистабильного элемента 7. его установочные входы Уо и У1 соединены с выходами пороговых элементов 8 и 9, соединенных по входам с выходом датчика 10 частоты вращения ДЧВ двигателя 1. Это соединение выполнено через логический элемент ИЛИ, на другой вход которого подан сигнал Zr с выхода реле времени 11, имеющего уставку г = 1 — 2 с.

Привод работает следующим образом, БФУ выполнен по простейшей схеме, предусматривающей два значения угла проводимости для тиристоров 2: — полная проводимость когда i1 = 180 (фиг.2,а; — частичная проводимость, когда

Л< 180, причем в качестве примера на фиг.2,6 показано Л = 60О.

Режим пуска обеспечивается при включении выключателя 3 (исходное состояние привода: и - О, бистабильный элемент 7 находится в нулевом состоянии благодаря сигналу 2 = 1 с ПЭ 8). Сразу после включения

3 БФУ обеспечивает il = 60, напряжение на двигателе имеет форму по фиг.2,б. Двигатель 1 при этом работает по характеристике ПОНИЖ (фиг,3). Сигнал Z = 1 сразу при включении вырабатывается следующим образом — (фиг.4): реле времени 11 от момента

t0 включения выключателя 3 обеспечивает высокий уровень сигнала Z . в течение . времени т= 1-2 с.Этот сигнал через элемент

ИЛИ 10 проходит на вход ПЭ 8, обеспечивая

1771055 с его выхода сигнал Zo - 1, устанавливающий БЭ 7 в нулевое состоянии по входу УО.

Если инструмент работает на холостом ходу, то он достигает частоту вращения п <х.

После срабатывания реле времени 11 имеем Z - 0 и теперь на входы ПЗ 8 и 9 поступает сигнал, пропорциональный частоте вращения, т.е. в данном случае п» . Поскольку nxx > n, то ПЭ 9 не сработает, ПЗ

8 не сработает тем более, поскольку пх< «

n . Таким образом, привод останется на ха1 рактеристике ПОНИЖ., т.е. с частотой вращения п » током lxx (Л= 60 ), Наброс нагрузки при нахождении привода в этом состоянии приводит (с момента

tH) к увеличению момента сопротивления, например, до M " по фиг.3, в результате чего скорость вращения и начинает резко снижаться. Когда она снизится до величины ио (моментtH ),тосработает ПЭ 9, переводя БЭ

7 по входу Vl в единичное состояние и включая БФУ 6 в режим отпирания тиристоров 2 с углом проводимости il = 1800. В результате двигатель 1 переходит на характеристику

НОРМ. (фиг.3) и его скорость увеличивается н

Сброс нагрузки (момент tc) из исходного состояния с параметрами n, I>, il-= 180, ведет к росту скорости и.

Когда она, стремясь к и>«, достигнет величины и (момент tc ), то сработает ПЭ 8, переводя БЭ 7 в нулевое состояние и включая БФУ 6 в режим отпирания тиристоров 2 с углом проводимости А =- 60, При этом осуществляется переход на характеристику

ПОНИЖ, и скорость привода снижается до

5 пхх одновременноснижается и потребляемый из сети ток, что обеспечивает зкономию электроэнергии и ресурса подшипников инструмента.

Технико-экономическая эффективность

10 изобретения обеспечивается по сравнению с существующими приводами 300 — 800 Вт за счет экономии энергии в размере около 8 — 12;(, при повторности включения 55- 60, что характерно для электропил, рубанков, 15 дрелей и др.

Формула изобретения

Злектропривод ручного электроинструмента, содержащий электродвигатель, соединенный с выводами для подключения к

20 сети однофазного переменного тока посредством тиристорного регулятора с блоком фазового управления, а также датчик частоты вращения, установленный на валу электродвигателя и соединенный с порого25 выми элементами, о т л и ч а ю щ.и и с s тем, что, с целью повышения. экономичности электропривода, дополнительно предусмотрен бистабильный элемент, установочные входы которого соединены с выходами

30 пороговых элеметов, а выходы бистабильного элемента подключены к входам блока фа, зового управления.