Устройство управления электромагнитным железоотделителем

 

Изобретение м.б. использовано в литейном пр-ве. Устройство содержит электромагнитную систему (1) с основной (2) и дополнительной (3) обмотками, источник пост. тока.(4), коммутатор (5), трансформатор (6), компаратор (7), формирователи импульсов (8-13), элемент ИЛИ (14), триггеры

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 03 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4827970/03 (22) 23,05.90 (46) 15.03.93. Бюл, ¹ 10 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А, В. Кипенский, В. Н, Пилипенко, Ю.А.Кравец, А,M.Ôëååð и М,Н.Литвиненко (56) Авторское свидетельство СССР

¹1614270,,кл. В 09 С 1/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ЖЕЛЕЗООТДЕЛИТЕЛEM

Изобретение относится к разделению материалов по магнитным свойствам и может быть использовано в литейном произ водстве для разделения формовочной смеси и ферромагнитных включений.

Цель изобретения состоит в повышении

«эффективности электромагнитного разделения материалов при одновременном улучшении массогабаритных показателей.

На фиг. t представлена блок-схема.устройства управления электромагнитным железоотделителем; на фиг.2 — вариант схемы распределителя импульсов; на фиг.3 — временные диаграммы работы формирователя временных интервалов (ФВИ); на фиг.4— временные диаграммы работы узла импульсно-фазового управления (УИФУ).

Устройство управления (фиг.1) электромагнитным железоотделителем, в состав которого входят конвейер 1 с гибкой лентой 2 для подачи исходного материала. с ведущим

3 и ведомым 4 барабанами и размещенная над ним электромагнитная система 5 с основной 6 и дополнительной 7 обмотками, охваченная гибкой лентой 8 конвейера 9 для

„,!Ы,„, 1801584 А1 (57) Изобретение м.б. использовано в литейном пр-ве. Устройство содержит электромагнитную систему (1) с основной (2) и дополнительной (3) обмотками, источник пост. тока.(4), коммутатор (5), трансформатор (6), компаратор (7). формирователи импульсов (8 — 13), элемент ИЛИ (14), триггеры (15, 20), ждущий мультивибратор (16), счетчики (17, 18, 19), элементы И (21, 22), кодозадатчик (23), генератор тактовых импульсов (24), распределитель импульсов (25), выход.ныее каскады (26, 27, 28, 29), датчик (30), 2,з.п. п.ф., 4 ил. эвакуации ферромагнйтных включений, причем обмотка 6 подключена к источнику постоянного тока 10, а обмотка 7 — к выходу коммутатора 11, содержит УИФУ 12, включающий фазосдвигающий блок 13, выполненный в виде трансформатора 14, вход которого подключен к силовым входным вы.водам коммутатора 11, предназначенным для подключения к силовым шинам сети, а выход через компаратор 15 — ко входам формирователей импульсов 16 и 17, выходы которых подключены ко входам логического элемента ИЛИ 18, выход логического элемента ИЛИ 18 подключен к S-входу триггера

19, к РЕ-входу счетчика 20 и ко входу формирователя импульсов 21, выход триггера 91 через ждущий мультивибратор 22 подключен ко входу" — 1" счетчика 20, выход которого подключен к R-входу триггера 19 и ко входу формирователя импульсов 23, выходы формирователя импульсов 21, 23 и компаратора 15 являются первым, вторым и третьим выходами фазосдвигающего блока 13 и подключены соответственно к первому, второму и третьему входу распределителя

1801584

Е импульсов 24, канал данных DO-DN счетчи. ка 20 подключен к первому каналу кадозадатчика 25, четвертый вход распределителя импульсов 24 подключен к выходу ФВИ 26, которым является прямой выход триггера

27, прямой выход триггера 27 подключен также ко входу формирователя импульсов

28 и к первому входу логического элемента

И 29, инверсный выход триггера 27 подключен ко входу формирователя импульсов 30 и к первому входу логического элемента И 31, выходы формирователей 28 и 30 подключены соответственно к РЕ-входам счетчиков

32 и 33, вход "— 1" счетчика 32 подключен к выходу логического элемента И 31, а вход

"-1" счетчика 33 подключен к выходу логического элемента И 29, каналы данных DO—

DN счетчиков 32 и 33 подключены соответственно ко второму и третьему каналам кадозадатчика 25, второй вход логического элемента И 29 подключен к выходу генератора тактовых импульсов 34, а второй вход логического элемента И 31 является входом ФВИ и подключен к выходу датчика

35 скорости перемещения потока исходного материала, подвижная часть которого размещена на общем валу с барабаном 3, выходы распределителя импульсов 24 подключены ко входам соответствующих .выходных каскадов 36...39, выходы которых являются выходами УИФУ 12 и подключены ко входам управления коммутатора 11.

Распределитель импульсов 24 (фиг.2) содержит два логических элемента ИЛИ 40 и 41, два логических элемента И 42, 43 и два логических элемента ЗАПРЕТ 44, 45, причем первый вход распределителя импульсов 24, подключенный к выходу формирователя импульсов 21 представляет собой объединенные в общую точку первые входы логических элементов ИЛИ 40, 41, второй вход распределителя импульсов 24, подключенный к выходу формирователя импульсов 23 представляет собой объединенные в общую точку первые входы логических элементов И

42 и ЗАПРЕТ 45 и вторые входы логических элементов ИЛИ 40, 41, третий вход распределителя импульсов 24, подключенный к выходу компаратора 15 представляет собой объединенные в общую точку вторые входы логических элементов И 42, 43, и ЗАПРЕТ 44 и 45, четвертый вход распределителя импульсов 24, подключеннб и к прямому выходу триггера 27, представляет собой объединенные в общую точку третьи входы логических элементов И 42 и 43 и ЗАПРЕТ

44 и 45, выход логического элемента ИЛ И 40 подключен к первому входу логического элемента ЗАПРЕТ 44, а выход логического элемента ИЛИ 41 подключен к первому входу элемента И 43, выход логического элемента

И 42 является первым выходом распределителя импульсов 24 и подключен к выходному

X —= т

Т34 (3) 30 где Тз4 — период следования тактовых импульсов на выходе генератора 34.

Кроме того, напряжение с прямого вы35 хода триггера 27 поступает на четвертый вход распределителя импульсов 24, в результате чего импульсы управления, сформированные фазосдвигэющим блоком 13, поступают через выходные каскады 36...39 на входы управления коммутатора 11. Ключи коммутатора 11 открываются с углом управления а, определяемым УИФУ, и к обмотке 7 прикладывается постоянное напряжение, по ней протекает ток и таким

45 образом формируется переменная составляющая магнитного поля электромагнитной системы 5.

По окончании счета, когда начальное содержимое счетчика 33 становится меньше нуля, на его выходе формируется сигнал, который, поступая на R-вход триггера "7, изменяет его состояние (момент времени tt, фиг.3), Теперь на прямом выходе триггера

27 напряжение соответствует уровню логи-.

55 ческого нуля (фиг,3,а), а на инверсном— уровню логической единицы (фиг,3,д) Наличие логического нуля на прямом выходе триггера 27 запрещает прохождение импульсов управления через распределитель каскаду 36, выход логического элемента ЗАПРЕТ 44 является вторым выходом распределителя импульсов 24 и подключен к выходному каскаду 37, выход логического элемента И 43 является третьим выходом распределителя импульсов 24 и подключен ."0 к выходному каскаду 38, выход логического элемента ЗАПРЕТ 45 является четвертым выходом распределителя импульсов 21 и подключен к выходному каскаду 39.

Устройство управления работает следу15 ющим образом, Пусть в момент времени to напряжение на прямом выходе триггера 27 соответствует уровню логической единицы (фиг.3,а). Это напряжение поступает на первый вход логического элемента И 29 и раз20 решает прохождение через нега импульсов от генератора тактовых импульсов 34 на вход "— 1" счетчика 33 (фиг.3,б). С приходом каждого тактового импульса начальное содержимое X счетчика 33 уменьшается на единицу. Символическое обозначение изменения числа Х в счетчике 33 показано на фиг,З,Ы, Число X при этом выбирается из условия

1801584 (6) тп = — У Т35, т

Т35

m35 2 (4) f35 = К02, 5 m35

° 2 R3 (5) =(лог.О, если U14 <0; (8) лог.1, если 014 > О импульсов 24, в результате чего ключи коммутатора 11 закрываются и напряжение с обмотки 7 снимается. По фронту напряжения 027инв формирователь 30 формирует импульс 03о (фиг.З,г), который поступая на 5

РЕ-вход счетчика 33 производит запись кода числа Х, действующего на входе канала данных 00 — DN. в счетчик 33 (фиг.З,в). Одна, ко изменения числа X в счетчике 33 после этого не происходит, поскольку импульсы 10 на вход "— 1" не поступают, Напряжение

U27 s = "лог,1", действующее на первом

" входе логического элемента И 31, разрешает прохождение через него импульсов от датчика 35 (фиг.З,е) на вход" — 1" счетчика 32. 15

Частота импульсов на выходе датчика 35 пропорциональна частоте вращения барабана 3, а следовательно, и скорости V2 перемещения ленты 2 с потоком исходного материала 20 где К вЂ” коэффициент пропорциональности

m35

2л Яз где m35 — число отверстий в подвижной части датчика 35; 30

R3 — радиус барабана 3.

По мере поступления импульсов, на вход

"— 1" счетчика 32 уменьшается его начальное содержимое Y (фиг.З,ж). Число Y при этом выбирается из условия 35 где S5 — протяженность зоны сепарации 40 электромагнитной системы 5 в направлении движения ленты 2 конвейера 1.

По окончании счета, когда начальное содержимое .счетчика 32 становится меньше нуля, на его выходе формируется сигнал, 45 который поступая на S-вход триггера 27 переводит его в исходное состояние, при котором напряжение 027np = "лог.1" (момент времени 12, фиг.3). Наличие логической единицы на прямом выходе триггера 27 разре- 50 шает прохождение импульсов управления через распределитель импульсов 24 к управляющим входам коммутатора 11. Крючи коммутатора 11 открываются и. по обмотке

7 начинает протекать ток, в результате чего формируется очередная пульсация магнитного поля электромагнитной системы 5. По фронту напряжения 027 р формирователь . 28 формирует импульс 025 (фиг.З.з), который, поступая на PE-вход счетчика 37 производит запись кода числа У, действующего на входе канала данных DO — DN, в счетчик

32 (фиг.З,ж). Поскольку интервал паузы между подключениями дополнительной обмотки 7 составляет где T35 — период следования импульсов с выхода датчика 35 то частота подключения обмотки 7 с учетом (5) и (6) будет определяться выражением

1 2 1т ЯЗ m35 02 02 т7 тп S5 m35 2 7т R3 S5

Выражение (7) свидетельствует о функциональной зависимости частоты подключения дополнительной обмотки 7 электромагнитной системы 5 к источнику постоянного тока от скорости перемещения потока исходного материала. Таким образом ФВИ за счет измерения скорости перемещения потока исходного материала обеспечивает оптимизацию частоты f7, в результате чего уменьшены потери в электромагнитной системе 5.

Величина напряжения, прикладываемого к обмотке 7, а следовательно, и сила протекающего в ней тока определяется УИФУ, который работает следующим образом, На входе коммутатора 11 действует переменное напряжение синусоидальной формы, Это напряжение через понижающий трансформатор 14 поступает на вход компаратора 15 (фиг.4,а). Связь выходного напряжения компаратора 15 с его входным напряжением может быть определена зависимостью

Таким образом, при переходе питающего напряжение через нуль, напряжение на выходе компаратора 15 изменяется от значения логического нуля до значения логической единицы (фиг.4,б). Формирователь импульсов 16 формирует импульс 015 по фронту напряжения 015 (фиг.4,e), а формирователь импульсов 17 — по срезу этого

-напряжения (фиг.4,г). В логическом элементе ИЛИ 18 происходит логическое суммиро1801584

20 а= TzzZc c, (9) 25

30 о>с=2xfc, 35

55 вание импульсов 0и и 0п (фиг,4,д), Импульсы U>e поступают на S-вход триггера 19, переводя его в такое устойчивое состояние, при котором напряжение 0щ = "лог.1",,По фронту напряжения U

29, распределяется по каналам при помощи распределителя импульсов 24, в соответствии с сигналом с компаратора 15, усиливается выходными каскадами и отпирает соответствующую пару ключей коммутатора

11. Причем угол управления а будет определяться следующим образом где Tzz — период следования импульсов на выходе ждущего мультивибратора 22; и, — угловая частота сети:

fc- частота напряжения питающей сети.

От величины азависит напряжение прикладываемое к обмотке 7 (фиг.4,к) и сила тока через нее.

Таким образом; изменяя число Z, код которого действует на входе канала данных

D0 — DN счетчика 20, можно изменять амплитуду переменной составляющей магнитного поля электромагнитной системы 5, Импульсы напряжения U>e поступают также на РЕ-вход счетчика 20, производя запись в.него начального содержимого Z u запускают формирователь 21 (фиг.4,и). Импульсы Uz<, поступая через распределитель импульсов 24 (элементы ИЛИ 40 и 41, И 43 и ЗАПРЕТ 44) и выходные каскады 37 и 38 на ключи коммутатора 11, обеспечивают режим неполного управления в полностью управляемом преобразователе, что повышает коэффициент мощности последнего, снижает коэффициент пульсаций тока в нагрузке и сокращает длительность переходных процессов при отключении нагрузки, : Использование устройства управления электромагнитным железоотделителем позволяет повысить эффективность разделения материалов по магнитным свойствам на

40„,50оь, не изменяя массогабаритных показателей электромагнитной системы, и снизить расход электроэнергии на 25...35%, Формула изобретения

1. Устройство управления электромагнитным железоотделителем, содержащее размещенный над ленточным конвейером электромагнитный узел, основная обмбтка которого подключена к источнику постоянного тока, а дополнительная — к выходу коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности электромагнитного разделения материалов, в него введены датчик скорости перемещения потока исходного материала, формирователь временных интервалов, кодозадатчик, узел импульсно-фазового управления, включающий распределитель импульсов, выходные каскады и фазосдвигающий блок, первый, второй и третий выходы которого подсоединены к первому, второму и третьему входам распределителя импульсов, выходы которого через соответствующие выходные каскады соединены с управляющими входами коммутатора, выполненного в виде тиристорного блока, силовые входные выводы которого предназначены для подключения к силовым шинам сети и соединены с первым входом узла иМпульсно-фазового управления, датчик скорости перемещения потока исходного материала подсоединен к первому входу формирователя временных интервалов, выход которого подключен к третьему входу распределителя импульсов который является вторым входом узла импульсно-фазового управления, при этом ко- . дозадатчик одним каналом подключен к узлу импульсно-фазового управления, а двумя другими — к формирователю временных интервалов, 2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фазосдвигающий блок выпол40 нен в виде трансформатора, компаратора четырех формирователей импульсов, элемента ИЛИ, первого триггера, ждущего мультивибратора и первого счетчика, причем вход трансформатора является первым входом узла импульсно-фазового управления; выход соединен с компаратором, выход которого соединен с входами первого и второго формирователей импульсов и является третьим выходом фазосдвигающего блока, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с .входами элемента

ИЛИ, выход которого соединен с S-входом первого триггера, PE-входом первого счетчика и входом третьего формирователя импульсов, выход первого триггера через ждущий мультивибратор подсоединен к "1" входу первого счетчика, выход которого соединен с входом четвертого формирователя импульсов и S-входом первого триггера, при этом канал данных первого счетчика

1801584

10 подключен к первому каналу кодозадатчика, а выходы третьего и четвертого формирователей являются первым и вторым выходами фазосдвигающего блока.

3. Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь временных интервалов выполнен в виде генератора тактовых импульсов, двух элементов И, второго и третьего счетчиков, пятого и шестого формирователей импульсов и второго триггера, при этом первый вход первого элемента И является третьим входом формирователя временных интервалов, выход первого элемента И соединен с "— 1" входом второго счетчика, выход которого соединен с S-входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, входом пятого формирователя импульсов и является выходом формирователя временных интервалов, инверсный выход второго триггера соединен с вторым

5 входом первого элемента И и входом шестого формирователя импульсов, при этом выходы пятого и шестого формирователей импульсов подключены к РЕ-входам второго и третьего счетчиков соответственно, ге10 нератор тактовых импульсов подсоединен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с "-1" входом третьего счетчика, выход которого соединен с R-входом второго триггера, при этом каналы дан15 ных второго и третьего счетчиков являются первым и вторым выходами формирователя временных интервалов.

1801584

Cinp о) и

3) Х

Ьа г) 4ев

4! е) F

1801584

К а)

К ф

4 ф

Pjp

8)

6(g

cF)

Ьг е)

z л

Р з)

ger

u)

Р( к)

Составитель М.Китайская

Редактор Н,Федорова Техред М,Моргентал Корректор Т,Ваш кович

Заказ 810 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