Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сею э Советскик

Сециапистическии .Республик 921021 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1311,79 (21) 2840794/24-07

{5l)N. Кл.

Н 02 Р 7/62 с присоединением заявки М

3Ъаудиратввииы9 каиитвт

СССР ав делам изаарвтеиий и аткрытий (23) Приорнтет{ тЗ) УДК 621 ° 313. .13(088.8) Опубликовано 150482. бюллетень № > "4

Дата опубликования описания 1%482

A.A.Перьев, Н.П.Ряшенцев, Е.И.Тимош

Б.Г.Гольдштейн и В.И.Борисов(4 с.

Институт горного дела Сибирского отделения

AH СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОИАГНИТНЫИ

ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

ДВИЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электромагнитных двигателей с частотой ударов, меньшей частоты питающей сети.

Известно устройство дття управления электромагнитным двигателем, построенное на принципе заряда накопительной емкости за определенное число периодов напряжения питающей сети, через ограничительный резис" тор, до величины напряжения, огра-. ниченного пороговым элементом (1)..

Недостатком устройства является необходимость в предварительной настройке. что обусловлено технологическим разбросом параметров элементов и их изменением в процессе эксплуатации.

Известно также устройство для уп" равления электромагнитным.двигателем возвратно-поступательного дви" жения, выполненное на цифровых делителях частоты l2j.

Недостатком такого устройства является необходимость использования низковольтных стабилизированных источников питания, увеличивающих габариты и снижающих надежность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения, содержащее силовой тО тиристор, накопительный конденсатор, последовательно соединенный с ограничительным резистором и диодом, пороговый элемент и вспомогательный тз тиристор t 3).

Однако это устройство также требует настройки. из-за разброса параметров RC-цепочки и порогового элемента. Наличие же настройки повышает себестоимость электромагнитных машин, а изменение параметров элементов схемы в процессе эксплуатации приводит к изменению частоты питания двигателя, что приводит или к

3 9210 выходу из строя, или к неработоспособности электромагнитного двигателя.

Целью изобретения является повыше" ние надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем силовой тиристор, накопительный конденсатор, последовательно соединенный с ограничительным резистором 10 и диодом, пороговый элемент и вспомогательный тиристор, введены дополнительные резисторы и конденсатор, составляющие совместно с диодом, вспомогательным тиристором и порого- д вым элементом звено переноса напряжения, причем диод, соединенный последовательно с пороговым элементом и первым дополнительным резистором, подключен к одной шине питающего напря- щ0 женил, другая шина питания соединена с первым дополнительным резистором и через второй дополнительный резистор с катодом вспомогательного тиристора, дополнительный конденсатор соединен с д управляющим электродом вспомогательного тиристора и точкой соединения порогового элемента и первого дополнительного резистора, а накопительный конденсатор соединен с управляющим электродом силового тиристора через вспомогательные тиристоры звеньев передачи напряжения.

Такое выполнение устройства позволяет накопительному конденсатооу заряжаться не за определенное число периодов, а за первый период питающего напряжения и разряжаться не через пороговый элемент на управляющие переходы вспомогательного и силового 40 тиристоров, а через вспомогательные тиристоры звеньев переноса напряжения на управляющий переход силового тиристора. Коэффициент деления при этом определяется только количеством звеньев переноса.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для1 управления электромагнитным двигателем с коэффициентом деления равным n+2

50 на фиг. 2 - эпюры напряжений и токов схемы.

Устройство (фиг. 1) содержит накопительный конденсатор 1, величина напряжения на котором ограничивается стабилитроном 2, и+1 звено переноса напряжения, включающее в себя диод 3, динистор 4, резистор 5, дифференцирующую цепь на конденсаторе б

21 4 и резисторе 7 и вспомогательный тиристор 8. Тиристоры 8 цепей переноса соединены между собой последовательно и связывают накопительный конденсатор 1 с управляющим электродом силового тиристора 9, нагрузкой

10 которого является обмотка двигателя.

Устройство работает следующим образом.

В каждый период питающего напряжения на вспомогательный тиристор каждого из rl+1 звеньев переноса напряжения приходит только один управляющий импульс, причем в строго определенном порядке, обусловленном выбором порога срабатывания порогового элемента 4. Положительные управляющие импульсы (I>

l14 % ния на резисторе 5 (LJ5 -Ц- дифференциальной цепочкой, состоящей из конденсатора 6 и резистора 7. Динисторы 4 звеньев переноса напряжения выбираются таким образом, что в каждый период питающего напряжения первый управляющий импульс приходит на дополнительнмй тиристор 8 и-го звена переноса напряжения, а последнийна тиристор 8 первого звена переноса напряжения. Для получения нулевого угла включения тиристора 9 положительный управляющий импульс на вспомогательный тиристор 8 {и+1)-ro звена переноса напряжения в отличие от всех других звеньев приходит в отрицательную полуволну питающего напряжения 1 (» 3 и не в момент пробоя динистора, а в момент его запирания. За первый период питающего напряжения состояние всех вспомогательных тиристоров 8 не изменяется, так как в момент прихода своего положительного управляющего импульса отсутствует разность потенциалов между анодом и катодом. Накопительный конденсатор 1 за первый период заряжается до величины, ограниченной стабилитроном 2 (U ). За второй период питающего напряжения состояние вспомогательных тиристоров 8 всех звеньев, начиная со второго, не изменяется, так как к моменту прихода управляющих импульсов на эти тиристоры у них по-прежнему отсутствует разность потенциалов между анодом и катодом. Тиристор же 8 первого звена при приходе

5 92102 положительного импульса на его управляющий переход (t„) открывается.

В отрицательные полупериоды питающего напряжения состояние всех отк" рывшихся вспомогательных тиристоров

8 за счет энергии, запасенной в по,ложительные полупериоды накопитель-. ным конденсатором вплоть до его разряда на управляющий переход силового тиристора 9, не меняется. За третий период питающего напряжения при приходе своего управляющего импульса откроется только тиристор 8 второго звена, так как только у него за счет падения напряжения на резисторе 7 (U ) первого звена разность потенциалов между анодом и катодом не равна нулю. Состояние всех остальных тиристоров не изменится. Таким же образом за четвертый период питаю- 26 щего напряжения откроется только тиристор 8 третьего звена, а за (и+1)ый период (1 ) откроется тиристор 8 и-го звена.

В конце отрицательной полуволны 25 (n+1)-ro периода питающего напряжения при приходе своего положительного управляющего импульса (t ) откроется вспомогательный тиристор 8 (n+1)-го звена и накопительный конденсатор 1 через вспомогательные тиристоры 8 всех звеньев начнет разряжаться на управляющий переход силового тиристора 9 (Igqpy) В polloжительную полуволну (n+2)-ro nepuo3S да за счет растягивания времени разряда накопительного конденсатора 1 . c нулевым углом включения откроется силовой тиристор 9 (U10). В отрицательную полуволну (n+2)-ro периода, так как напряжение на накопительном конденсаторе 1 становится равным нулю, вспомогательные тиристоры 8 всех звеньев закрываются. Соотношение сопротивлений управляющего перехода силового тиристора 9, имеюще-. го сопротивление порядка единиц Ом, и ограничительного резистора 5, имеющего сопротивление порядка десятков кОм, достаточно велико, поэтому напряжение оставшееся на накопительном конденсаторе 1 после закрытия тиристоров 8 составляет несколько милливольт. Этого напряжения недостаточно для открытия тиристора 8 первого звена в (n+3)-й периоа питающего напряSS женин. Поэтому в (n+3)-A период (аналогичный первому) заряжается только накопительный конденсатор 1.В (n+4)-й I 6 период (аналогичный второму) откроется только тиристор 8 первого звена и т.д. Таким образом, частота напряже" ни, приложенного к нагрузке 10 в

n+2 раза меньше частоты питающей сети.

Использование предлагаемого устройства особенно целесообразно при небольшом коэффициенте деления, что характерно для управления электромагнитными двигателями возвратнопоступательного движения.

Изменение напряжения на накопительном конденсаторе 1, обусловленное разбросом параметров цепочки 1,5, не влияет на работоспособность схемы, а разброс параметров динисторов 4 каждого звена компенсируется установкой в схему динисторов из различных классов, перекрывающих разброс их параметров, поскольку в данной схеме важны не сами моменты прихода уп" равляющих импульсов на вспомогательные тиристоры 8, обусловленные порогом срабатывания динисторов 4, а последовательность их прихода.

Исключение настройки схемы позволяет снизить себестоимость блоков питания примерно на 25-304, а устранение в процессе эксплуатации колебаний заданной частоты работы может дать увеличение ресурса электромагнитных машин ударного действия на 103.

Формула изобретения

Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратнопоступательного движения, содержащее силовой тиристор, накопительный конденсатор, последовательно соеди ненный с ограничительным резистором и диодом, пороговый элемент и вспомогательный тиристор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, введены дополнительные резисторы и конденсатор, составляющие совместно с диодом,вспомогательным тиристором и пороговым элементом звено переноса напряжения, причем диод, соединенный последовательно с пороговым элементом и первым дополнительным резистором, подключен к одной шине питания, другая шина питания соединена с первым до полнительным резистором и. через второй дополнительный резистор-с като7 92 дом вспомогательного тиристора, дополнительный конденсатор соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора и точкой соединения порогового элемента и первого дополнительного резистора, а накопительный конденсатор соединен с управляющим электродом силового тиристора через вспомогательные тиристоры звеньев переноса напряжения.

1021

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 482017, кл. Н 03 К 25/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

И 647829, кл. H 02 P 7/62, 1974.

Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 1993631/24-07, О кл. Н 02 Р 7/62, 1973.

Фиг. 1

921021

Составитель 3.Горник

Редактор М.Петрова Техред E.Õàðèòîí÷èê

Корректор Н. Стец

Заказ 2375/71 Тираж 719

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4