Устройство для регулирования амплитуды колебаний электромагнитных вибровозбудителей

 

(72) Авторы . изобретения

В, Д. Волков, Л. Г. Гольденберг и А. И. Куцовс (7I) Заявитель

Воронежский инженерно-строительный ин (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ АМПЛИТУПЫ

КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВИБРОВОЗБУПИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано при разработке электромагнитных виброприводов, применяемых в вибропитателях, вибрационных перемешивающих устройствах и других машинах.

Известен электромапппный вибропривод, содержащий электромагнитный вибровозбудитель, состоящий из соединенных упругими элементами активной и реактивной частей, электромагнит и якорь которых имеет воздушный зазор, датчик виброперемещения механического типа, выход которого соединен со входом отключающего устройства (Ц.

Цель изобретения — расширение . функцио. нальных возможностей путем обеспечения работы при редких колебаниях нагрузки . ю

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены интегратор, разряднын ключ, вторые элемент сравнения, формирователь импульсов, задатчик амплитуды, при1> чем первый формирователь импульсов через интегратор соединен с первым входом второго элемента сравнения, к второму входу которого подсоединен второй эалагчик ам-. плитуды, а к выходу — вход блока управ. ления тиристором, выход которого через второй формирователь импульсов подсоединен к разрядному ключу, охватывающему ннтеграIOP.

Однако устройство характеризуется узкими функциональными возможностями.

Известно устройство для регулирования . амплитуды колебаний электромагнитных вибровозбудителей, содержащее тиристор в цепи питания вибровозбудителя, управляющий электрод.которого соединен с блоком управления тиристором, элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком. амплитуды, второй — с датчиком виброперемещения, а выход соединен с формирователем импульсов (21.

Недостатком известного устройства являются узкие функциональные возможности вследствие отказов при резких колебаниях нагрузки.

3 96667

На фиг. 1 представлена функциональнам схема электромагнитного вибропривода; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие его работу.

Электромагнитный вибропривод состоит из электромагнитного вибровозбудителя 1, содержащего упругие элементы 2, реактивную часть 3, активную часть 4, электромагнит 5, тиристора" 6, зажимов 7 сети переменного тока, блока 8 управления тиристором, первого элемента 9 сравнения, задатчика 10 ам- 10 плитуды колебаний, датчика 11 виброперемещения, второго элемента 12 сравнения, задатчика 13 максимально допустимой амплитуды, первого формирователя 14 импульсов, интегратора 15, разрядного ключа 16 и второго 15 формирователя 17 импульсов., 1 На фиг. 2 обозначено: 0> — напряжение .сети переменного тока, Π— напряжение на выходе блока 8 управления тиристором 6, i — ток в электромагните 5 вибровозбудите- р11 ля 1, Оэ — напряжение на выходе первого элемента 9 сравнения, 04 — напряжение на выходе эадатчика 10 амплитуды, Π— напряжение на выходе датчика 11 виброперемещения, 0< — напряжение на выходе датчика 13 мак-. э5 симально допустимой амплитуды, 0» — напряжение на выходе элемента 12 сравнения, Оа — напряжение на выходе первого формирователя 14 импульсов, Од — напряжение на выходе интегратора 15, U o — напряжение 3Q на выходе второго формирователя 17 импульсов.

Электромагнитный вибропривод работает следующим образом. .На управляющий электрод тиристора 6 с выхода блока 8 управления тиристором поступает напряжение О„имеющее вид последовательности прямоугольных импульсов фиксированной длительности, фаза d кбторых относительно начал интервалов положительности напряжения О, определяет моменты (фазу)

40 включения тиристора 6.

По электромагниту .5 протекают импульсы тока i, приводящие к перемещению (колебаниям) реактивной части 3 вибровозбудителя

1 относительно его активной части 4, т. е. к изменению воздуцшого зазора между обеими частями вибровозбудителя.

Действующее значение импульсов тока i определяется фазой cL включения тиристора

6. Величина фазы oL, в свою очередь, определя-5О ется уровнем напряжения Оэ на выходе первого элемента 9 сравнения, на первый вход которого поступает напряжение 04 задания амплитуды колебаний с выхода задатчика 10 амплитуды колебаний. При изменении величины фазы ol 55 изменяется действующее значение импульсов тока i, протекающих через электромагнит 5 внбровозбуднтеля 1, и следовательно, изменя ется амплитуда колебаний реактивной части 3 вибровозбудителя 1 относительно его активной. части 4.

Однако амплитуда колебаний определяется не только действующим значением импульсов тока i„но и величиной нагрузки на реактивной части 3 вибровозбудителя 1. При некоторых. неизменных значениях задания амплитуды и нагрузки на реактивной части 3 вибровозбудителя 1 амплитуда колебаний не превышает предельно допустимых значений.

При уменьшении нагрузки на реактивной части 3 вибровозбудителя 1 амплитуда колебаний увеличивается и при некотором минимальном ее значении амплитуда колебаний превы-шает предельно допустимое значение, что может привести к соударениям обеих частей вибровозбудителя 1 при дальнейшем уменьшении нагрузки.

Напряжение U с выхода датчика 11 виброперемещения, пропорциональное: перемещению (колебанию) реактивной части 3 относительно активной части 4 вибровозбудителя 1, поступает на первый вход второго элемента 12 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение 06 с выхода задатчика 13 макси-мально допустимой амплитуды, пропорциональ1 ное максимально допустимой амплитуде. На вход первого формирователя 14 импульсов с выхода второго элемента 12 сравнения поступа ет напряжение U», равное разности напряжений

U и. 06, На выходе первого формирователя 14 импульсов формируется напряжение Us в виде импульсов прямоугольной формы, длительность которых равна длительностям интервалов отрицательности напряжения 0». Интервалы отрицательности в напряжении О» появляются только тогда, когда колебания превышают Максимально допустимую амплитуду, т. е. когда напряжение 0 превышает напряжение

Об, причем длительность формируемых на выходе первого формирователя 14 импульсов

U8 определяется величиной этого превышения.

Напряжение 08 поступает на вход интегратора 5, охваченного разрядным плечом 16, и на его выходе формируется линейно нарастающее на интервале действия импульсов Оа напряжение 09. Поскольку длительность импульсов Оа определяется превьппением амплитуды колебаний над максимально допустимой амплитудой, напряжение U, достигаемое к концу, действия импульсов Оа, также будет определяться величиной этого превышения. Напряжение Од поступает на второй вход первого элемента 9 сравнения, в котором сравнивается с напряжением 04 и результирующее напряжение Оэ уменьшается, увеличивая фазу oL импульса 0» на следующем после выявления превьппения действи5 966670 тельной амплитуды колебаний над максимально допустимой интервале положительности напряжения U>. Увеличение фазы импульса

U приводит к уменьшению действующего значения импульса тока i на этом же интервале и, следовательно, к уменьшению амплитуды колебаний на следующем его периоде.

Одновременно импульсы U поступают на вход второго формирователя 17 импульсов, на выходе которого формируется напряжение 10

U,z в виде последовательности прямоугольных импульсов фиксированной длительности, передние фронты которых совпадают с задними фронтами импульсов U . Импульсы О е поступают на управляющий вход разрядного ключа 16, 13 включая его. Разрядный ключ 16 шунтирует интегратор 15, и напряжение U> íà его выходе становится равным нулю, подготавливая тем самым работу электромагнитного вибропривода на следующем периоде его колебаний. 26

Если на следующем периоде колебаний уменьшившаяся амплитуда колебаний превыша- ет предельно допустимое значение, то, аналогично вышеизложенному, вновь происходит увеличение фазы о1. включения тиристора 6, on- 2$ ределяемое превышением амплитуды колебания на этом периоде, над предельно допустимым значением. А так как амплитуда колебаний на этом периоде меньше, чем на предыдущем, то увеличение фазы д. включения тиристора 6 на.этом периоде будет меньше, чем на предыдущем.

Этот процесс будет происходить до тех пор, пока на одном из периодов колебаний амплитуда его не станет равной или меньшей максимально допустимого значения. В этом случае фаза d- включения тиристора 6 будет определяться напряжением U4 задания амплитуды, что вновь приведет к увеличению амплитуды колебаний на следующем периоде при неизменной минимальной нагрузке на реактивной части 3 вибровозбудителя 1. Согласно вышеизложенному, вновь происходит увеличение .. фазы с1. включения тиристора 6, и на следую. щем периоде колебаний амплитуда вновь

45 уменьшается.

В электромагнитном виброприводе устанавливаются автоколебания (рыскание) амплитуды относительно ее максимально допустимого значения, причем превышение амплитуды колебаний над предельно допустимым значением оп. ределяется динамическими свойствами системы цри отсутствии нагрузки на реактивной части 3

6 вибровозбудителя 1 и путем соответствующего выбора параметров элементов системы может быть сведено к минимуму.

Если же в процессе функционирования вибропривода происходит увеличение нагрузки на реактивной части 3 вибровозбудителя 1, то амплитуда колебаний устанавливается меньшей, чем предельно допустимое значение, режим автоколебаний амплитуды прекращается и величина амплитуды колебаний определяется зада-. нием Uq амплитуды колебаний и увеличившейся нагрузкой на реактивной части 3 вибровозбудителя 1.

Аналогично функционирует электромагнитный вибропривод и при резком уменьшении нагрузки (даже не до минимального ее значенир), с тем лишь отличием, что установившийся режим будет характеризоваться отсутствием автоколебаний, т. е. установившаяся амплитуда колебаний не будет превышать предельно допустимого значения..

Формула изобретения

Устройство для регулирования амплитуды колебаний электромагнитных вибровозбудителей, содержащее тиристор в цепи питания вибровозбудителя, управляющий электрод которого соединен с блоком управления тиристором, элемент сравнения, первый вход которого соединен с. задатчиком амплитуды, второй— с датчиком виброперемещения, а выход соединен с формирователем импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения работы при резких колебаниях нагрузки, в него введены интегратор, разрядный ключ, вторые элемент сравнения, формирователь импульсов, задатчик амплитуды, причем первый формирователь импульсов через интегратор соединен с первым входом второго элемента сравнения, к второму входу кото. рого подсоединен второй задазчик амплитуды, а к выходу — вход блока управления тиристором, выход которого через второй формирователь импульсов подсоединен к разрядйому ключу, охватывающему интегратор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 636039, кл. В 06 В 1/04, 1977. . 2. Авторское свидетельство СССР У 481885, кл. G 05 0 15/01, 1971 (прототип).