УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВИБРАТОРА Российский патент 2004 года по МПК H02P1/26 

Изобретение относится к устройствам управления электродвигателями переменного тока и может быть использовано для автоматического пуска и останова электродвигателей центробежных вибраторов, применяемых для очистки от налипания на стенках бункеров сыпучих материалов при их транспортировке и переработке.

Известны устройства для управления электродвигателями переменного тока, обеспечивающие пуск, останов и реверсию асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором [1, с.78, рис. 42, а) и б)].

Наиболее близким к заявляемому является устройство [2, с.503, рис. 17.22], содержащее кнопочный переключатель, образованный последовательно соединенными замыкающим контактом кнопки "Пуск" и размыкающим контактом кнопки "Стоп", и контактор привода, первый вывод обмотки которого через последовательно соединенные контакты кнопочного переключателя связан с первым полюсом источника переменного напряжения, второй полюс которого соединен со вторым выводом обмотки контактора привода. Главные замыкающие контакты контактора включены в цепи питания фазных обмоток электродвигателя, а вспомогательный контакт его подключен параллельно замыкающему контакту кнопки "Пуск".

Такое устройство обеспечивает дистанционное управление вибратором: запуск электродвигателя при нажатии на кнопку "Пуск" и останов его при нажатии на кнопку "Стоп".

Однако использование такого устройства для управления центробежными вибраторами, установленными на бункерах, требует постоянного визуального контроля за процессом падения транспортируемого материала из бункера на питатель или приемный конвейер с целью своевременного включения их в работу и последующего отключения. В противном случае из-за прекращения падения материала из бункера может произойти нарушение технологического процесса, вызывающее уменьшение объема выпускаемой продукции, а иногда и повреждение оборудования. Последнее в большей мере свойственно материалам, транспортируемым в пульпообразном состоянии (смесь сыпучего материала с жидкостью), склонным к комкованию, налипанию и зависанию в бункерах.

Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации и эффективности использования центробежных вибраторов, установленных на бункерах, за счет автоматического управления их работой - включением электродвигателей вибраторов при прекращении падения транспортируемого материала из бункера на питатель или конвейер и отключением их после восстановления процесса нормального падения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство для автоматического управления электродвигателем вибратора содержит кнопочный переключатель 1, образованный последовательно соединенными замыкающим контактом кнопки “Пуск” и размыкающим контактом кнопки “Стоп”, контактор привода 2, обмотка которого через последовательно соединенные контакты кнопочного переключателя 1 связана с полюсами источника переменного напряжения, а главные замыкающие контакты 2₁ включены в цепи питания фазных обмоток электродвигателя вибратора М, планку-коромысло 3, установленную так, что один конец ее с укрепленной на нем горизонтальной лопаткой расположен под выходом бункера, а на другом конце закреплены груз-противовес и постоянный магнит 4, магнитоуправляемый контакт 5, расположенный над постоянным магнитом 4, стабилизированный блок питания 6, входы которого через вспомогательный замыкающий контакт 7 контактора привода питателя (приемного конвейера), расположенного под выходом бункера, подключены к источнику переменного напряжения, токоограничивающий резистор 8, орган задержки 9, образованный параллельно соединенными между собой конденсатором 9₁ и переменным резистором 9₂, пороговый элемент (триггер Шмитта) 10, усилитель 11, оптосимистор 12 и электромеханическое реле 13.

Положительный полюс стабилизированного блока питания 6 через последовательно соединенные токоограничивающий резистор 8 и магнитоуправляемый контактор 5 связан со входом органа задержки 9 и входом порогового элемента (триггера Шмитта) 10, выход которого соединен со входом усилителя 11. Отрицательный выход стабилизированного блока питания 6 подключен к выходу органа задержки 9 и через излучающую часть оптосимистора 12 соединен с инверсным выходом усилителя 11.

Обмотка электромеханического реле 13 через силовую часть оптосимистора 12 связана с полюсами источника переменного напряжения, цепь из последовательно соединенных размыкающего контакта 13₁ электромеханического реле 13 и вспомогательного замыкающего контакта 2₂ контактора привода 2 подключена параллельно замыкающему контакту кнопки “Пуск” кнопочного переключателя 1 и первому замыкающему контакту 13₂ электромеханического реле 13, второй замыкающий контакт которого 13₃ включен в цепь сигнализации.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении, когда конвейер, транспортирующий сыпучий материал, остановлен, вспомогательный замыкающий контакт 7 разомкнут и напряжение к стабилизированному блоку питания 6 не подводится. Отсутствует напряжение на его выходе, поэтому, независимо от состояния магнитоуправляемого контакта 5, ток через излучающую часть оптосимистора 12 не протекает. Закрыта его силовая часть, в результате чего не протекает ток через обмотку электромеханического реле 13. Замыкающие контакты его 13₂ и 13₃ разомкнуты, размыкающий контакт 13₁ замкнут. Контактор привода 2 электродвигателя вибратора находится в отключенном состоянии. Электродвигатель вибратора остановлен.

При запуске в работу транспортного конвейера замыкается вспомогательный контакт 7 и на вход стабилизированного блока питания 6 подается переменное напряжение. В результате падения транспортируемого материала из бункера на расположенный под ним питатель (конвейер) планка-коромысло 3 с постоянным магнитом 4 колеблется, вызывая периодические замыкания магнитоуправляемого контакта 5. При этом от блока питания 6 через токоограничивающий резистор 8 происходит периодический подзаряд конденсатора 9₁ органа задержки 9. Ко входу порогового элемента 10 прикладывается потенциал положительного полюса блока питания 6, в результате чего на его выходе и на входе усилителя 11 сигнал приобретает уровень логической единицы, а на инверсном выходе усилителя 11 - уровень логического нуля. Отсутствует разность потенциалов между инверсным выходом усилителя 11 и отрицательным полюсом блока питания 6. Ток через излучающую часть оптосимистора 12 не протекает, нет тока и в его силовой части. Электромеханическое реле 13 и контактор привода 2 электродвигателя находятся в отключенном состоянии.

Если падение транспортируемого материала из бункера на расположенный под ним питатель (конвейер) прекратится, то планка-коромысло 3 уравновешивается, магнитоуправляемый контакт 5 длительно размыкается. При этом прекращается подзаряд конденсатора 9₁ от блока питания 6 и начинается его разряд через резистор 9₃. Через время, определяемое параметрами RC-цепочки органа задержки 9, сигнал на входе и выходе порогового элемента 10, а также на входе усилителя 11 снижается до уровня логического нуля. Сигнал на инверсном выходе усилителя 11 приобретает уровень логической единицы. Появляется разность потенциалов между инверсным выходом усилителя 11 и отрицательным полюсом блока питания 6, в результате чего через излучающую часть оптосимистора 12 начинает протекать ток. Отпирается силовая часть оптосимистора 12, что приводит к протеканию тока через обмотку электромеханического реле 13 от источника переменного напряжения. Электромеханическое реле 13 срабатывает, замыкая свои контакты 13₂ и 13₃ и размыкая контакт 13₁. От источника переменного напряжения через замкнутый контакт кнопки “Стоп” кнопочного переключателя 1 замкнутый контакт 13₂ электромеханического реле 13 и обмотку контактора привода 2 начинает протекать ток. Контактор привода 2 включается и через его замкнувшиеся главные контакты 2₁ электродвигатель вибратора подключается к питающей сети. Вибратор воздействует на стенки бункера, вызывая встряхивание содержащегося в нем материала.

Одновременно второй замыкающий контакт 13₃ электромеханического реле 13 приводит в действие устройство сигнализации о прекращении подачи транспортируемого материала из данного бункера на расположенный под ним питатель (конвейер), а размыкающийся контакт 13₁ разрывает цепь самоудерживания обмотки контактора привода 2 через свой вспомогательный замыкающийся контакт 2₂.

После восстановления процесса нормального падения транспортируемого материала из бункера на расположенный под ним питатель (конвейер) планка-коромысло 3 с постоянным магнитом 4 вновь начинает колебаться, вызывая периодические замыкания магнитоуправляемого контакта 5. Происходит периодический подзаряд конденсатора 9₁ органа задержки 9 от блока питания 6. Ко входу порогового элемента 10 прикладывается потенциал положительного полюса блока питания 6, в результате чего на его выходе и на входе усилителя 11 сигнал приобретает уровень логической единицы, а на инверсном выходе усилителя 11 - уровень логического нуля. Исчезает разность потенциалов между инверсным выходом усилителя 11 и отрицательным полюсом блока питания 6. Прекращается протекание тока через излучающую и силовую части оптосимистора 12, теряет питание обмотка электромеханического реле 13, размыкаются его контакты 13₂ и 13₃ и замыкается контакт 13₁. В результате размыкания контакта 13₂ электромеханического реле 13 прекращается протекание тока через обмотку контактора привода 2. Контактор привода 2 отключается, размыкая свои главные контакты 2₁ в цепи питания обмоток электродвигателя вибратора. Вибратор прекращает работу.

При остановке транспортного конвейера устройство для автоматического управления электродвигателем вибратора выводится из работы, так как при размыкании вспомогательного контакта 7 снимается напряжение со входов стабилизированного блока питания 6.

Для дистанционного пуска электродвигателя вибратора нажимается кнопка “Пуск” кнопочного переключателя 1. При этом от источника переменного напряжения получает питание обмотка контактора привода 2. Контактор привода 2 включается, замыкает свои главные контакты 2₁ в цепи питания обмоток электродвигателя вибратора, а по цепи, образованной его вспомогательным контактом 2₂ и размыкающим контактом 13₁ электромеханического реле 13, встает на самоудерживание.

Останов электродвигателя вибратора в этом случае производится нажатием кнопки “Стоп” кнопочного переключателя 1. Теряет питание обмотка контактора привода 2, размыкаются его главные контакты 2₁ в цепи питания обмоток электродвигателя вибратора и вспомогательный контакт 2₂ в цепи самоудерживания. Электродвигатель вибратора отключается от питающей сети.

Таким образом, повышается удобство эксплуатации и эффективность использования вибраторов, установленных на бункерах, благодаря автоматическому управлению их работой при прекращении падения транспортируемого материала из бункера на питатель или приемный конвейер. Одновременно обеспечивается сигнализация о нарушении технологического процесса с указанием бункера, на котором произошло зависание транспортируемого материала.

Опыт эксплуатации подобного устройства на бункерах подачи гидрата во вращающиеся печи прокалки при производстве глинозема в цехе кальцинации Богословскою алюминиевого завода - филиала ОАО СУАЛ подтвердил его положительные свойства.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фотиев М.М. Электропривод и электрооборудование металлургических цехов. - М.: Металлургия, 1990.

2. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

Изобретение может быть использовано для пуска и останова центробежных вибраторов, применяемых для очистки от налипания на стенках бункеров сыпучих материалов при их транспортировке и переработке. Технический результат заключается в повышении удобства эксплуатации и эффективности использования вибраторов, установленных на бункерах, за счет автоматического управления их работой - включением электродвигателей вибраторов при прекращении падения транспортируемого материала из бункера на питатель или приемный конвейер и отключением их после восстановления процесса падения. Для этого устройство содержит кнопочный переключатель и контактор привода, дополнительно введены планка-коромысло с постоянным магнитом, магнитоуправляемый контакт, стабилизированный блок питания, токоограничивающий резистор, орган задержки, пороговый элемент (триггер Шмитта), усилитель, оптосимистор и электромеханическое реле. 1 ил.

Устройство для автоматического управления электродвигателем вибратора, содержащее кнопочный переключатель, образованный последовательно соединенными замыкающим контактом кнопки “Пуск” и размыкающим контактом кнопки “Стоп”, и контактор привода, обмотка которого через последовательно соединенные контакты кнопочного переключателя связана с полюсами источника переменного напряжения, главные замыкающие контакты включены в цепи питания фазных обмоток электродвигателя вибратора, а первый вывод вспомогательного замыкающего контакта соединен с первым выводом замыкающего контакта кнопки “Пуск” кнопочного переключателя, отличающееся тем, что в него дополнительно введены планка-коромысло, установленная так, что один конец ее с укрепленной на нем горизонтальной лопаткой расположен под выходом бункера, а на другом конце закреплены груз-противовес и постоянный магнит, магнитоуправляемый контакт, установленный над постоянным магнитом планки-коромысла, стабилизированный блок питания, входы которого через вспомогательный замыкающий контакт контактора привода отводящего питателя (конвейера), расположенного под выходом бункера, подключены к источнику переменного напряжения, токоограничивающий резистор, орган задержки, образованный параллельно соединенными между собой конденсатором и переменным резистором, пороговый элемент (триггер Шмитта), усилитель, оптосимистор и электромеханическое реле, при этом положительный выход стабилизированного блока питания через последовательно соединенные токоограничивающий резистор и магнитоуправляемый контакт связан со входом органа задержки и входом порогового элемента (триггера Шмитта), выход которого соединен со входом усилителя, а отрицательный полюс стабилизированного блока питания подключен к выходу органа задержки и через излучающую часть оптосимистора соединен с инверсным выходом усилителя, обмотка электромеханического реле через силовую часть оптосимистора связана с полюсами источника переменного напряжения, первый замыкающий контакт электромеханического реле подключен параллельно замыкающему контакту кнопки “Пуск” кнопочного переключателя, второй замыкающий контакт его включен в цепь сигнализации, а размыкающий контакт, первым своим выводом соединенный со вторым выводом вспомогательного замыкающего контакта контактора привода электродвигателя вибратора, вторым своим выводом связан со вторым выводом кнопки “Пуск” кнопочного переключателя.