Устройство управления вибратором Советский патент 1983 года по МПК G01M7/00 G05D15/01 G05D19/02 

с выходами счетчика, вторая грутша ее входов 5тляется вторили входом блока имйульсно-фазового управления, а выход

1013794

ее является первым выходом блока и соединен с входом установки в ноль триггера и с входом установки в ноль счетчика.

1. УСТРОЙСТВО .УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАТОРОМ, содержащее силовой тиристор, включаемый последовательно с обмоткой вибратора, и блок имлульснофазового управления, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено выпрямителем, соединенным входными зажимами . с источником питания, а выходными зажимами - с силовым тиристором, и блоком принудительной коммутации, включенным первой парой выходных зажимав параллельно выходным зажимам вьшрямителя, а вторая пара выходных зажимов блока предназначена для параллельного включения с обмоткой вибратора, соединяемым параллельно с последней диодом, катод Которого и катод силового тиристора соединены, двумя усилительно-раз- вязь1вающими каскадами, подключенньвми. вькодами к запускающему входу блока принудительной коммутации и к управляющему электроду силового тиристора соответственно, а входами - к выходам блока импульсно-фазового управлетг.ся, последовательно соединенными блоком управления и опорным генераторшГ, выход которого соединен с первым входом блока импульсно-фазового управления, и блоком набора кода угла регулирования, соединенным с вторым входом блока импульсно-фазового управления. 2. Устройство по п. 1, отлича ющ е е с я тем, что блок принудительной коммутации в виде последовательно соединенных первого диода, подключённого к его катоду резистора, емкости, дросселя с отводом, подключенного к нему анодом второго диода и параллельно включенных между отводом дросселя и обшей (Л точкой резистора и емкости третьего с диода и тиристора, катод последнего и анод третьего,диода соединены с отводом дросселя, участок между последним и управлякшшм электродом тиристора является запускающим входом блока, участок анод первого диода - общая точка емкости и дросселя является первым выходом блока, а участок катод второго диода - общая точка емкости и дросселя ее является вторым выходом блока. s| 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и чающееся тем, что блок импульо4 но- зового управления выполнен в виде делителя частоты, вход которого является первым входом блока, тригтгера, уста новочным входом соединенного с выходом делителя частоты, схемы И, первый вход которой соединен с входом делителя частоты, второй вход - с выходом триггера, счетчика, счетный вход которого соединен с выходом схемы И, и схемы сравнения, первая группа входов которюй соединена

1

Изобретение относится к системам управления мезсанизмами с электромагнит ным приводом и может быть применено для ручного и автоматического регулирования производительности вибрационных и ударно-вибрационных машин, а также для настройки их в резоналсиый режим работы.

Известно устройство с ручным регулированием режима работы за счет изменения жесткости упругой системы, что достигается увеличением или уменьшением числа рессор, изменением степени их защемления регулировочными болтами в местах крепления или изменением размера пружин и их длины t.

Однако регулирование жесткости п|ужин в результате изменения их количеств ва, размера или длины является трудоемкой операцией и не позволяет точно установить требуемую частотусобственных колебаний ВМ.

Устройство позволяет йроизводить подстройку в резонансный реяшм работы указанным выше способом, но не позволяет регулировать производительность ВМ Э резонансном режиме работы.

Наиболее близким к изобретению является устройство управления вибратором,

содержащее силовой гирисгор, включаемый последовательно с обмоткой вибратора, и блок импульсно-фазового управления 2 .

Недостатком известного устройства является то, что оно функционально не может обеспечить регулирование подводимого к обмотже вибратора питающего напряжения по частоте и тем самьпл обладает низкой производительностью. Устройство является однотактным управляемым вь прямителем с естественной коммутацией сшювопо тиристора и осуществляет только регулирование по величине питающего напряжения. Из-за отставания углов управления оно потребляет реактивную мощность из питающей сети и потому ViMeeT низкие энергетические характеристики.

В устройстве используется аналоговый фазо-импульсный блок, который не может функционально обеспечить независимое регули ювание выходного напряжеййя наряду с регулированием частоты выходного напряжения.

Целью изобретения является повышение производительности.

Цель достигается тем, что устройство управления вибратором, содержащее силовой тиристор, включаемый последовательно с обмоткой вифафора, и блок импульсно-фазовогр управления, снабжено выпр51митедем, соединяемым входными зажимами с источником питания, а выходными зажимами - с силовым тирисгторсяи, и блоком принудительной коммутации, включенным первой парой выходных зажимов параллельно выходным зажимам, выпрямителя, а вторая пара вьосод ных зажимов блока предназначена для параллельнсяг-о включения с обмоткой вибратора, соед1шяемым параллельно с последней диодом, катод которого и катод

силового тиристора соединены, двумя усилительно-развязывающими каскадами, подключёнными выходами к запускающему входу блока принудительной коммутации и к управляющему электроду силового тиристора соответственно, а входами к выходам блока импульсно-ч})азов6го управления, последовательно соединенными блоком управления и опорным генератором, выход которого соединен с первом входом блока импульсно-ч| азового управления, и блоком набора кода угла регули- рования, соединеннзьш с вторым входом блока импульснон})азового управления.

Блок принудительной коммутации вы: полнён в виде последовательно соединенных первого диода, подключенного к его катоду резистора, емкостк, дросселя с отводом, подключенного к нему анодрм второго диода и параллельно включенных между отводом дросселя к общей точкой резистора и емкости третьего диода и тиристора, катод последнего и анод третьего диода соединены с отводом дрос селя, а участок между последним и управ ляющим электродом тиристора является запускающим входом блока, участок анод первогю диода - общая точка емкости к дросселя являете я. первым выходом блока а участок катод второго диода - общая точка емкости и дросселя является вторым выходом блока. Блок импульсно-)азового управления вьшолнен .в виде делителя частоты, вход которого является первым входом блока, триггера, установочным входом соединенкого с выходом делителя частота, схемы первый вход которой соединен с входом делителя частоты, второй вход - с выходом триггера, счетчика, счетный вход которого соединен с выходом схемы И, и схемы сравнения, первая группа входов которой соединена с выходами счетчика, вторая группа ее входов является вторым входом блока импульсно-фазового управления, а выход ее является первым выходом блока и соединен с входом установ ки в ноль триггера и.с входом установки в воль счетчика. На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - графики, поясняющие работу устройства. Устройство управления однотактным, электромагнитным вибратором содержит силовой тиристор 1, подключаемый последовательно с обмоткой 2 вибратора к выходным зажимам 3 и 4 выпрямителя 5 кЬторый подключен входными зажимами 6 и 7 к зажимам источника питания (яё указана), диод 8, шунтирующий обмотку 2 вибратора, блок 9 принудительной коммутации, шслюченный первой парой выходных зажимов 1О и 11 параллельно выходным зажимам 3 и 4 выпрямителя 5, вторая пара выходных зажимов 1О и 12 предназначена для параллельного включения с обмоткой 2 вибратора, причем катод дивда 8 и «атод силового тиристора 1 соединены, а запускающий вход блока 9 ком мутации подключен через усилительноразвязывающий каскад 13 к первому. входу 14 блока 15 импульсно-фазовой коммутации, второй усилительно- мзвязывающкй каскад 16 подключен выходом к .запускающему электроду силового тири тора 1, а входом - к второму входу 17 блока 15 импульсно-фазовой коммутшни, последовательно соединенные блок 18 управления и опорный генератор 19, вььход последнего сЬединен с первым входом 20 блока 15 импульсно-фазовой коммутации, а блок 21 набора кода угла регулирования соединен с вторым входом 22 блока импульсно-фазового управления. Последний вьшолнен в виде делителя 23 частоты, вход которого является первым входом 20 блока 15, триггера 24, установочным входом соеднненного с выходом делителя 23, схемы И 25, первый вхот которой соединен с входом делите - .ш 23, второй ее вход соединен с выхо . дом триггера 24, счетчика 26, счепоий вход которого соединен с выходом схемы И 25, н схемы 27 сравнения, первая группа входов которой соедвшена с выходами счетчика 26, вторая группа ее входов явлпется вторым входом 22 блока, , а выход схемы 27 соединен с. входом установки в ноль триггера 24 и входом установки в ноль счетчика 26. Блок 9 принудительной коммутацви выполнен в виде последовательно соеда- ненных первого диода 28, подключенного к его катоду резистора 29, емкости 30, дросселя 31с отводом, подключенного к нему анодом второго диода 32 и параллельно включенных между отводом дросселя 31 и общей точкой 10 резистог ра и емкости 30 третьего диода 33 и тиристора 34, катод последнего и анод третьего диода 33 соединены с отводом дросселя 31. Участок между последним и управляющим электродом -гаристора 34 является запускающим входом блока 9, участок анод первого диода 28 - общая точка 10 емкости идросселя 31 являе-рся первым выходом блока 9, а участок катод второго диода 32 -..общая точка емкости ЗО идросселя 31 является вторым выходом блока 9. Устройство работает следующим образом. Напряжение источника питания через выпрямитель 5 в виде постоянного вапра- жения поступает на снповой тиристор 1 и обмотку 2 вибратора. В соответстаии с сигналами, поступающими с блока 18 управления, силовой тиристор 1 периодически включается и выключается блоком 9 йринудительной коммутации и тем самым на нагрузке фо ллируется прямс гольноё импульсное напряжение регулируемой частоты (фиг. 2г). Блок 9 принудительной коммутации вырабатывает на короткое время импульсное напряжение на коммутирующем щюс- селе 31, которое направлено встречно напряжению вьшрямителя 5, н f&M самым зшпфает силовой тиристор 1. В исходном состоянии емкость ЗО заряжена с указашюй на фиг. 2 полярностью до напряжения вьшрямителя 5. С приходом импульса включения на тиристор 34 он открьтается, и налряжекие емкости 30 прикладывается, к одной из полуобмоток дросселя 31. За счет магнитной связи на дросселе 31 наводит ся напряжение, превьЕпающее напряж;ение вьшрямителя 5, что приводит к обесточи- ванию и запиранию тиристора 1„ В даль нейшем емкость 30 колебательно перезаряжается через тиристор 34 до противоположной полярности, затем через второй диод 32 перезаряжается до исходной полярности, тем самым запирая тиристор 3 Емкость 30 через резистор 29 и диод 2 дозаряжается до велтгчины напряжения вы прямителя 5. Схема готова к дальнейшей работе. Выбор резистора 29 в цепи дозаряда 3 обусловлен тем, что в схеме восполняется только энергия от потерь на колебательный перезаряд, а также тем, .что практически выходная частота устройства составляет 4О-6О Гц, потери при коммутации незначительны и составляют единицы процентов от выходной мощности устройства. Опорный генератор 19. формирует регу лируемые по частоте однополярные импульсы (фиг. 2а); частота которых определяется воздействием на него сигнала блока 18 управления. Сигналы с выхода опорного генератора 19 поступают в качестве частоты заполнения f HQ через схему И 25 на вход счетчика 26, а через делитель частоты в качестве выходной частоты (фиг. 26) на S -вход триггера 24. При этом каждым импульсом выходной частоты триггер 24 пе реводится в единичтсое состояние, тем самым с. его выхода поступает разрешение на прохождение импульсов наполнения на первый вход схемы И 25. I Блок- 21 набора кода угла регулирования формирует на втором входе схемы 27 сравнения число в двоичном коде, пропор.циональное требуемому выходному напряжению вибратора. В момент сравнения числа на выходе счетчика 26 с числом, записанным в блоке 21, схема 27 сравне ния вырабатъшает сигнал (фиг. 2в), кото рый возвраидает триггер 24 в исходное. состояние и обнуляет счетчик 26. На фиг. 2г приведен сигнал, формируемый на выходе триггера 24. Сигналы с выхода тртпгера 24 и схемы 27 сравнения соответственно через усилите/шно- развязывающие каскады 13 н 1.G поступают на входы СИЛОВО1Х) тиристора 1 и тиристора 34. При этом единичному состоянию 24 соответствует включенное состояние силового тиристо эа 1. При выключенном силовом тиристоре 1 энергия, запасенная в обмотке 2 вибратора, замыкается через диод 8 на себя. Напрзокение, поступающее на обмотку nepeMejffloro тока вибратора, повторяет по форме напряжение, снимаемое с выход тр гргера 24. Частота этого напряжения определяе1х;я частотой сигналов, вырабатываемых опорным генератором 19 при воздействии на него сигнала блока 18 управления. Величш1а этого напряжения опред&пяется числом, записанным в блоке 21. Так как в устройстве использована цифровая схема импульсно-фазового управления, осуществляется независимое регулировш-ше частоты и величины приложенного напр 0кения к обмотке 2 вибратора. Так, если Т - период выходной частоты питания вибратора, а 1х - длительность импульсов напряжения на обмотке вибратора (фиг. 2), угол З регулирования является неизменным при неизмешгом числе в блоке 21 и регулирования по частоте выходного напряжения. В общем случае .необходимые выходные сигналы в блоке 21 и блоке 18 управления могут быть записаны вручную, что необходимо, например, при настройке вибропривода в резонанс с питающей сетью, а также могут автоматически вырабатьюаться за счет обратных связей от датчиков скорости, датчика амплитуды колебаний, напряжения и тока питания обмотки вибратора. Использование устройства для управления электромагнитным одлотактным вибратором позволит расширить функциональные возможности его за счет независимого регулировш-1ия частоты и напрялсения, регулированием частоты достигается подстройка и резона}Ю}1ый режим, а регулированием напряжения - величш1а возмущающей силы. Устройство позволяет повысить производительность вибрационных машин во всех управляемых .режутмах эксплуатации, так как осуществляет в резонансном режиме, независимо от изменения транспортируемого , жесткости

колебательной системы, качества и размеров рессор и др.

Устройство позволяет производить подстройку вибраииогшых машин в резонансный режим работы, что повышает производительность на ЗО-4О%, надежность и долговечность машин, уменьшает расходы на текущий ремонт и электроэнергию.

Фи&.1 /12111М1111111111111П1МН1111И111ПГ11Н1МП(П1П|111111НИП |1