Импульсный регулятор Советский патент 1984 года по МПК G05B11/16 

1

Изобретение относитсяк автоматике и предназначено для автоматического регулирования, преимущественно, тока электропривода для измельчения различных материалов, в частности дробилок зерна.

По основному авт. св. № 556414 известен импульсный регулятор, содержащий датчик тока и источник порогового напряжения, в котором подсоедииены потенциометры, погруженные последовательно соединенными резисторами, пороговые элементы, например, в виде однопереходных транзисторов, источник питания постоянного тока, исполнительный электродвигатель, связанный с заслонкой, трехстабильный тиристорный триггер, симисторный коммутатор, RC-контуры и третий потенциометр, к которому подсоединена . точка соединения резисторов, другие выводы которых подключены к RC-контурам, установленным на вькодах двух пороговых элементов, а RC-контур в цепи управления третьего порогового элемента подключен к источнику питания, а выходы пороговых элементов соединены с управляющими электродами тиристоров трехстабильного триггера, аноды которых через резисторы подключены к управляющим электродам симисторов коммутаторов, через анодные цепи двух из которых обмотки электродвигателя подключены к сети непосредственно, а через третий симистор обмотки подключены к через диоды и резистор lj .

В известном регуляторе, когда заслонка до,ттана находиться в нейтвальном состоянии, т,е, исполнительный 40 электродвигатель должен быть неподвижен, под действием своей массы при значительной вибрации дробилки, на которой, например, установлена заслонка, последняя непрерывно опускается, уменьшая подачу зерна в дробилку и снижая ее производительность. Уменьшение массы заслонки привело бы к снижению надежности работы дробилки: при аварийных режимах работы дробил- 50 ки и ее отключения заслонка не закрывалась бы под действием своей массы. Увеличение интенсивности динамического торможения электродвигателя с целью увеличения удерживающего в за- 55 торможенном,состоянии ротора усилия и следоватёл1 но, усилия удержания в неподвижном положении заслонки при812

водит к перегреву обмоток электродвигателя при нейтральном положении,регулятора. При приемлемой с точки зрения нагрева интенсивности динамического торможения электродвигателя заслонка в нейтральном положении регулятора также постепенно закрывается под вйздействием массы заслонки и имеющей место вибрации дробилки. Все это ухудшает точность и равномерность загрузки дробилки, создает излишние колебания нагруз.ки ее электропривода. Кроме того., так как при подъеме поворотный момент заслонки направлен встречно моменту исполнительного электродвигателя, а при закрьшании заслонки, наоборот, согласно с моментом электродвигателя скорости открывания и закрывания заслонки значительно отличаются друг от друга, что влияет на быстродействие и устойчивость работы устройства.

Целью изобретения является повышение точности работы и быстродействия регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный регулятор введен токозадающий резистор, подключенный параллельно первому симистору коммутатора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема регулятора.

Регулятор-содержит схему сравнения напряжения датчика тока, представляющего собой трансформатор 1 тока, первый диодный мост 2 с конденсатором 3 фильтра, источник опорного напряжения, образованный одной из вторичных обмоток 4 трансформатора 5, диодным мостом 6 и опорным диодом 7, источник питания постоянного напряжения, составленный вторичной обмоткой 8 трансформатора 5, диодным мостом 9, конденсатором 10 фильтра и опорным диодом 11, потенциометры 12-14, пороговые элементы, например, в виде однопереходных транзисторов 15-17 с посдедовательными 18-21 и параллельными 22 и 23 RC-контурами в цепях эмиттеров, многостабильный триггер, состоящий из тиристоров 24-26, резисторов 27-30 и коммутирующих конденсаторов 31-33, диоды 34-38, делитель напряжения, составленньй резисторами 39 и 40, резисторы 41-46, подстроечные потенциометры 47-49, исполнитель1ьш электродвигатель 50, свя3занный с валом заслонки, перекрывающей вал, по которому, например, в дробилку зерна поступает перерабатывающий продукт, фазосдвигающий конденсатор 51, коммутатор, составленный симисторами 52-54, резистор 55 и токозадающий резистор 56, Регулятор работает следующим образом. При помощи датчика 1 тока, диодного моста 2 и конденсатора 3 фильтра контролируемый ток преобразуется в выпрямленное напряжение, которое сравнивается со стабилизированньгм напряжением постоянного тока, снимаемым с потенциометра 13. Алгебраичес кая сумма измеряемого и опорного напряжений при помощи резисторов 39 и 40, образующих- делитель напряжения суммируется с напряжением смещения, снимаемым с потенциометра 12. Напряжение смещения устанавливается такой величины, чтобы порог срабатывания транзисторов 15 и 17 был выше этого напряжения на зону нечувствительного регулятора. К потенциометру 12 и резистору 39 подключен RC-контур 18 и 19, а к этому потенциометру и резистору 40 подключен RC-контур 20 и 21. Параллельный RC-контур 22 и 23 непосредственно подключен к стабилизированному опорным диодом 11 источнику питания. При включении регулято ра в сеть через конденсатор 23, эмит тер-базу транзистора 16 и резистор 4 проходит зарядный импульс конденсато ра 23, под действием которого отпирается отключающий тиристор 25. Конденсатор 23 через разделительный диод 35 подключается к открытому тирис тору 25 и поддеряшвается в заряженном состоянии до тех пор, пока тирис тор 25 открыт. Через переход катод управляющий электрод симистора 53, резистор 29 и тиристор 25 проходит ток, под действием которого симистор 53 открывается. При этом через обмот ки электродвигателя 50, диоды 37 и 38, ограничительный резистор 55 и симистор 53 протекает пульсирующий ток, вызывающий подмагничивание обмоток электродвигателя и его торможение. Для того, чтобы исключить медленное перемещение заслонки вниз под действием ее массы при включенном симисторе 53 введен токозадающий резистор 56. При этом через обмотки электродвигателя одновременно с то814ком, подмагничивающим его обмотки и вызывающим торможение и удержание егоротора в р(еподв жном положении, протекает ток, создающий вращающий момент, направленный встречно моменту, создаваемому весом заслонки. Причем величина резистора 56 выбрана такой, чтобы момент, развиваемый электродвигателем, и момент, создаваемьгй весом заслонки, были равны. Таким образом, при отпертом симисторе 53, т.е. когда необходимо, чтобы исполнительный электродвигатель 50 и заслонка находились в неподвижном положении через резистор 55, обмотки электродвигателя 50 и резистор 56 протекает ток под действием напряжения сети, вызывающий компенсацию поворотного момента заслонки, а также ток, протекающий через резистор 55, обмотки электродвигателя 50, диоды 37 и 38 и симистор 53, который создает допол}П1тельный тормозной момент, удерживающий ротор электродвигателя в неподвижном положении. Если стабилизируемьй ток. ниже заданной величины, суммарное напряжение на потенциометре 12 и резисторе 39 превЕлсит напряжение отпирания транзистора 15. Под действием этого напряже {ия через резистор 18 заряжается конденсатор 19, и как только напряжение на нем превысит порог срабатывания конденсатор 19 разряжается через транзистор 15 на резистор 41. Отпирается тиристор 24, который через резистор 28 открывает симистор 52. Электродвигатель 50 вращается в сторону, вызывающую увеличение контролируемого тока, т.е. подъема заслонки. Одновременно за счет резистора 27 и коммутирующих конденсаторов 3 1 и 32 закрываются тиристор 25 и симистор 53. По истечении времени, определяемого постоянной RC-контура 22 и 23, конденсатор 23 разрядится до напряжения отпирания транзистора 16. Последний отпирается, вызывая открытие тиристора 25 и симистора 53, а с помощью резистора 27 и конденсаторов 31 и 32 запирание тиристора 24 и симистора 52, При этом электродвигатель 50 останавливается и удерживается за счет протекания тока через его обмотки и диоды 37 и 38 и его обмотки и резистор 56 в заторможенном состоянии. Процесс периодического включения электродвигателя 50 повторяется до тех пор, пока регулируемый ток не достигнет заданной величины, т.е. напряжение на потенциометре 12 и резисторе 39 не снизится ниже порога отпирания транзистора 15, При номинальном значении контролируемого тока включен тиристор 25, и исполнительный электродвигатель непод вйжен. Когда значение регулируемого тока превысит заданное, суммарное напряжение на потенциометре 12 и резисторе 40 превысит порог срабатывания транзистора 17, и он начинает поочередно с транзистором 16 отпираться, вызывая кратковременное открытие тиристора 2 и симистора 54, и электродвигатель 50 вращается в сторону опускания заслонкИ (в сторону уменьшения стабилизирующего тока). В случае отпирания симистора 54 статорные обмотки электродвигателя 50 оказываются подключенны ми к источнику питания переменного напряжения через симистор 54, а параллельно фазосдвигающему конденсато ру 51 оказывается подключенньм резистор 56. Электродвигатель 50 вращается в сторону опускания заслонки. Но за счет подключения параллельно конденсатору 51 резистора 56 вращающий момент электродвигателя по срав нению с его подъемным моментом снижается за счёт массы заслонки, скорость опускания ее уравнивается со .скоростью подъема заслонки. Периодическое включение исполнительного электродвигателя происходит до тех пор,-пока регулируемьй ток не снизит ся до заданной величины. Как и при недогрузке, время паузы между включениями электродвигателя зависит от степени перегрузки, логарифмически уменьшаясь при ее увеличении. Потенциометром 13 устанавливается заданное значение тока регулирования, а с помощью потенциометра 12 - зона нечувствительности регулятора. При помощи потенциометра 14 компенсируются разбросы характеристик датчика тока, стабилитрона 7 и потенциометра 13. Потенциометры служат для корректировки порогов срабатывания транзисторов. Таким образом, благодаря введению в регулятор резистора 56, подключенного параллельно симистору 52 коммутатора, обеспечивается существенное повышение точности работы регулятора за счет исключения самопроизвольного опускания заслонки, а также повьпнение его быстродействия, так как за счет выравнивания скоростей подъема и опускания заслонки увеличивается устойчивость процесса регулирования при повышении скорости подъема заслонки. Все это позволит повысить производительность дробилок и снизить удельный расход электроэнергии на Измельчение зерна. Предложенный регулятор используется в системе автоматизации дробилок зерна, применяемых для кормоприготовления на животноводческих фермах, и может быть широко использовано в сиСтемах регулирования других параметров во многих смежных отраслях народного хозяйства. По сравнению с известным регулятором применение предложенного устройства обеспечит повышение производительности уже выпускаемой Новгород-Волынским заводом дробилки зерна ДБ-5 до 6-7%, что составит годовой экономический эффект до 250000 руб.

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР по авт. св. № 556414, отличающийся тем, что, с целью повышения то1ности работы и быстродействия регулятора, в него введен токозадающий резистор, подключенный параллельно первому симистору коммутатора. г (Л