Для автоматического управления маломощным электроприводом постоянного тока по заданному циклу (разгон до установленного числа оборотов с последующим резким торможением) от кратковременного командного импульса применяют устройства, содержащие электродвигатель постоянного тока последовательного возбуждения и аппаратуру автоматического управления. Последняя контролирует достижение электродвигателем заданного числа оборотов и продолжительность процесса торможения.
Однако известные устройства подобного рода не могут обеспечить импульсного режима работы электродвигателя с резким торможением после достижения установленного числа оборотов и отключения электродвигателя при резком снижении его скорости после торможения.
Предлагаемое устройство более совершенно, по сравнению с известными устройствами подобного рода, так как оно обеспечивает повышение быстродействия и точности управления.
Это достигается применением в устройстве взаимодействующих один с другим электронно-тиратронных блоков с питанием на постоянном токе и электромагнитными исполнительными реле на выходе.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма, характеризующая процесс работы устройства; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема устройства.
Устройство состоит из тахометрического блока 1 (фиг. 1), выполненного в виде чувствительного элемента, сочлененного с электронным реле, вход которого связан с обмоткой якоря электродвигателя 2, а выход - воздействует на блок 3 торможения и блок 4 запуска и отключения.
Блок 4 выполнен на тиратроне, нагруженном двумя реле с различными токовыми характеристиками, одно из которых управляет питанием электродвигателя, а другое - блоком торможения. Блок торможения также содержит тиратрон, который после срабатывания возвращается в исходное состояние и нагружен реле, осуществляющим торможение электродвигателя противотоком. При достижении электродвигателем 2 заданного числа оборотов тахометрический блок 1 выдает управляющий сигнал на блок торможения 3, последний производит требуемую коммутацию в цепи якоря электродвигателя.
Запуск и отключение электродвигателя от источника питания производится блоком 4 при подаче на него маломощного импульса от тахометрического блока 1.
Якорь Я электродвигателя (фиг. 2) соединен с обмотками возбуждения через группу контактов 1Р1 и 1Р2 реле 1P блока торможения. В цепи питания электродвигателя установлены контакты 2Р1 реле 2Р блока запуска и отключения.
К зажимам якоря, в точках соединения его с обмотками возбуждения, подключен чувствительный элемент тахометрического блока, выполненный в виде высокоомного делителя напряжения с переменным коэффициентом деления. Этот делитель собран на постоянных сопротивлениях 1R и 2R и переменном сопротивлении 3R; ползунок последнего подсоединен к сетке лампы 1Л двухкаскадного усилителя напряжения постоянного тока с катодной связью, собранного на лампах 1Л и 2Л. В анодной цепи лампы 1Л включено электромагнитное реле 3Р.
Контакты 3Р1 электромагнитного реле 3Р включены в цепь управления зажиганием тиратрона 3Л блока торможения, выполненную на сопротивлениях 5R, 6R, 7R, 8R и конденсаторах 1С и 2С.
Контакты 3Р2 электромагнитного реле 3Р включены в цепь гашения и возврата в исходное состояние тиратрона 4Л, состоящую из сопротивлений 9R, 10R и конденсатора 3С.
Цепь управления зажиганием тиратрона 4Л выполнена как в тиратроне 3Л на сопротивлениях 11R, 12R, 13R, 14R и конденсаторах 4С и 5С, с той разницей, что вместо управляющих контактов 3Р1 реле 3Р в цепи управления зажиганием тиратрона 4Л установлены маломощные контакты 1К, кратковременно замыкаемые посторонним источником.
В анодной цепи тиратрона 4Л установлены реле 2Р и 5Р с различными токовыми характеристиками срабатывания и отпускания, выбранные таким образом, что токи срабатывания и отпускания реле 2Р значительно больше таковых для реле 5Р; это обусловливает опережение срабатывания реле 5Р и опережение отпускания реле 2Р. Контакты 5Р1 реле 5Р включены в цепь гашения и возврата в исходное положение тиратрона 3Л, аналогично соответствующей цепи тиратрона 4Л; эта цепь состоит из сопротивлений 15R, 16R и конденсатора 6С.
Параллельно реле 2Р и 5Р подключены переменное сопротивление 17R и конденсатор 1С, предназначенные для согласования времени срабатывания реле 2Р и 5Р с остальными элементами схемы.
Катоды тиратронов 3Л и 4Л подключены к делителям, собранным на сопротивлениях 18R, 19R и 20R, 21R соответственно, что обусловливает запирание тиратронов в их исходном состоянии.
Для визуального наблюдения за состоянием тиратронов 3Л и 4Л параллельно их нагрузкам включены неоновые лампочки 5Л и 6Л соответственно, загорающиеся при зажигании тиратронов.
Работа устройства происходит следующим образом.
При замыкании контактов 1K (момент времени I на фиг. 3) конденсатор 4С, заряженный до указанного момента напряжением, равным напряжению источника питания схемы управления, разряжается, в результате чего на сетку запертого тиратрона 4Л подается положительный импульс, зажигающий его. При зажигании тиратрона 4Л срабатывают реле 2Р и 5Р. При этом, так как ток срабатывания реле 5Р меньше тока срабатывания реле 2Р, реле 5Р срабатывает несколько раньше реле 2Р. При срабатывании реле 5Р его нормально закрытые контакты 5Р1, шунтирующие через цепь 6С-16R тиратрон 3Л, размыкаются (момент времени II) и конденсатор 6С разряжается. При этом коэффициент деления делителя 18R-19R выбирается таким, чтобы обеспечить нечувствительность тиратрона 3Л к размыканию нормально закрытых контактов 5Р1.
При срабатывании реле 2Р его нормально открытые контакты 2Р1, включенные в цепь питания электродвигателя, замыкаются (момент времени III) и включают последний в работу.
После замыкания контактов 2Р1 электродвигатель начинает разгоняться (момент времени IV), а напряжение на зажимах его якоря - нарастать. Это напряжение, приложенное к зажимам высокоомного делителя напряжения, собранного на сопротивлениях 1R, 2R и 3R, и уменьшенное в α раз (где α - коэффициент деления указанного делителя), подается на сетку лампы 1Л. Так как суммарное сопротивление делителя (1R, 2R и 3R) выбрано достаточно большим, то его подключение к якорю электродвигателя практически не отражается на режиме работы электродвигателя.
Возрастание напряжения на сетке лампы 1Л до значения, определяемого заданным числом оборотов, приводит к срабатыванию реле 3Р.
При срабатывании реле 3Р его нормально открытые контакты 3Р1 замыкают разрядную цепь конденсатора 1С (момент времени V), что обусловливает появление на управляющей сетке тиратрона 3Л положительного импульса, зажигающего последний.
Зажигание тиратрона 3Л вызывает срабатывание реле 1P, которое своими контактами 1Р1 и 1Р2 производит переключение концов обмотки якоря (момент времени VI-VIII), что приводит к изменению направления тока в нем при неизменном направлении тока в обмотках возбуждения; тем самым электродвигатель переводится в режим торможения противотоком.
Зажигание тиратрона 3Л обусловливает также заряд конденсатора 6С (контакты 5Р1 разомкнуты) до напряжения, равного разности потенциалов плюса источника питания схемы и потенциала анода горящего тиратрона 3Л.
Одновременно, при срабатывании реле 3Р, его нормально замкнутые контакты 3Р2 размыкаются (момент времени VII), в результате чего конденсатор 3С перезаряжается до напряжения, равного разности потенциалов плюса источника питания схемы и потенциала анода горящего тиратрона 4Л.
В результате перевода электродвигателя в режим торможения противотоком, напряжение на якоре скачком изменяет свой знак (момент времени IX), затем убывает по абсолютной величине до нулевого значения и, нарастая, вновь переходит в положительную область.
Изменение знака напряжения на клеммах якоря приводит также к изменению знака напряжения на сетке лампы 1Л, что, в свою очередь, обусловливает резкое уменьшение ее анодного тока и возрастание тока, текущего через лампу 2Л. В результат этого реле 3Р отпадает, контакты 3Р1 размыкаются, а контакты 3Р2 замыкаются (момент времени X).
Замыкание контактов 3Р2 приводит к резкому падению напряжения на аноде тиратрона 4Л и его гашению и, следовательно, к отпаданию реле 2Р и 5Р, так как при замыкании контактов 3Р2 более положительно заряженная обкладка конденсатора подключается к катоду.
Ввиду того, что ток отпускания реле 2Р больше тока отпускания реле 5Р, первое отпадает (момент времени XI) и разрывает цепь питания электродвигателя с некоторым опережением относительно отпускания реле 1Р. Последнее возвращается в исходное состояние в результате гашения тиратрона 3Л контактами 5Р1 реле 5Р (момент времени XII).
Для согласования момента отключения электродвигателя с работой тахометрического блока в анодной цепи тиратрона 4Л предусмотрена цепочка, состоящая из конденсатора 7С и переменного сопротивления 17R, затягивающая отпускание указанных реле после гашения тиратрона.
Для переналаживания устройства на различные уставки максимальных чисел оборотов электродвигателя предусмотрено два переменных сопротивления 3R и 17R. Изменением положения движка переменного сопротивления 3R задается уставка требуемого максимального числа оборотов электродвигателя, а изменением величины сопротивления 17R устраняется возникшее в результате изменения уставки рассогласование в работе реле 2Р и реле 3Р.
1. Устройство для автоматического управления маломощным электроприводом постоянного тока по заданному циклу (разгон до установленного числа оборотов с последующим резким торможением) от кратковременного командного импульса, содержащее электродвигатель постоянного тока последовательного возбуждения с питанием от сети и торможением противотоком и аппаратуру автоматического управления, контролирующую достижение (в функции э.д.с. якоря) электродвигателем заданного числа оборотов и (в функции времени) продолжительность процесса торможения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности управления, в устройстве применены взаимодействующие друг с другом электронно-тиратронные блоки с питанием на постоянном токе и электромагнитными исполнительными реле на выходе.
а) тахометрический блок с электронным реле, в котором на управляющую сетку подается напряжение якоря электродвигателя, нормально открытые контакты исполнительного реле включены в цепь зажигания блока торможения, а нормально закрытые контакты - в цепь гашения блока запуска и отключения;
б) блок запуска и отключения, содержащий запертый в исходном состоянии тиратрон, зажигание которого производится с помощью кратковременного положительного импульса на сетке, а гашение путем подачи в анодную цепь кратковременного отрицательного импульса и два исполнительных реле на выходе, нормально открытые контакты одного из которых, имеющего большую уставку срабатывания, включены в цепь питания электродвигателя, а нормально закрытые контакты второго, имеющего меньшую уставку срабатывания - в цепь возврата блока торможения;
в) блок торможения, собранный по той же схеме, что и блок запуска и отключения, но с одним исполнительным реле, контакты которого образуют реверсивный четырехполюсник в цепи якоря электродвигателя.
2. В устройстве по п. 1 выполнение блока запуска и отключения с цепочкой RC, шунтирующей выходные электромагнитные реле, с целью получения необходимой выдержки времени между моментом подачи гасящего импульса от тахометрического блока (началом торможения) и отключением электродвигателя от сети.
