Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения Советский патент 1985 года по МПК H02P7/62 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для питания электромагнитных двигателей возвратно-поступательного движения с плавно регулируемыми частотой и амплитудой движения якоря, и может быть использовано в машинах с электромагнитными двигателями, питающихся от источника постоянного напряжения: перфораторах насосах, компрессорах, вибраторах, пробойниках, бетоноломах, вибромешалках, концентрационных столах и др.

Известно устройство для управления двигателем возвратно-поступатель ного движения, содержащее тиристорны триггер с емкостной коммутацией, в плечи которого включены фазы двигателя, и блок регулирования частоты и скважности включения фаз двигателя, снабженный двумя релаксационными генераторами импульсов, включаю1цими в себя подключенные к источнику постоянного напряжения последовательно соединенные резистор и конденсатор, точки соединения которых связаны с управляющими электродами тиристоров через динисторы и меяду собой диодом l.

Недостатками этого устройства являются пониженные КПД и удельная мощность из-за того, что отключение и подключение фаз двигателя к источнику питания производятся без.паузы между ними.

Наиболее близко к изобретению по назначению и технической сущности устройство для управления двигателем возвратно-поступательного движения с двумя обмотками, например электромагнитным молотом, питающимся от источника постоянного напряжения, содержащее силовую цепь, состоящую из двух силовых тиристоров, соединяюпр1х обмотки с источником питания, четырех диодов, двух индуктивностей, двух резисторов, двух конденсаторов и вспомогательного тиристора, подключенного последова гельно с резистора ми к источнику питйния, и блок регулирования частоты и скважности включения обмоток двигателя, снабженный тиристорным триггером с емкостной коммутацией, в плечи которого включены резисторы, к которым последовательно с конденсатором подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и резистор соединена с управляющим электродом вспомогательного тиристора, двумя блоками регулирования подключения обмоток двигателя к источнику питания, каяодый из которых содержит датчик положения, диод, конденсатор, два резисторами динистор, двумя бло°ками вьщержки времени (релаксационными генераторами импульсов), содержащими два резистора, зарядный конденсатор, динистор и импульсный трансформатор, вторичная обмотка которЪго через диод и резистор соединена с управляющим электродом соответствующего силового тиристора iZJ

Однако известное устройство неудобно в эксплуатации, так как изменение времени подключения фаз двигателя осуществляется с помощью датчиков положения. Для некоторых электромагнитных двигателей управление от датчиков затруднительно, так как изменение амплитуды колебания якоря

-требует перенастройки датчиков, что не всегда можно сделать без остановки двигателя, а изменения частоты колебания якоря можно добиться только изменением величины питающего напряжения, что требует специального источника питания.

Недостатком известного устройства является также повьппенная его сложность.

Цель изобретения - упрощение устройства и повьшение удобства эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для управления электромагнитн№1 двигателем возвратно-поступательного движения с двумя обмотками, содержащем силовую цепь,, .состоящую из двух СИ.ЛОВЫХ тиристоров соединяющих обмотки, шунтированные диодами, с источником питания, двух комму тир з™)щих конденсаторов, подключенного к точке их соединения резистора и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистором к источнику питания, и блок управления, включающий в себя тиристорный триггер, в плечи которого включены резисторы,соединенные цепью последовательно соединенных ковденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, два релаксационных генератора импульсов, каждый из которых содержит переменный резистор, зарядный конденстор и динистор, указан ный блок управления дополнительно снабжен двумя подключающими устройст вами, двумя диодами, тиристорным триггером и релаксационным генератором импульсов, при этом все релаксационные генераторы импульсов подключены к источнику питания двигателя, точки Соединения резистора, конденса тора и динистора каждого генератора соединены последовательно через 4иоды, выход первого генератора соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора, а выходы каждого из двух других генераторов соединены с управляющими электродами тиристоров соответствующего триггера причем с одним через подключающее устройство, а вторичные обмотки импульсных трансформаторов через диоды соединены с управляющими электродами силовых тиристоров. . На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - циклограмма работы устройства. Устройство содержит силовую цепь, состоящую из трех тиристоров 1, 2 и 3, посредством которых резистор 4 и обмотки 5 и 6 двигателя соединяются с источником питания, шунтирующих диодов 7 и 8 и коммутирующих конденсаторов 9 и 10, и блок управления, включающий в себя три релаксационных генефатора 11-13 управляющих импульсов, состоящих из регулируемых резисторов 14 - 16, зарядных конденсаторов 17 - 19 и динисторов .20 -г 22 два тиристорньис триггера с емкостной коммутацией, состоящих из тиристоро 23 - 26, резисторов 27 - 30, коммутируюпщх конденсаторов 31 и 32, импульсных трансформаторов 33 и 34 и подключающих устройств 35 и 36, и диоды 37 - 40. Динистор 21 выбирается с большим напряжением пробоя, чем динистор 22 но с меныш м, чем динистор 20. Подключающие устройства 35 и 36 могут быть выполнены в виде микровыключателя , реле времени с нормально откр тыми контактами и т.п. Устройство работает следукидим об разом. При подаче напряжения конденсаторы 17 - t9 заряжаются до напряжения пробоя динисторов 20 - 22, причем время заряда конденсатора 18 до напряжения пробоя динистора 21 меньше времени заряда конденсатора 17 до напряжения пробоя динистора 20, но больще времени заряда конденсатора 19 до напряжения пробоя динистора 22. Поэтому конденсатор 19 (и 19, фиг. 2) разряжается раньше, и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 2 (U У2, фиг. 2) открывая его и подключая к источнику постоянного напряжения резистор 4 (1)4, фиг. 2). Коммутирующие конденсаторы 9 и 10 при этом заряжаются до напряжения источника питания с п6лярностью, показанной на фиг. 1. Конденсаторы 18 и 19 заряжаются до пробоя динистора 21, через диод 40 кон-денсатор 19 вновь разряжается вмест4 с конденсатором 18 (U18, (J19, фиг. 2), и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 24 (иУ24, фиг. 2)-, открьшая его и.подключая к источнику питания рёзистор 28. Коммутирующий конденсатор 131 при этом заряжается до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Во время за- ряда кoндeнcatopa 31 в первичной обмотке (Н1К1) импульсного трансформатора 33 возникает импульс тока, равный току заряда конденсатора 31. Аналогичный импульс появляется во вторичной обмотке (Н2К2) трансформатора 33. Положительный импульс вторичной обмотки (Н2К2) через диод 37 поступает на управляющий электрод тиристора 1 (и У1, фиг. 2). В момент подачи импульса на запертый -тиристор 1 образуется контзф коммутации. в котором коммутащюнный ток направлен встречно току тиристора 2 и согласно с током тиристора 1, в результате чего тиристор 2 запирается, а : тиристор 1 переходит в приводящее состояние к обмотка 5 двигателя под-ключаеТся к источнику питания (1)5, фиг. 2), а конденсатор 9 перезаряжается с обратной полярностыб, конденсатор 10 разряжается. Конденсаторы 17 - 19 ВНОВЕ заряжаются до пробоя диннстора 20, через диоды 39 и 40 конденсаторы 18 и 19 вновь разряжаются вместе с конденсатором 17 (и 17, и 18, и 19, фиг. 2), и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 26 (Uy26, фиг. 2), открывая его и подключая к источнику питания резистор 30. Коммутирующий

конденсатор 32 при этом заряжается до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Во время заряда конденсатора 32 в первичной обмотке (Н1К1) импульсного трансформатора 34 возникает импульс тока, равный току заряда конденсатора 32. Аналогичный импульс обратной полярности возникает во вторичной обмотке (Н2К2) трансформатора 34, который благодаря разделительному диоду 38 не проходит на управляющий электрод тиристора 3.

Конденсаторы 17 - 19 вновь заряжаются до напряжения пробоя пороговых элементов 20-22, В это время подключающее устройство 35 соединяет управляющий электрод тиристора 23 с управляющим электродом тиристора 24, а подключающее устройство 36 соединяет управляюпр1Й электрод тиристора 25 с управляющим электродом тиристора 26.

Конденсатор 19 вновь заряжается раньше ( U-19, фиг. 2), и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 2. В момент подачи импульса на запертый тиристор 2 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно трк тиристора 1 и согласно с током тиристора 2, в результате чего тиристор 1 запирается, а тиристор 2 переходит в проводящее состояние и обмотка 5 двигателя отключается,, peзиctop

4подключается к источнику питания (U4, и 5, фиг. 2), а конденсаторы 9

и 10 заряжаются до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Запасенная в обмотке

5электромагнитная энергия рассеивается при замьжании ее тока через шун тирующий диод 7.

Конденсатор 19 вновь заряжается, и следующий управ яющий импульс после пробоя 21 поступает одновременно на управляющие электроды тиристоров 23 и 24. В момент подачи управляющего импульса (и У23) на тиристор 23 образуется контур коммутации, в кото ром коммутационный ток направлен встречно току тиристора 24 и согласно с током тиристора 23, в результат чего тиристор 24 закрывается, а тиристор 23 переходит в проводящее состояние и резистор 28 отключается, а резистор 27 подключается -к источни ку питания, .при этом коммутирующий

конденсатор 31 перезаряжается. За время перезаряда конденсатора 31 в первичной обмотке (Н1К1) импульсного трансформатора 33 возникает импульс тока, равньй току перезаряда конденсатора 31. Аналогичный импульс появляется во вторичной обмотке импульсного трансформатора 33, который благодаря разделительному диоду 37 не поступает на управляющий электрод тиристора 1.

Конденсаторы 18 и 19 вновь заряжаются, и следующий управляющий импульс, после пробоя динистора 20 поступает одновременно на управляющие электроды тиристоров 25 и 26. В момент подачи управляющего импульса (и У25, фиг. 2) на тиристор 25 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 26 и согласно с током тиристора 25,- в результате чего тиристор 26 закрывается, а тиристор 25 переходит в проводящее состояние и.резистор 30 отключается, а резистор. 29 подключается к источнику питания, при этом коммутирующий конденсатор 32 перезаряжается. Во время перезаряда конденсатора 32 в первичной обмотке (Н1К1) импульсного трансформатора 34 возникает импульсе тока, равный току перезаряда конденсатора 32. Аналогичный импульс обратной полярности возникает во вторичной обмотке (Н2К2) импульсного трансформатора 34, который через диод 38 поступает на управляющий электрод тиристора 3 (иУЗ, фиг. 2). В момент подачи импульса на запертый электрод тиристора 3 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 2 и согласно с током тиристора 3, в результате чего тиристор 2 запирается, а тиристор 3 переходит в проводящее состояние и обмотка 6 двигателя подключается к источнику питания, а резистор 4 отключается (1)4, LI6, фиг. 2), конденсатор 10 перезаряжается, а конденЬаТор 9 разряжается.

Конденсаторы 17 - 19 вновь заряжаются, и в дальнейшем процессы в устройстве протекают аналогично описанным. Обмотки двигателя питаются различными по длительности импульсам напряжения с регулируемыми, различными по длительности промежутками между ними. На одну обмотку подается

длинный импульс напряжения, после чего следует длинная пауза, затем на вторую обмотку подается короткий импульс напряжения, за которым следует короткая пауза,после чего цикл повторяется.

С помощью резистора 14 плавно регулируются время цикла работы устройства и длинная выдержка времени между отключением обмотки 5 и подключеннием обмотки 6, с помощью резистора 15 плавно регулируются короткая выдержка времени меяду отключением обмотки 6 и подключением обмотки 5 и длительность подключения обмотки 5 к источнику питания, причем при увеличении длительностей импульсов длительности пауз меяеду ними уменьшаются на ту же величину и наоборот.

При использовании изобретения сокращается число элементов блока управления и устраняется необходимость в отдельном источнике питания для цепей управления, т.е. устройство упрощается. Регулирование длительности включения и пауз мезвду включе: ниями обмоток С ПОМОЩЬЮ рвзисторов ,. в блоке управления позволяет изменять режим работы двигателя, не останавливая его,, чем достигается удобство эксплуатации, особенно при использовании двигателей с одинаковыми обмотками при несимметричной нагрузке.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ с двумя обмотками, содержащее силовую цепь, состоящую из двух силовых тиристоров, соединяющих обмотки, шунтированные диодами, с источником питания, двух коммутирующих конденсаторов, подключенного к точке их соединения резистора и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистором к источнику питания, и блок управления, включающий в себя тиристорный триггер, в плечи которого включены резисторы, соединенные цепью из последовательно соединенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, два релаксационных генератора импульсов, каждый из которых содержит переменный резистор , зарядный конденсатор и динистор, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повьппения удобства эксплуатации, блок управления дополнительно снаб|Жен двумя подключайЬщимй устройствами, двумя диодами, тиристорным триггером и релаксационным генератором импульсов, при этом все релаксационные генераторы подключены к источнику питания двигателя, точки соединения ре-§ зистора, конденсатора и динистрра (П каждого генераторасоединены последовательно через диоды, выход первого генератора соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора, a выходы каждого из двух других генераторов соединены с управляющими электродами тиристоров соответствующего триггера,, примем с одним через подключающее устройство, a вторичные обмотки импульсных трансформаторов через диоды соединены с управляющими электродами силовых тиристоров. И

Фиг2