Устройство для управления электромагнитным вибровозбудителем питателя Советский патент 1985 года по МПК B65G27/24 

Изобретение относится к вибротехнике и может найти применение в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение быстродействия электромагнитного вибровозбудителя питателя. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу; на фиг. 3 - силовой коммутатор; на фиг. 4 - задатчик интенсивности и вычитателя. Устройство содержит электромагнитный вибровозбудитель 1, подключенный через рабочий тиристор 2 к вторичной обмотке 3 силового трансформатора 4 и через пусковой тиристор 5 к дополнительной вторичной обмотке 6 силового трансформатора 4, первичная обмотка 7 которого подключена к выходу коммутатора 8, подключенного к питающей сети 9, а вход - к шине 10 управления, которая также соединена с первым элементом И 11 и вторым элементом И 12, который связан с первым блоком управления тиристором 13, соединенным с рабочим тиристором 2 и с элементом ЗАПРЕТ 14, который через элемент ЗАДЕРЖКА 15 соединен с первым элементом ИЛИ 16 и первым элементом И 11, который соединен с первым элементом ИЛИ 16, соединенным со вторым элементом И 12. Элемент ЗАПРЕТ 14 соединен с ключом 17, который соединен с задатчиком 18 амплитуды колебаний, который связан с первым блоком управления тиристором 13.Ключ 17 соединен также с задатчиком 19 интенсивности и вычитателем 20, который связан с задатчиком 19 интенсивности и через второй блок 21 управления тиристором со вторым элементом ИЛИ 22, соединенным с элементом ЗАПРЕТ 14. На фиг. 2 обозначено: U - напряжение на выходе шины 10 управления, Uj - напряжение на вторичной обмотке 3 силового трансформатора 4, U - напряжение на дополнительной вторичной обмотке 6 силового трансформатора 4, U - напряжение на выходе первого блока 13 управления. Us - напряжение на выходе задатчика 18 амплитуды колебаний, Ug - напряжение на выходе второго элемента И 12, Uy - напряжение на выходе первого элемента ИЛИ 16, Ug - напряжение на выходе первого элемента И 11, Ug - напряжение на выходе элемента ЗАДЕРЖКА 15, и - напряжение на выходе элемента ЗАПРЕТ 14, Uji :- напряжение на выходе второго блока управления тиристором 21, и« - напряжение на выходе вычитателя 20, Uj3 - напряжение на выходе второго элемента ИЛИ 22, Drv - напряжение на выходе ключа 17, и 15 - напряжение на выходе задатчика 19 интенсивности, Uj6 - напряже ние на электромагнитном вибровозбудителе 1 Устройство работает следующим образом. Включение устройства в работу осущетвляется по сигналу управления, поступающего в виде напряжения Ui (фиг. 2) с шины 10 управления. Напряжение U формируется на шине 10 управления схемой технологической автоматики. Напряжение Ui поступает на управляющий вход коммутатора 8, включая его. Коммутатор 8 подключает первичную обмотку 7 силового трансформатора 4 к питающей сети 9 и на вторичной обмотке 3 и дополнительной вторичной обмотке 6 появляются напряжения 0 и Uj соответственно, причем амплитуда напряжения Uj больше амплитуды напряжения U. Напряжение Uj через рабочий тиристор 2 поступает на электромагнитный возбудитель 1, причем угол регулирования рабочего тиристора 2 определяется сдвигом импульсов напряжения U,, формируемых на выходе первого блока управления тиристором 13, относительно начал положительных полупериодов напряжения Ua . Задание величины угла регулирования рабочего тиристора 2, и, следовательно, рабочей (установившейся) амплитуды колебании электромагнитного вибровозбудителя 1 и связанного с ним питателя, определяется величиной напряжения и, , поступающего на вход первого блока 13 управления тиристором с задатчика 18 амплитуды колебаний. Если в устройстве не предусматривать дополнительных элементов, то выход электромагнитного вибровозбудителя 1 и связанного с ним питателя на рабочий режим будет затяжным (до 50-60 периодов питающего напряжения). Характерной особенностью предлагаемого устройства является обеспечение формированного протекания пусковых режимов электромагнитного вибровозбудителя 1 за счет того, что на время пуска к электромагнитному вибровозбудителю 1 через пусковой тиристор 5 с дополнительной вторичной обмотки 6 силового трансформатора 4 подключается напряжение U, амплитуда которого больше амплитуды напряжения Uj, причем по мере разгона вибровозбудителя 1 угол регулирования пускового тиристора 5 постепенно увеличивается вплоть до запирания пускового тиристора 5. Такая форсировка увеличивает быстродействие электромагнитного вибровозбудителя 1. Другой характерной особенностью предлагаемого устройства является автоматическая корректировка величины начального угла регулирования пускового тиристора 5 в зависимости от заданной величины угла регулирования рабочего тиристора 2, определяющей амплитуду колебаний электромагнитного вибровозбудителя 1 в установившемся режиме. Корректировка осуществляется таким образом, чтобы с увеличением заданного значения угла регулирования рабочего тиристора 2 начальный угол регулирования пускового тиристора 5 тоже увеличивался. Такая корректировка позволяет исключить перерегулирование по амплитуде колебаний электромагнитного вибровозбудителя 1, которое может возникнуть при большом заданном угле регулирования рабочего тиристора 2 и малом начальном угле регулирования пускового тиристора 5. Это позволяет исключить превыпление амплитуды колебаний в пусковом режиме над заданным значением амплитуды колебаний в установившемся режиме. Благодаря этому при выполнении технологических операций, например при дискретном дозировании сыпучих продуктов, представляется возможным обеспечить высокую точность дозирования при формировании малых доз продукта.

Для реализации этих особенностей напряжение Uj с шины 10 управления подается на первые входы первого и второго элементов И 11 и 12. На второй вход второго элемента И 12 поступают импульсы напряжения и с выхода первого блока 13 управления тиристором. На выходе второго элемента И 12 формируются импульсы напряжения Ug, совпадающие по времени с импульсами на интервале действия напряжения и.,. Напряжение Ue, поступая на второй вход первого элемента ИЛИ 16, формирует на его выходе напряжение U,..передний фронт которого совпадает с передним фронтом первого на интервале действия напряжения Uj импульса Uj. Напряжение Uy, поступая на второй вход первого элемента И 11, формирует на его выходе напряжение Ug, передний фронт которого совпадает с передним фронтом напряжения U,, т.е. с передним фронтом первого на интервале действия напряжения U импульса Uj. Напряжение U, поступая на первый вход первого элемента ИЛИ 16, обеспечивает сохранение ненулевого значения напряжения U на выходе первого элемента ИЛИ 16. Таким образом, напряжение 1)7 имеет отличное от нуля значение от момента появления первого на интервале действия напряжения Uj импульса Uj до момента прекращения действия напряжения li .

Сформированные передние фронты напряжений Ut и Ug определяют момент начала работы электромагнитного вибровозбудителя 1, причем в этот момент электромагнитный вибровозбудитель 1 принудительно включается на напряжение Ц, через пусковой аиристор 5 (с начальным углом регулирования, совпадающим с углом регулирования рабочего тиристора 2). Увеличение угла регулирования пускового тиристора 5

начинается на несколько периодов питающего напряжения после этого момента, в течение которых электромагнитный вибровозбудитель 1 находится под максимальным (форсирующим) напряжением, величина которого определяется заданным углом регулирования в рабочем режиме. Такое функционирование устройства необходимо для обеспечения совпадения начала форсировки электромагнитного вибровозбудителя 1 с моментом начала его работы и минимизации длительности пускового режима.

Напряжение Ut, поступая на вход элемента ЗАДЕРЖКА 15, формирует на его выходе напряжение Ug, передний фронт которого сдвинут на заданное время Т.(фиг. 2) от переднего фронта напряжения и...Напряжение Ug поступает на первый вход элемента ЗАПРЕТ 14, на второй вход которого поступают импульсы напряжения Ug .с выхода второго элемента И 12. На выходе элемента ЗАПРЕТ формируется напряжение в виде импульсов, совпадающих по времени с первыми импульсами напряжения U (на интервале между передними фронтами напряжений UT- и Ug), поскольку дальнейшее прохождение импульсов напряжения Ug на

5 выход элемента ЗАПРЕТ 14 запрещается напряжением Ug на его первом входе.

Импульсы напряжения Ujo поступают на первый вход второго элемента ИЛИ 22, на второй вход которого поступают импульсы 0 напряжения с выхода второго блока 21 управления тиристором, сдвиг передних фронтов которых относительно начал положительных полупериодов напряжения Uj определяются напряжением U« с выхода сумматора 20. Поскольку в начальный период 5 форсировки (от переднего фронта напряжения и. до переднего фронта напряжения Ug) напряжение Ui2.paBHO нулю, импульсы напряжения сдвинуты относительно начал положительных полупериодов напряжения U л на максимальный угол.

На выходе второго элемента ИЛИ 22 формируются импульсы напряжения ., представляющие собой логическую сумму импульсов напряжения Ujo и U .. Импульсы напряжения U поступают на пусковой 5 тиристор 5, открывают его с углом регулирования, равным углу регулирования рабочего тиристора 2. Одновременно импульсы напряжения U, совпадающие по времени с импульсами напряжения Uto, поступают на рабочий тиристор 2. Но поскольку на50пряжение Uj по амплитуде больше напряжения Ua открывается только пусковой тиристор 5, обеспечивая форсированный пусковой режим электромагнитного вибровозбудителя 1.

55 Через заданное время €..напряжение U , сформированное на выходе элемента ЗАДЕРЖКА, поступает на управляющий вход

ключа 17, открывая его. На сигнальный вход ключа 17 поступает напряжение U с выхода задатчика амплитуды колебаний и, следовательно, на выходе ключа 17 сформируется напряжение U, равное напряжению Uj. Напряжение U поступает на вход задатчика 19 интенсивности и на второй вход сумматора 20.

На выходе задатчика 19 интенсивности формируется линейно нарастающее от нуля до напряжения U напряжение Ц, поступающее на первый вход сумматора 20. Напряжение на выходе сумматора 20 скачкообразно возрастает в момент формирования переднего фронта напряжения Ug,..a затем линейно убывает до нуля.

Поскольку сдвиг импульсов напряжения относительно начал положительных полупериодов напряжения LJj определяется напряжением Uj , этот сдвиг в момент начала формирования напряжения Ug определяется напряжением U ..(т.е. заданным рабочим углом регулирования рабочего тиристора 2), а затем линейно увеличивается до максимального. А так,как импульсы напряжения и.,0 на интервале действия напряжения Ug отсутствуют, то импульсы напряжения .поступающие на второй тиристор 5, определяются только импульсами напряжения .

На электромагнитном вибровозбудителе 1 формируется напряжение Цб, которое на начальном интервале форсировки, определяемом временем задержки Г, образуется из напряжения Ц , поступающего через пусковой тиристор 5 с углом регулирования, определяемым напряжением U, а на интервале действия напряжения L формируется из напряжения Ug, поступающего через рабочий тиристор 2 с углом регулирования, определяемым напряжением Us, и из напряжения и, поступающего через пусковой тиристор 5 с изменяющимся углом регулирования.

После достижения напряжением U величины напряжения Ui4 напряжение U.is формируется только из напряжения Uj , поступающего через рабочий тиристор 2 с углом регулирования, определяемым напряжением Us, т.е.электромагнитный вибровозбудитель 1 выходит на рабочий режим.

Таким образом, предлагаемое устройство для управления электромагнитным вибровозбудителем питателя по сравнению с известным обеспечивает форсированное протекание пускового режима электромагнитного вибровозбудителя 1, причем в пусковом режиме амплитуда колебаний не превыщает амплитуды колебаний в установившемся режиме. Такая форсировка пускового режима увеличивает быстродействие электромагнитного вибровозбудителя питателя и, тем самым, повыщает производительность последнего.

Используемый в предлагаемом устройстве коммутатор 8 выполняется по схеме, приведенной на фиг. 3. Коммутатор 8 содержит два включенных в один из сетевых проводов параллельно-встречных тиристора 23 и 24, управляемых третьим блоком 25 управления тиристорами, на вход которого с щины 10 управления поступает управляющее напряжение Ц. В момент, когда напряжение Ui становится отличным от нуля, третий блок 25 управления тиристорами формирует на своих выходах напряжения, открывающие тиристоры 23 и 24.

Используемые в предлагаемом устройстве задатчик 19 интенсивности и сумматор 20 выполняются по схеме, приведенной на фиг. 4. Задатчик 19 интенсивности содержит компаратор 26, интегратор 27 инвертор 28 и стабилитрон 29. При подаче на вход компаратора 26 (вход задатчика 19 интенсивности) ступенчатого управляющего напряжения Un и нулевых начальных условиях на интеграторе 27 нарастание выходного напряжения U.I5 происходит по линейному закону до тех пор, пока оно не достигнет величины, при которой начинает проявляться действие обратной связи (через инвертор 28), так как результирующий входной сигнал компаратора входит в линейную зону его статистической характеристики.

Сумматор 20-выполнен на операционном усилителе 30, на прямой вход которого поступает напряжение U (с выхода ключа 17), а на инверсный вход - напряжение Uj5 с выхода задатчика 19 интенсивности. Выходное напряжение Uj вычитателя 20 (усилителя 30) представляет собой разность напряжений Uj и U.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЕМ ПИТАТЕЛЯ, содержащее последовательно соединенные задатчик амплитуды колебаний, первый блок управления тиристором, рабочий тиристор, силовой трансформатор и коммутатор, подключенный к питающей сети, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия электромагнитного вибровозбудителя, в него введены пусковой тиристор, два элемента ИЛИ, два элемента И, элемент задержки. элемент запрета, второй блок управления тиристором, задатчик интенсивности, ключ, сумматор и шина управления, а силовой трансформатор выполнен с дополнительной обмоткой, при этом щина управления подключена к коммутатору, к первым входам элементов И, выходы которых подсоединены к входу первого элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к второму входу первого элемента И и к входу элемента задержки, выход которого подключен к первому входу элемента запрета, к второму входу которого подключен выход второго элемента И, а выход - к первому входу второго элемента ИЛИ, при этом выход элемента задержки соединен с первым входом ключа, к второму входу которого подключен заШ датчик амплитуды колебаний, а выход под(Л к тючен к первому входу сумматора и к входу задатчика интенсивности, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого через второй блок управления тиристором подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к пусковому тиристору, подключенному последовательно к дополнительной обмотке трансформатора и параллельно рабо IND чему тиристору. 00 ел

UvJUUUw VAJUUUU