Сервопривод Советский патент 1987 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах управления электрогидроустановок и электроагрегатов с приводом от двигателя внутреннего сгорания для защиты узлов и деталей установок от ударных нагрузок.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема сервопривода

Устройство содержит тахометр 1, источник 2 постоянного напряжения, первую и вторую клеммы 3 и 4 источника 2 постоянного напряжения, пер- вый якорь 5, первый и второй выво- ды 6 и 7 первого якоря 5, третью и четвертую обмотки 8 и 9 возбуждения, первый и второй выводы 10 и 11 третьей обмотки 8 возбуждения, первьй и второй выводы 12 и I3 четвертой обмотки 9 возбуждения, второй якорь 14, первый и второй выводы 15 и 16 второго якоря 14, первую и вторую обмотки 17 и 18 возбуждения, второй и первый выводы 19 и 20 первой об- мотки 17 возбуждения, первый и второй выводы 21 и 22 второй обмотки 18 возбуждения, первую сигнальнзто лампу 23, первый и второй выводы 24 и 25 первой сигнальной лампы 23, вторую сигнальную лампу 26, первый и второй выводы 27 и 28 второй сигнальной лампы 26, первый переключатель 29, первый, второй и третий выводы 30-32 первого переключателя 29, третий пе- реключатель 33, первый, второй и третий выводы 34-36 третьего переключателя 33, второй переключатель 37, первый и второй замыкающие контакты 38 и 39 второго переключателя 37, концевой переключатель 40, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выводы 41-46 концевого перек- лючателя 40, обмотку.47 первого.реле первые, вторые замыкающие контакты 48 и 49 и размыкающие контакты 50 первого реле, обмотку 51 второго реле, замыкающие контакты 52 второго реле, первый и второй диоды 53 и 54, блок 55 управления, первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую, седьмую и восьмую клеммы 56-63 блока 55 управления, вьшрямитель 64, первый, второй, третий, четвертый и, пятый выводы 65-69 выпрямителя 64, вто рой резистор 70, второй и первый выводы 71 и 72 второго резистора 70, первый резистор 73, первый и второй выводы 74 и 75 первого резистора 73,

третий резистор 76, вывод третьего резистора 77, четвертый резистор 78, вывод 79 четвертого резистора 78, пятый, шестой и седьмой резисторы 80- 82, восьмой резистор 83, первый и второй выводы 84 и 85 восьмого резистора 83, третий диод 86, обмотку 87 третьего реле, замыкающие и размыкающие контакты 88 и 89 третьего реле, переменный резистор 90, второй, первый, третий транзисторы 93-95, стабилитрон 96, катод и анод 97 и 98 стабилитрона 96, замыкающую кнопку 99, терморезистор 100, вывод 101 терморезистора 100, конденсатор 102, вторую и первую обкладки 103 и 104 конденсатора 102, первую и вторую выходные клеммы 105 и 106 сервопривода, первич ный преобразователь 107, стабилизатор

108 напряжения, вывод 109 стабилизатора напряжения.

Блок 55 управления состоит из выпрямителя 64 с выводами 65-69, второго резистора.70 с выводами 71 и 72, первого резистора 73 с выводами 74 и 75, третьего резистора 76 с выводом 77, четвертого резистора 78 с выводом 79, пятого, шестого, седьмого резисторов 80-82, восьмого резистора 83 с выводами 84 и 85, третьего диода 86, обмотки 87 третьего реле, замыкающих и размыкающих контактов 88 и 89 третьего реле, переменного резистора 90 с выводами 91 и 92, второго, первого и третьего транзисторов 93-95, стабилитрона 96 с выводами 97 и 98, замыкающей кнопки 99, терморезистора 100.с выводом 10Ь, конденсатора 102 с обкладками 103 и 104.

Стабилизатор 108 напряжения состоит из стабилитрона 96, катод 97 которого является первым выводом стабилизатора напряжения, резистора 83 и транзистора 95, эмиттер которого является вторым выводом 109 стабилизатора 108 напряжения.

Сервопривод работает следующим образом.

При подаче напряжения на клеммы 3 и 4 источника 2 постоянного напряжения ток, через стабилизатор 108 напряжения, который обеспечивает постоянство настройки уровней срабатывания сервопривода при заданных параметрах управляемого двигателя независимо от величины питающего напряжения и состоит из.стабилитрона 96,

JO

20

31287097

задающего уровень стабилизации напряжения, балластного сопротивления 83 и усиливающего транзистора 95, проходит через обмотку 83 реле блока 55 управления и цепь эмиттер - коллектор транзистора 94, при этом размыкаются контакты 89 и замыкаются контакты 88 блока 55 управления и напряжение подается на обмотку 47 первого реле. При этом замыкаются контакты 48 и 49 и размыкаются контакты 50 и загорается втора я сигнальная лампа 26, При замкнутых контактах 49 может быть произведен запуск двигателя, а при замкнутых контактах 48 с помощью второго переключателя 33 путем замыкания его второго 35 или третьего 36 выводов напряжение может быть подано, соответственно, на третью 8 или четвертую 9 обмотки возбуждения первого якоря 5. После запуска двигателя с помощью третьего переключателя 33 замыкаются между собой выводы 34 и 35 и вал якоря 5 перемещает топливную рейку управляемого двигателя в сторону увеличения числа, оборотов. Путем замыкания контактов 34 и 35 число оборотов может быть снижено. С помощью третьего переключателя 33 по показаниям тахометра 1 устанавливаются обороты двигателя вьше минимально устойчивых, но ниже предельно допустимых для включения муфты сцепления. При этом вторая сигнальная лампа 26 горит, показывая, что сцепление можно включить.

При замыкании первого 30 и третьего 32 выводов первого переключателя 29 напряжение подается на четвертый вывод 44 концевого выключателя 40 и через него и первый вывод 41 на второй вывод 19 первой обмотки I7 второго якоря 14. При этом вал якоря 14, перемещаясь, включает сцепление и перемещает концевой переключатель 40, замыкая его второй 42 и третий 43 выводы. При замыкании третьего вывода 43 загорает сигнальная лампа 23, показывающая, что сцепление включено.

переключателя 33 через вывод 36 на четвертую обмотку 9 возбуждения первого якоря 5, таким образом обороты двигателя не могут быть снижены и двигатель не может быть остановлен при включенной муфте сцепления.

При повышении оборотов напряжение, вырабатываемое первичным преобразователем 107, увеличивается и отрицательное напряжение подается на базу второго транзистора 93. Величина отрицательного напряжения, зависит от числа оборотов двигателя и положения подвижного вывода переменного резис- 5 тора 90. При этом положение подвижного вывода переменного резистора 90 определяет максимальное число оборотов двигателя, при котором возможно включение и выключение муфты сцепления.

25

30

При увеличении оборотов двигателя величина отрицательного напряжения возрастает, второй транзистор 93 открывается и положительное напряжение через цепь эмиттер - коллектор второго транзистора 93 подается на базу первого транзистора 94, который при этом закрывается, разрывая цепь обмотки 87 реле блока 55 управления. Замыкающие контакты 88 размыкаются, а размыкающие контакты 89 замыкаются и через замкнутые размыкающие контакты 89 напряжение может быть подано 35 с помощью переключателя 33 на любую из обмоток 8 или 9 первого якоря 5 - число оборотов двигателя может быть как повышено, так и понижено. Третий вывод 32 первого переключателя 29 обесточивается, вторая сигнальная лампа 26, разрешающая включение сцепления, гаснет, а первая сигнальная лампа 23, указывающая, что сцепление включено, продолжает гореть, получая питания через размыкающие контакты 50 первого реле и замыкающие контакты 52 второго реле. При этом первый диод 53 препятствует подаче напряжения на второй вывод 28

40

45

и одновременно подается напряжение на50 второй сигнальной лампы 26 со сто-г

роны второго вывода 25 первой сиг.- нальной лампы 23 через замкнутые выводы 43 и 44 концевого переключателя 40 и замкнутые выводы 30 и 32 первообмотку 51 второго реле, контакты 52 при этом замыкаются. Шестой вывод 46 концевого переключателя 40 обесточивается, разрывая цепь обмотки 47 перроны второго вывода 2 нальной лампы 23 чере воды 43 и 44 концевог 40 и замкнутые выводы

вого реле - замыкающие контакты 48 и 55 ° переключателя 29.

Первым переключате ние не может быть под из обмоток возбуждени ря 14, что исключает

49 размыкаются, а размыкающие контакты 50 замыкаются. При разомкнутых контактах 48 исключается возможность подачи напряжения с помощью третьего

O

0

переключателя 33 через вывод 36 на четвертую обмотку 9 возбуждения первого якоря 5, таким образом обороты двигателя не могут быть снижены и двигатель не может быть остановлен при включенной муфте сцепления.

При повышении оборотов напряжение, вырабатываемое первичным преобразователем 107, увеличивается и отрицательное напряжение подается на базу второго транзистора 93. Величина отрицательного напряжения, зависит от числа оборотов двигателя и положения подвижного вывода переменного резис- 5 тора 90. При этом положение подвижного вывода переменного резистора 90 определяет максимальное число оборотов двигателя, при котором возможно включение и выключение муфты сцепления.

5

0

При увеличении оборотов двигателя величина отрицательного напряжения возрастает, второй транзистор 93 открывается и положительное напряжение через цепь эмиттер - коллектор второго транзистора 93 подается на базу первого транзистора 94, который при этом закрывается, разрывая цепь обмотки 87 реле блока 55 управления. Замыкающие контакты 88 размыкаются, а размыкающие контакты 89 замыкаются и через замкнутые размыкающие контакты 89 напряжение может быть подано 5 с помощью переключателя 33 на любую из обмоток 8 или 9 первого якоря 5 - число оборотов двигателя может быть как повышено, так и понижено. Третий вывод 32 первого переключателя 29 обесточивается, вторая сигнальная лампа 26, разрешающая включение сцепления, гаснет, а первая сигнальная лампа 23, указывающая, что сцепление включено, продолжает гореть, получая питания через размыкающие контакты 50 первого реле и замыкающие контакты 52 второго реле. При этом первый диод 53 препятствует подаче напряжения на второй вывод 28

0

5

второй сигнальной лампы 26 со сто-г

роны второго вывода 25 первой сиг.- нальной лампы 23 через замкнутые выводы 43 и 44 концевого переключателя 40 и замкнутые выводы 30 и 32 перво ° переключателя 29.

Первым переключателем 29 напряжение не может быть подано ни на одну из обмоток возбуждения 17 или 18 якоря 14, что исключает возможность

,

512

включения или выключения муфты сцепления.

Для включения муфты сцепления необходимо, замкнув между собой выводы 34 и 36 третьего переключателя 33, уменьшить число оборотов двигателя для уменьшения величины отрицательного напряжения, подаваемого с пятого вьшода 69 выпрямителя 64 через переменный резистор 90 на базу второго транзистора 93, до величины, соответствующей закрытию второго транзистора 93. Момент закрытия второго транзистора 93 определяется положением подвижного вывода переменного резис тора 90, положение которого определяется при регулировке блока 55 управления. С изменением температуры изменяются электрические параметры элементов блока 55 управления. Для иск- лючения влияния температуры на выходные параметры блока 55 управления в нем предусмотрен термокомпенсатор, состоящий из третьего 76, четвертого 78 резисторов и терморезистора 100 с отрицательным ТКС. Для исключения режима звонка параллельно обмотке 87 третьего реле установлен конденсатор 102.

При закрытии второго транзистора 93 с базы первого транзистора 94 снимается положительное напряжение - первый транзистор 94 открывается и напряжение подается на обмотку 87 третьего реле блока 55 управления, размыкаются контакты 89 и замыкаются контакты 88 блока 55 управления. При этом вследствие замыкания между собой выводов 34 и 36 третьего переключателя 33 невозможно подать напряжение на четвертую обмотку 9 возбуждения первого якоря 5, т.е. дальнейшее уменьшение оборотов двигателя невозможно до выключения муфты сцепления. Вторая сигнальная лампа 26 при этом загорается, показывая, что сцепление можно выключить.

Дпя выключения муфты сцеплений напряжение через замкнутые контакты 88 подается на третий вывод 32 первого переключателя 29 и при замыкании вьгеодов 31 и 32 через пятый вывод 45 концевого переключателя 40 и его второй вывод 42 напряжение подается на вторую обмотку 18 возбуждения второго якоря 14. Муфта сцепления выключается. В конце хода вала второго якоря 14 третий 43 и четвер15

5 20

25

тый 44 выводы концевого переключателя 40 размыкаются, замыкаются пятый 45 и шестой 46 выводы концевого переключателя 40 - ток проходит через обмотку 47 первого реле, замыкаются контакты 48 и 49 и размыкаются контакты 50, прерывая цепь обмотки 51 второго реле - контакты 52 размыкаются и первая сигнальная лампа 23 гаснет. При этом напряжение через контакты 48 может быть подано на четвертую обмотку 9 возбуждения первого якоря 5 при помощи замыкания между собой выводов 34 и 36 третьего переключателя 33. Частота вращения коленчатого вала управляемого двигателя может быть уменьшена и последний остановлен .

Установка между шестой 61, седьмой 62 и восьмой 63 клеммами блока 55 управления и соответственно первым 65, вторым 66 и третьим 67 выводами выпрямителя 64 пятого 80, шестого 81 и седьмого 82 резисторов уменьшает потребляемый ток блоком 55 управления от первичного преобразователя 107, что практически исключает влияние блока 55 управления на точность показаний тахометра 3.

Для проверки работоспособности блока управления при неработающем двигателе или при работе двигателя на малых оборотах необходимо замк- . нуть замыкающие контакты кнопки 99

35 путем ее нажатия. При этом отрицательное напряжение подается со второ- го вывода 109 стабилизатора 108 напряжения блока 55 управления через резистор 70 на базу первого транзистора 93. Транзистор 93 открывается-и через его цепь.эмиттер - коллектор положительное напряжение подается на базу транзистора 94, который закрывается, разрывая цепь обмотки 87 ре45 ле блока 55 управления, его замыкающие контакты 88 размыкаются, вторая сигнальная лампа 26 гаснет. При отпускании кнопки ее замыкающие контакты 99 размыкаются, вторая сигнальная

50 лампа 26 загорается, что говорит об исправности электрических цепей бло- Ла 55 управления. Формула изобретения

55 Сервопривод, содержаш 1й выпрямитель, тахометр, соединенный выходами с входами первичного преобразователя, источник постоянного напряже- , подключенный первой клеммой

30

40

первым выводам обмоток первого второго реле, первого якоря, ервой и второй сигнальных ламп и второго якоря, соединенного вторым выводом с первыми выводами первой и второй обмоток возбуждения, подключенных вторыми выводами соответственно к первому и второму выводам концевого переключателя, соединенного третьим выводом через первый диод с первым выводом замыкаюгцих контактов второго реле и с вторыми выводами обмотки второго реле и первой сигнальной лампы, четвертым и пятым выводами - с первым и вт орым выводами первого переключателя, шестым вывоом - со вторым выводом обмотки первого реле, а управляющим входом - с валом второго якоря, вторая клемма источника постоянного напряжения через второй диод подключена к катоду третьего диода, к первым выводам второго переключателя, размыкающих контактов первого реле, замыкающих контактов и обмотки третьего реле и- к первому выводу третьего переключателя, соединенного вторым выводом с первым выводом третьей обмотки возбуждения, подключенной вторым вывоом ко второму выводу первого якоря и к первому выводу четвертой обмотки управления, соединенной вторым вывоом с первыми быводами первых замыкающих контактов первого реле, размыкающих контактов третьего реле и со вторым выводом второго переключателя, подключенного третьим выводом к третьему вьшоду третьего переключателя и ко вторым выводам первых замыкающих контактов первого реле и размыкающих контактов третьего реле, а четвертым выводом - к третьему выводу первого переключателя, ко второму вьшоду второй сигнальной ламцы и ко второму выводу замыкающих контактов третьего реле, второй вывод обмотки которого соединен с анодом третьего

диода, с первой обкладкой конденсато- ра и с эмиттером первого транзистора, подключенного базой к коллектору второго транзистора и к первому выводу

первого резистора, соединенного вторым выводом с коллектором первого транзистора и с первым выводом второго резистора, подключенного вторым выводом к первому выводу замыкающей

кнопки, соединенной вторым выводом с подвижным выводом переменного резистора и с базой второго транзистора, подключенного эмиттером к первым выводам третьего и четвертого резисторов, и терморезистор, соединенный первым выводом с первым выводом переменного резистора, первую и вторую выходные клеммы системы сервопривода, соединенные с первым и вторым выводами вторых замыкающих контактов первого реле, о тличающийся тем, что, с целью повьшения надежности сервопривода, в нем дополнительно установлены пятый, шестой, седьмой и восьмой резисторы, третий транзис-- тор и стабилитрон, соединенный катодом со второй обкладкой конденсатора, с эмиттером второго транзистора и со вторым выводом переменного резистора.

а анодом - с первым выводом восьмого

резистора и с базой третьего транзистора, подключенного коллектором к первой клемме источника постоянного напряжения и ко второму выводу восьмого резистора, а эммитером - к первому выводу второго резистора, первые выводы пятого, шестого и седьмого резисторов соединены, соответственно с первым, вторым, третьим выходами тахометра, а вторые выводы - соответственно с первым, вторым и третьим выводами выпрямителя, подключенного четвертым выводом ко второму выводу третьего резистора, а пятым выводом - к

первому выводу терморезистора, соеди- ненного вторым выводом со вторым выводом четвертого резистора.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления электрогидроустановок и электроагрегатов. Цель изобретения состоит в повьшении надежности сервопривода за счет введения в блок управления стабилизатора напряжения, термокомпенсатора, ограничивающих сопротивлений и шунтирующего конденсатора. При этом блок . управления содержит три ограничивающих резистора, которые исключают влияние блока управления на точность показаний тахометра, выпрямитель, термокомпенсатор, включающий в себя два резистора и терморезистор, который ис ключает влияние температуры на электрические параметры элементов блока управления, исполнительное реле с двумя контактами, диод, конденсатор, исключающий режим звонка реле, переменный резистор, регулирующий уровень открытия траР1зистора, силовой транзистор, два ограничивающих резистора, кнопку, необходим5по для проверки исправности электрических цепей блока управления, стабилизатор напряжения, состоящий из стабилитрона, задающего опорное напряжение, балластного сопротивления и усилительного транзистора. Стабилизатор напряжения позволяет исключить влияние изменения постоянного напряжения на параметры, вьщаваемые блоком управления. I ил. с Ю 00 «М о СО 41

Редактор К.Волощук

Составитель Ю.Гладков Техред М.Ходанич

Заказ 7713/49Тираж.862Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г. Решетник