Устройство управления работой электромагнитного молота Советский патент 1988 года по МПК E21C37/00 H01F7/18 

(21)3872214/29-33

(22)25.03.85

(46) 23.04.88. Бкш. № 15

(71)Институт горного дела СО АН СССР

(72)Н.А.Бритков, А.П.Малахов и А.А.Перьев

(53)624.155.15(72) (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 497405, кл. Е 21 С 3/16, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 877626, кл. Е 21 С 3/16, 1980.

(54)УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОЛОТА

(57)Изобретение относится к управлению электромагнитными машинами возвратно-поступательного движения, может быть использовано при забивке свай, разрушении породы и создании сейсмических колебаний и позволяет повысить надежность работы устройства. Устройство содержит плунжер 1 молота, катушки 2 и 3 прямого и обратного хода плунжера, датчик 4 управления катушкой прямого хода, первый элемент 5 вьщержки времени, первый силовой ключ 6, датчик 7 управления катушкой обратного хода, второй элемент 8 вьщержки времени, второй 9 силовой ключ, блок 10 пуска, блок 11 отключения и дополнительный элемент 12 выдержки времени. Первый силовой ключ 6 выполнен на тиристоре 13, второй силовой ключ 9 вьтолнен на схеме ИЛИ 14 и на тиристоре 15. Блок 11 отключения состоит из схемы ИЛИ 16, коммутирующего тиристора 17, катушек 18 и 19 индуктивности, схемы ИЛИ 20, конденсатора 21, резистора 22, конденсатора 23, разделительных диодов 24-25. Блок 10 пуска состоит из кнопки 26, резисторов 27 и 28 и конденсатора 29. 2 ил.

о s

оэ

САЭ СЛ Ю

Изобретение относится к управлению электромагнитнь№ш машинами и возвратно-поступательного движения и может быть использовано при забивке свай, разрушении породы и создании сейсмических колебаний.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства управления работой электромагнитного молота; на фиг.2 - осциллограмма рабочего процесса электромагнитного молота.

Электромагнитный молот содержит плунжер 1, катушку 2 обратного хода, катушку 3 прямого хода, датчик 4 управления катушкой прямого хода, первый элемент 5 выдержки времени, первый силовой ключ 6, датчик 7 управле- 20 тора 17. Последний открывается и разния катушкой обратного хода, втор.ой элемент 8 вьщержки времени, второй 9 силовой ключ, блок 10 пуска, блок 11 отключения и дополнительный элемент 12 вьщержки.времени.

Первый силовой ключ 6 вьтолнен на тиристоре 13, второй силовой ключ

9выполнен на схеме ИЛИ 14 и на тиристоре 15, блок 11 отключения.состоит из схемы ИЛИ 16, коммутирующего тиристора 17, катушек 18 и 19 индуктивности, схемы ИЛИ 20, конденсатора 21, резистора 22, конденсатора 23, разделительных диодов 24 и 25, блок

10пуска состоит -из кнопки 26, резисторов 27 и 28 и конденсатора 29.

На фиг.2 приведена осциллограмма рабочего процесса работы электромагнитного молота, на которой показаны эпюры напряжений U , U,, токов i j ij соответственно в силовых катушках 2 и 3 обр&тного и прямого хода. Осциллограмма хода плунжера 1 представлена импульсами напряжения Us , период которых равен 1.см. Эпюры наряжений датчиков 4 и 7 управления силовыми катушками рабочего и обратного хода показаны в виде одиночных импульсов и и Us-. Регулируемая выдержка времени первого элемента вьщержки времени ц , второгоT k и дополнительного

Устройство управления электромаг нитного молота работает следуюш гм образом.

При нажатии кнопки 26 блока 10 пуска на управляющий электрод тиристора 15 силового ключа 9 через схему ИЛИ 14 резистор 27 и параллельно соединенные резистор 28 и конденсатор 29 поступает импульс напряжения источника питания, в результате чего тиристО)р 15 открывается и к катушке 2 обратного хода прикладывается напряжение источника питания.

Под действием электромагнитных сил магнитного поля, вызванного прод теканием тока LI в катушке 2 обратного хода, плунжер 1 поднимается и при подходе к датчику 4 управления силовой катушкой рабочего хода наводит в нем импульс напряжения l . Этот им5 пульс одновременно поступает на вход

первого элемента 5 выдержки времени и.на йход блока 11 отключения, где он проходит через первьй вход схемы ИЛИ 16 на управляющий электрод тирисряжает на себя конденсатор 21 через катушки 18 и 19 индуктивности. Разряд протекает колебательно и при отрицательной полуволне напряжения 1 онден5 сатора 21 колебательного LC-контура 19 и 21 закрывается тиристор 17 блока 11 отключения. Одновременно с этим отрицательное напряжения LC-контура 19 и 21 поступает на анод тирис0 тора 15 силового ключа 9 через первый вход схемы ИЛИ 20 и диод 24, в результате чего тиристор 15 закрывается. Однако ток в катушке 2 сразу не исчезает, а продолжает замыкаться по цепи; плюс источника питания - параллельно соединенные резистор 22 и конденсатор 23 - вход схемы ИЛИ 20 - разделительный диод 24 - катушка 2 обратного хода - плюс источника питания. При этом запасенная энергия магнитного поля катушки 2 рассеивается на резисторе 22 RC-контура 22 и 23. .гашения. Ток i в катушке 2 обратного хода спадает до нуля8 однако плунжер 1 под действием сил инерции продолжает двигаться, вверхэ постепенно теряя скорость.

При достижении скорости, равной нулю, плунжер под действием силы тяжести, падает вниз и, когда его нижний торец зайдет в зону действия катушки 3 прямого .хода, необходимо в эту катушку подать импульс тока i. Момент включения катушки 3 прямого хода усrN

танавливается временем L первого элемента 5 вьщержки времени, вход которого подключен к выходу датчика 4 управления катушкой прямого хода. Сигнал U/i с датчика 4 управления ка5

0

5

0

тушкой прямого хода поступает на вход первого 5 элемента вьщержки времени, и с вьвдержкой времени на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход включения силового ключа 6.

Тиристор 13 открывается, и катушка 3 прямого хода мЬлота подключается к плюсу источника питания. Под действием электромагнитных сил катушки 3 прямого хода, вызванных током , i , плунжер 1 увеличивает скорость движения вниз и при подходе к датчику 7 управления силовой катушкой об- ратного хода наводит в нем импульс напряжения Uj.

Этот импульс одновременно поступает на входы элементов 8 и 12 вьщержк времени.

Ток в катушке прямого хода i продолжает протекать еще в течение вре- мениТ , равного величине выдержки времени дополнительного элемента 12 выдержки времени, после того, как плунжер достиг нижнего полюса катушки 3 прямого хода и совершил удар.

По истечении времени j сигнал с выхода дополнительного элемента 12 вьщержки времени поступает на вход блока П отключения, в результате чего ток 12 в катушке 3 прямого хода

спадает до нуля.

I

Повторный запуск молота осуществляется автоматически сигналом с выхо- да элемента 8 выдержки времени по прошествии времени L путем подачи его на другой вход включения силового, ключа 9.

.В дальнейшем работа электромагнитного молота протекает аналогично,

В результате введения, дополнительного элемента 12 вьщержки времени отключение катушки 3 прямого хода происходит не сразу, а с вьщержкой времениТ , позволяющей прижать плунжер к наковальне, погасить энергию отскока плунжера и дополнительно увеличить энергию удара электромагнитного молота.

Длительность задержки i-/i первого элемента 5 вьщеряски времени обеспечивает свободный вылет плунжера 1 из катушки 2 обратного хода и свободное падение плунжера 1 до зоны действия электромагнитных сил катушки 3 прямого хода.

5

Q е

п

5

0

5

Длительность задержкиТ элемента 8 вьщержки времени превышает величину Lj и определяется необходимой частотой ударов электромагнитного молота при выполнении конкретного технологического процесса.

Длительность задержки i-$ дополнительного элемента 12 вьщержки времени должна превышать времй удара плун-. жера 1 о наковальню.

В общем виде длительности задержек определяются из следующего неравенства t, ст- чч fi ч « т; LJ iy

где Су - время удара плунжера о наковальню, с; Lj - длительность задержки эле, мента 12 вьщержки времени,с;

(-2. - длительность задержки элемента 8 вьщержки времени, с; L/1 - длительность задержки эле

мента 4 вьщержки времени, с. Предлагаемое устройство позволит повысить надежность работы устройства.

Формула изобретения

Устройство управления работой электромагнитного молота содержащее катушки прямого и обратного хода плунжера молота, выход первого элемента вьщержки времени соединен через первый силовой ключ с катушкой прямого хода, выход второго элемента вьщержки времени соединен через второй силовой ключ с катушкой обратного хода, блок отключения, выходы которого подключены соответственно к входам соответствующих силовьк клю чей, датчики управления катушками прямого и обратного хода и блок пуска, который подключен к второму силовому ключу, отлича, ющееся тем, что, с целью повьш1ения надежности работы устройства, оно снабжено дополнительным элементом вьщержки времени, причем выход дополнительного элемента вьщержки времени соединен с первым входом блока отключения, датчик управления катушкой прямого хода соединен с входом первого элемента вьщержки времени и с вторым входом блока отключения, а датчик управления катушкой обратного хода соединен с входами второго и дополнительного элементов вьщержки времени.

ем