Электропривод постоянного тока с двухступенчатой механической передачей Советский патент 1988 года по МПК H02P5/00 

ю сд

Изобретение относится к электро- texHHKe и может быть использовано для встроенного контроля мертвых ходов двухступенчатых механических пе 1)едач электроприводов постоянного тока.

I Цель изобретения - распшрение (функциональных возможностей за счет обеспечения встроенного контроля иертвых ходов в процессе эксплуата- дии.

На фиг. 1 представлена блок-схема электропривода; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Электропривод постоянного тока с двухступенчатой механической передачей содержит электродвигатель 1, соединенный с нагрузкой 2 через двухступенчатую механическую передачу 3 Датчик 4 якорного тока электродвигателя, формирователь 5 импульсов, триггер 6, логический элемент И 7 и счетчик 8 и индикацией соединены по еледов ательно.

Генератор 9 импульсов выходом подключен к второму входу логического элемента И. Кроме того, электропривод содержит последовательно соединенные второй триггер 10, второй логический элемент И 11с тремя входами и второй счетчик 12 с индикацией. Первый логический элемент И 7 снабжен третьим входом, подключенным к выходу первого логического элемента НЕ 13. Вход первого логического элемента НЕ 13 и выход вторго триггера 10 первым входом подклю |чены к выходу первого триггера 6. Вторые входы обоих триггеров объеди |нены и подключены к выводу Установ ка О. Выход первого триггера 6 через второй логический элемент НЕ соединен с вторым входом второго логического элемента И 11, третьим входом подключенным к генератору 9 импульсов.

Электропривод работает следующим образом.

Перед началом процесса измерения мертвых ходов двухступенчатой механической передачи 3 мертвый ход oi быстроходного и промежуточного вала мертвый ход с6 промежуточного и тихоходного вала устанавливают в максимальное положение. Генератор 9 импульсов вырабатывает последовательность импульсов и, с периодом следования Ту (фиг.2в), которые подаются

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

на входы логических элементов И 7 и 11. В исходном состоянии триггеры 6 и 10 на выходе имеют низкие (нулевые) потенциалы О и U pftiO в интервале 0 t с t на фиг. 2г, и д, которые подаются с триггера 6 на вход логического элемента И 7, . а с триггера 10 на вход логического элемента И 11, следовательно, логические элементы И 7 и 11 закрыты.

В момент времени t (фиг,2) запускается электродвигатель 1 постоянного тока . Б обмотке якоря электродвигателя 1 возникает импульс пускового тока, который создает на датчике 4 импульс напряжения (V 4- i в момент времени t на фиг. 2а). Фронт импульса напряжения U, с датчика 4 подается на формирователь 5 импульсов, где Дифференцируется, усиливается и ограничивается. Сформированный импульс напряжения формирователя 5 (Uj в момент времени t на фиг.2б) поступает на вход триггера 6 и приводит его в состояние, характеризуемое высоким потенциалом на выходе (U g в момент времени t, на фиг. 2г). С выхода триггера. 6 высокий потенциал подается на второй вход логической схемы И 7. Триггер 10 остается в исходном состоянии (и ,оИ О в момент времени t, на фиг.2д), его низкий выходной потенциал инвертируется логическим элементом НЕ 13 и подается на вход логического элемента И 7, которьй с момента времени t, пропускает импульсы, вырабатываемые генератором 9 импульсов, на счетчик 8 с индикацией

последней начинает счет импульсов. I

В интервале времени t « t - t

(фиг.2) электродвигатель 1 и быстроходный вал двухступенчатой механической передачи 3 приходят во вращение, пусковой ток и напряжение на датчике 4 уменьшаются по экспоненте (интервал t t « t/i фиг.2а), но промежуточный вал двухступенчатой механической передачи 3 не движется, так как мертвый ход oi быстроходного и промежуточного вала еще не выбран. Счетчик 8 производит счет импульсов, поступающих с генератора 9 импульсов, через открытый логический элемент И 7. Выходной сигнал логического элемента И 7 - показан на фиг. 2е (интервал, t , t : t). Триггер 10 остается в исходном сое31

тоянии (11,0 о в интервале t, t

t на фиг. 2д) и его низкий выходной потенциал подается на вход логи- .ческого элемента И 11 и удерживает ее в закрытом состоянии.

В момент времени t (фиг.2) мерт- вьй ход с(,, быстроходного и промежуточного вала выбран, приводится в рабочее положение промежуточный вал двухступенчатой механической передачи 3, нагрузка на электродвигатель 1 скачкообразно возрастает, что вызывает импульс тока в обмотке якоря и импульс напряжения на датчике 4 (Ug в момент времени t на фиг.2а), который подается на формирователь 5 импульсов. Формирователь 5 импульсов выраВатывает второй импульс (U, в момент времени t на фиг.26), которь поступает на вход триггера 6 и переводит его в состояние, характеризуемое низким потенциалом на выходе (и J сз О в момент времени tg на фиг.2г). Низкий потенциал выхода триггера 6 передается на вход трих- гера 10 и переводит его в состояние, характеризуемое высоким потенциалом на выходе (U, в момент времени t на фиг. 2д). Низкий потенциал с выхода триггера 6 поступает на второй вход логического элемента И 7, кроме того, высокий потенциал с выхода триггера 10 инвертируется логическим элементом НЕ 13 и подается на вход логического элемента И 7, последняя закрывается и поступление импульсов с генератора 9 импульсов на счетчик 8 прекращается (U-j в момент времени t на фиг. 2е). На табло индикации счетчика 8 высвечивается число импульсов п, сосчитанное за время выбора мертвого хода oi, быстроходного и промежуточного вала механизма 3

t, t - t, (1)

В этот момент времени t (фиг.2) высокий потенциал с выхода триггера 10 поступает на первый вход логического элемента И 11, а низкий потенциал выхода триггера 6 инвертируется логическим элементом НЕ 14 и поступает на вход логического элемента И 11, которьш с момента времени t пропускает импульсы, вырабатываемые генератором 9 импульсов, на счетчик 12, последний начинает счет импульсов.

50

В интервале времени t t - t (фиг.2) приводится во вращение промежуточный вал двухступенчатой механической передачи 3,.пусковой ток и напряжение на датчике 4 уменьшаются по экспоненте (интервал t t .tj на фиг. 2а) , но тихоходный вал двухступенчатой передачи 3 не движется, так как мертвый ход jt промежуточного и т гхоходного вала еще не выбран. Счетчик 12 производит счет импульсов, поступающих с генератора 9 импульсов, через открытый логический элемент И 11. Выходной сигнал- логического элемента И 11 - U,, показан на фиг. 2ж (интервал С. t,). В момент времени tj (фиг.2) мертвый ход d промежуточного и тихоходного вала выбран, приводится во вращение тихоходньш вал двухступенчатой механической передачи 3, нагрузка на двигатель 1 скачкообразно возрастает, что вызывает импульс тока в

обмотке якоря электродвигателя 1 и импульс напряжения на датчике 4 (и в момент времени tj на фиг. 2а), которьй подается на формирователь 5 импульсов. Формирователь 5 импульсов

вырабатывает третий импульс (U в момент времени tj на фиг. 2б), который поступает на вход триггера 6 и переводит его в состояние,-характеризуемое высоким потенциалом на выходе (и, в момент времени t, на

фиг.2г), а состояние триггера 10

остается прежним - на его выходе вы- сокий потенциал (U в момент времени t на фиг. 2д). Высокий потенциал с выхода триггера 6 подается на второй вход логического элемента И 7, а высокий потенциал с выхода триггера 10 инвертируется логическим элементом НЕ 13 и подается на первый вход логического элемента И 7 и удерживает последнюю в закрытом состоя-, НИИ. Высокий потенциал с выхода триггера 6 инвертируется логическим элементом НЕ 14 и подается на вход логического элемента И 11, последняя закрывается и поступление импульсов с формирователя 5 импульсов на счетчик 12 прекращается (U, в момент времени tj на фиг. 2ж). На табло индикации счетчика 12 высвечивается число импульсов п, сосчитанное за время выбора мертвого хода nL промежуточного и тихоходного вала механизма 3

14

At.

t, - t,

zTu

(2)

Математические выражения, по которым при известных величине t и t можно расчитать величину мертвых ходов flt, и ei двухступенчатой механической передачи 3,

ci. ,T - Тд(1 -6), (3)

firt

f- - (1 e ТА)(4)

где

о6г

Я

N

номинальная скорость вращения двигателя 1

в

об.1. L

Тд4 - электромеханическая постоянная времени двигателя 1, с;

Тц - период повторения импульсов генератора 9 импульсов, с;

п и Hg - количество импульсов, считанное в табло информации счетчиков 8 и 12 - величины безразмерные i N - передаточное число

быстроходного и промежуточного валов механческой передачи 3 - величина безразмерная При подстановке в формулу (3) и (ч) величин в указанных размерностя результаты вычислений мертвых ходов (1 (быстроходного и промежуточного ) и a6j (промежуточного вала и тихоходного вала) будут получены в Г) аду с ах.

506

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока

с двухступенчатой механической передачей, содержащий электродвигатель, соединенный с нагрузкой через дву. - ступенчатую механическую передачу, последовательно соединенные датчик

якорного тока электродвигателя, формирователь импульсов, триггер, логический злeмeнf И и счетчик импульсов с индикацией, генератор импульсов, вькодом подключенный к второму входу

логического элемента И, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения встроенного контроля мертвых ходов в процессе

эксплуатации, в него введены последовательно соединенные второй триггер, второй логический элемент И с тремя входами и второй счетчик импульсов с индикацией, два логических

элемента НЕ, первый логический элемент И снабжен третьим входом, подключенным к выходу первого логического элемента НЕ, вход которого соединен с выходом второго триггера,

первым входом подключенным к выходу первого триггера, вторые входы обоих триггеров объединены и подключены к выводу Установка О, выход первого триггера через второй логический элемент НЕ соединен с вторым входом второго логического элемента И, третий вход которогр подключен к выходу генератора импульсов.

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано для встроенного контроля мертвых ходов (MX) двухступенчатых механических передач электроприводов постоянного тока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения встроенного контроля ИХ в процессе эксплуатации. Электропривод содержит электродвигатель 1, соединенный с нагрузкой 2 через механическую передачу 3, датчик 4 якорного тока и формирователь 5 импульсов. В устройстве имеются две цепи для подсчета импульсов, число которых пропорционально величине мертвых ходов at, и pt первой и второй ступеней механической передачи. Каждая цепь состоит из триггера 6(10), логических элементов НЕ 13(14), И 7(11) и счетчика 8(12), снабженного табло с индикацией. 2 ил-. (О