Сервопривод Советский патент 1988 года по МПК G05B11/01 

О5

со

00 00

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления электрогидроустановок и электроагрегатов с приводом от двигателя внутреннего сгорания для защиты узлов и деталей уста- .новок от ударных нагрузок. Целью изобретения является повышение надежности работы сервопривода. Устройство содержит тахометр, источник постоянного напряжения с клеммами, якори обмотки возбуждения с вьшодами, сигнальные лампы, переключатели с выводами, реле, диоды, блок управления, выпрямитель, резисторы, стабилитрон термостабилизатор, конденсаторы, источник постоянного тока, блок защитьь тензодатчик, предварительный усилитель, усилитель мощности. 1 ил.

N

Изобретение относится к машино строению, может быть использовано в системах управления электрогидроустановок и электроагрегатов с приводом от двигателя внутреннего сгорания для защиты узлов и деталей установок от ударных нагрузок и является усо- в ршенствованием сервопривода по авт. ci. № 1287097.

Целью изобретения является првьнпе- нйе надежности работы сервопривода.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема сервопривода.

Устройство содержит тахометр 1, источник 2 постоянного напряжения, п0рвую и вторую клеммы 3 и 4 источнику 2 постоянного напряжения, первьй 5, первый и второй выводы 6, 7 первого якоря 5, третью и четвертую О0МОТКИ 8, 9 возбуждения, первый и выводы 10, 11 третьей обмотки 8 возбуждения, первый и второй вы- врды 12, 13 четвертой обмотки 9 воз- бфкдения, втсфой якорь 14, первый и выводы 15, 16 второго якоря Ц, первую и вторую обмотки 17 и 18 возбуждения, второй и первый выводы 19, 20 первой обмотки 17 возбуждения, первый и второй выводы 21, 22 вторс обмотки 18 возбуждения, первую сигнальную лампу 23, первый и второй выводы 24, 25 первой сигнальной лампы 23, вторую сигнальную лампу 26, первый и второй вьюоды 27, 28 второй сигнальной лампы 26, первый переклю- чдтель 29, первый, второй и третий выводы 30-32 первого переключателя 29, третий переключатель 33, первый вtopoй и третий выводы 34 - 36 треть его переключат.еля 33, второй переклю- чАтель 37, первый и второй замыкаю - |щие контакты 38, 39 второго переключателя 37, концевой переключатель 40, первый - шестой выводы 41-46 концевого переключателя 40, обмотку 47 первого реле, первые, вторые замыка- юцие контакты 48, 49 и первые размыкающие контакты 50 первого реле, обмотку 51 вторичного реле, замыкающие контакты 52 второго реле, первый и второй диоды 53, 54, блок 55 управления , первую - восьмую клеммы 56 - 63 блока 55 управления, выпрямитель 64, первый - пятый выводы 65 69 выпрямителя 64, второй резистор 70, вто- рой и первый выводы 71, 72 второго резистора 70, первьтй резистор 73, первый и второй выводы 74, 73 первого ре

резистора 73, третий резистор 76, вывод третьего резистора 77, четвертый резистор 78, вывод 79 четвертого резистора 78, пятый - восьмой резисторы 80 - 83, первый и второй выводы 84, 85 восьмого резистора 83, третий диод 86, обмотку 87 третьего реле, замыкающие и размыкающие контакты 88 89 третьего реле, переменный резистор 90, первый и второй выводы 91, 92 переменного резистора 90, второй, первый, третий транзисторы 93, 94, 95, стабилитрон 96, катод и анод 97, 98 стабилитрона 96, замыкающую кнопку 99, терморезистор 100, вывод 101 терморезистора 100, конденсатор 102, вторую и первую обкладки 103, 104 конд сатора 102, первую и вторую выходные клеммы 105, 106 сервопривода, первичный преобразователь 107, стабилизатор 108 напряжения, вывод стабилизатора 109 напряжения, размыкающие контакты 110 второго реле, вторые размыкающие контакты 111 первого реле, девятая 112 и десятая 113 клеммы блока 55 управления, второй источник 114 постоянного напряжения, первую и вторую клеммы 115, 116 второго источника 114 постоянного напряжения, четвертый диод 117, катод и анод 118, 119 четвертого диода 117, обмотку четвертого реле 120, первые и вторые замыкающие контакты 121, 122, размыкающие контакты 123 и переключающие контакты 124 четвертого реле 120, четвертый - шестой транзисторы 125 - 127, девятый резистор 128, первый, второй выводы 129, 130 девятого резистора 128, десятый резистор 131, первый, второй выводы 132, 133 десятого резистора 131, усилитель 134 постоянного тока, первый, второй выходы 135, 136, первьй, второй информационные входы 137, 138 и вход питания 139 усилителя 134 постоянного тока, конденсатор 140, первую и вторую обкладку 141, 142 конденсатора 140, третью сигнальную лампу 143, первый, второй выводы 144, 145 третьей сигнальной лампы 143, одиннадцатый резистор 146, двенадцатый резистор 147, первый и.второй выводы 148, 149 двенадцатого резистора 147, тринадцатый резистор 150, первый и второй вывод 151, 152 тринадцатого резистора 150, первый тензорезистор 153, первый, второй вьтоды 154, 155 первого тензорезистора 153, четырнадцатый резистор 156, первый и второй выводы 157, 158 четырнадцатого резистора 156, пятнадцатый резистор 159, второ тензорезистор 160, первый и второй выводы 161, 162 второго тензорезис- тора 160, шестнадцатый резистор 163, переменный резистор 164, первый, подвижный и второй выводы 165, 166, 167 второго переменного резистора 164, семнадцатый резистор 168, блок 169 защиты, тензодатчик 170, предварительный усилитель 171, усилитель 172 мощности.

Сервопривод работает следующим об- 15 тьй 45 и шестой 46 выводы, разрывая разом. цепь питания обмотки 47 первого реле.

При подаче напряжения на клеммы в к-онце перемещения замыкая его пя- 4, 3 источника 2 постоянного напря- тый 45 и второй 42 выводы, а также жения ток через стабилизатор 108 на- четвертьй 44 и третий 43 выводы. При пряжения, который обеспечивает постоян-20 замыкании четвертого 44 и третьего 43 ство настройки уровня срабатывания сервопривода при заданных параметрах управляемого двигателя вне зависимости от величины питающего напряжения и состоит из стабилитрона 96, задающего 25 ле. При этом его контакты 52 замыкаются, уровень стабилизации напряжения, во- а контакты 110 размыкаются. При ра- сьмого (балластного) резистора 83 и третьего (усиливающего) транзистора 95J проходит через обмотку 87 третьего реле и цепь эмиттер - коллектор зо первого транзистора 94. При этом размыкаются контакты 89 и замыкаются контакты 88 третьего реле и напряжевыводов загорается первая сигнальная лампа 23, показывающая, что сцепление включено, и одновременно подается напряжение на обмотку 51 второго резомкнутых контактах 48 первого реле исключается возможность подачи напряжения с помощью третьего переключателя 33 через его третий 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.

ние подается на обмотку 47 первого реле. Замыкаются контакты 48, 49, размыкаются контакты 50, 111,и загорается вторая сигнальная лампа 26. При замкнутых контактах 49 может быт произведен запуск двигателя, а при замкнутых контактах 48 с пЬмощью тре тьего переключателя 33 путем замыкания его второго 35 или третьего 36 выводов напряжение может быть подано соответственно на третью 8 или четветую 9 обмотки возбуждения первого якоря 5. После запуска двигателя с помощью третьего переключателя 33 замыкаются между собой выводы 34 и 33, и вал якоря 5 перемещает топливную рейку управляемого двигателя в сторону увеличения числа оборотов. Путем замыкания контактов (т.е. соединением выводов 34, 36) третьего переключателя 33 число оборотов может быть снижено. С помощью третьего переключателя 33 по показателям тахометра 1 устанавливаются обороты двигателя выще минимально устойчивых, но ниже предельно допустимых для включения

муфты .сцепления. При зтом 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 переключателя 40 и через него на второй вывод 19 первой обмотки 17 возбуждения второго якоря 14. При этом вал якоря 14, перемещаясь, включает сцепление и перемещает концевой переключатель 40, в начале перемещения размыкая его пяв к-онце перемещения замыкая его пя- тый 45 и второй 42 выводы, а также четвертьй 44 и третий 43 выводы. При замыкании четвертого 44 и третьего 43 ле. При этом его контакты 52 замыкаются, а контакты 110 размыкаются. При ра-

выводов загорается первая сигнальная лампа 23, показывающая, что сцепление включено, и одновременно подается напряжение на обмотку 51 второго рев к-онце перемещения замыкая его пя- тый 45 и второй 42 выводы, а также четвертьй 44 и третий 43 выводы. При 20 замыкании четвертого 44 и третьего 43 25 ле. При этом его контакты 52 замыкаются, а контакты 110 размыкаются. При ра- зо

35

45

Q 0

5

зомкнутых контактах 48 первого реле исключается возможность подачи напряжения с помощью третьего переключателя 33 через его третий 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 отрицательный потенциал подается на базу второго транзистора 93. Величина отрицательного потенциала зависит от величины оборотов двигателя и положе- нля подвижного вывода переменного резистора 90. При этом положение подвижного вывода переменного резистора 90 определяет максимальное число обог ротов двигателя, при котором возможно включение и выключение муфты сцепления.„

При увеличении оборотов двигателя величина отрицательного потенциала возрастает, второй транзистор 93 открывается и положительное напряжение через цепь эмиттер - коллектор второго транзистора 93 подается на базу первого транзистора 94, которьй при этом закрьшается, разрывая цепь питания обмотки 87 третьего реле. Замыкающие контакты 88 размыкаются, а

51

размыкающие контакты 89 замыкаются, и через замкнутые размыкающие контакты 89 напряжение может быть подано с помощью третьего 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 перва сигнальная лампа 23, указывающая, что сцепление включено, продолжает гореть, получая питание через первые размыкающие контакты 50 первого реле и замыкающие контакты 52 второго реле . При этом первый диод 53 препятствует подаче напряжения на второй вывод 28 второй сигнальной лампы 26 со стороны Bl oporo вывода 25 первой сигнальной лампы 23 через замкнутые выводы 43, 44 концевого переключателя 40 и замкнутые выводы 30, 32 первого переключателя 29.

Первым переключателем 29 напряжение не может быть подано ни на одну из обмоток 17 возбуждения или 18 второго якоря 14, что исключает возможность включения или выключения муфты сцепления.

Для включения муфты сцепления необходимо, замкнув выводы 34, 36 третьего переключателя 33, уменьшить число оборотов двигателя для уменьшения величины отрицательного потенциала, подаваемого с пятого вывода 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 ре,зистора 90, который устанавливается при регулировке блока 55 управления. С изменением температуры изменяются электрические параметры блока 55 управления. Для исключения влияния температуры на выходные параметры блока 55 управления в нем предусмотрены термокомпенсатор состоящий из третьего 76, четвертого 78 резисторов и терморезистора 100 с отрицательным сопротивлением. Для исключения режима звонка параллельно обмотке 87 третьего реле установлен конденсатор 102,

При. закрытии второго транзистора 93 к базе первого транзистора 94 при336

кладывается отрицательный потенциал. Последнш открывается, и напряжение со стабилизатора 108 напряжения подается на обмотку 87 третьего реле, размыкающие контакты 89 которого раз- мыкают ся, а замыкающие контакты 88 замыкаются. При этом, вследствие замыкания между собой выводов 34, 36

третьего переключателя 33, невозможно подать напряжение на четвертую обмотку 9 возбуждения первого якоря 5, т.е. дальнейшее уменьшение оборотов двигателя невозможно до вьключения

муфты сцепления. Вторая сигнальная лампа 26 загорается, показывая, что сцепление можно выключить.

Для выключения муфты сцепления на- пряжеЬ1ие через замкнутые замыкающие

контакты 88 третьего реле подается на третий вывод 32 первого переключателя 29. При замыкании выводов 31, 32 первого переключателя 29 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 четвертьш

44 выводы концевого переключателя 40 paз ыкaютcя, замыкаются пятый 45 и шестой 46 его выводы, ток проходит через обмотку 47 первого реле. Замыкаются контакты 48, 49, и размыкаются

контакты 50, 111 первого реле, разрывая цепь обмотки 51 второго реле. Его 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 выводов 34, 36 третьего переключателя 33. Частота вращения коленчатого вала управляемого двигателя может быть уменьшена, и последний может быть остановлен.

Пятьй 80, шестой 81 и седьмой 82 резисторы уменьшают потребляемый блоком 55 управления ток от первичного

преобразователя 107, что практически исключает влияние блока 55 управления на точность показания тахометра 1.

55

Четвертый диод 117 предназначен .для развязки цепей питания постоянного тока.

При работе сервопривода наблюдается разрегулировка его механичес:ких звеньев, что в конечном итоге при

10

сигнальную лампу 143. Размыкающие контакты 123 четвертого реле разрывают цепь питания мостовой схемы. Переключающие контакты 124 четвертого реле запитывают вторую обмотку 18 возбуяадения второго якоря 14 через выводы 42, 45 концевого переключателя 40, что приводит к выключению муфты сцепления.

При этом, перемещаясь, вал якоря 14 перемещает концевой переключатель 40, замыкая его пятый 45 и шестой 46 выводы, и подключает обмотку 47 пермотку 120 четвертого реле и приводя в исходное состояние блок 169 защиты.

В случае, если сцепление было включено при усилии, не превышающем расчетное, подается напряжение на обмотку 51 второго реле. Оно срабатыва- ет, разрывая свои размыкающие контак- 25.ты 110, обесточивая блок 169 защиты и выключая его из дальнейшей работы до следующего включения сцепления.

Для проверки работоспособности блока 55 управления и блока 169 защивключении муфты сцепления приводит к поломке одного из его звеньев, как правило вилки включения сцепления. Для предотвращения поломок в сервоприводе предусмотрен блок 169 защиты, который работает следующим образом. aпpяжeниe от второго источника 114 постоянного напряжения через дели- гель напряжения, состоящий из четырнадцатого 156 и пятнадцатогр 159 резисторов, через размыкающие контакты 123 четвертого реле поступает на первую диагональ мостовой схемы. В состав мостовой схемы входят первый 153, 15 вого реле под напряжение. Оно сраба- второй 160 тензорезисторы и двенад- тывает, размыкая свои вторые размы- цатый 147 и тринадцатый 150 резисто- кающие контакты 111, обесточивая обры. Применение мостовой схемы с двумя тензорезисторами 153 и 160, наклеенными на противоположные стороны ры- 2о чага вилки включения муфты сцепления, обеспечивает температурную компенсацию и увеличение выходного сигнала мостовой схемы. Сигнал, снимаемый с второй диагонали моста и пропорциональный усилию, прикладываемому к вилке включения муфты сцепления, поступает на первый и второй информационные входы усилителя 134 постоянного

тока. На вход питания усилителя 134 зо. ты при неработающем двигателе или при постоянного тока через ограничивающий работе двигателя на малых оборотах

необходимо замкнуть замыкающие контакты кнопки 99 путем ее нажатия. При этом отрицательное напряжение через 35 первый и второй выводы замыкающей кнопки 99 подается с второго вывода 109 стабилизатора 108 напряжения блока 55 управления через резистор 70 на базу второго транзистора 93, кото- 40 рый открывается, закрывая при этом . первый транзистор 94. Тем самым разрывается цепь питания обмотки 87 третьего реле, его замыкающие контакты необходимого для включения муфты сцеп- 88 размыкаются, и вторая сигнальная ления,на базе пятого транзистора 126: 45 лампа 26 гаснет. Положительное напря- - появляется сигнал, достаточный для жение через третий и четвертый выво- его открытия. Порог срабатьшания пятого транзистора 126 устанавливается с помощью переменного резистора 164. После открытия пятого транзистора t26gQ на первый информационный вход усилите- открьюаются шестой 127 и четвертый ля 134 постоянного тока. При зтом от- 125 транзисторы. По обмотке 120 четвертого реле протекает ток, и оно срабатывает. Своими первыми замыкающими контактами 121 через вторые раз- gg Оно срабатывает. Замыкаются его вто- мыкающие контакты 111 первого реле рые замыкающие контакты 122, и загора- четвертое реле становится на самобло- ется третья сигнальная лампа 143. кировку. Вторые замыкающие контакты При отпускании кнопки ее замыкающие 122 четвертого реле включают третью контакты размыкаются,вторая сигнальная

щестнадцатый резистор 163 подается напряжение питания. В качестве предварительного усилителя 171 может быть использован промышленный тензоусили- тель постоянного тока типа ТО ПАЗ-3- -01. Выходной сигнал усилителя 171 является входным сигналом усилителя 172 мощности. Второй конденсатор 140 предназначен для устойчивого срабатывания и самоблокировки четвертого реле 120.

При превышении расчетного усилия.

ды за мыкающей кнопки 99 с катода 97 стабилизатора 108 напряжения через одиннадцатый резистор 146 подается

крываются пятый 126, шестой 127, чет- вертьй 125 транзисторы. По обмотке 120 четвертого реле протекает ток.

сигнальную лампу 143. Размыкающие контакты 123 четвертого реле разрывают цепь питания мостовой схемы. Переключающие контакты 124 четвертого реле запитывают вторую обмотку 18 возбуяадения второго якоря 14 через выводы 42, 45 концевого переключателя 40, что приводит к выключению муфты сцепления.

При этом, перемещаясь, вал якоря 14 перемещает концевой переключатель 40, замыкая его пятый 45 и шестой 46 выводы, и подключает обмотку 47 первого реле под напряжение. Оно сраба- тывает, размыкая свои вторые размы- кающие контакты 111, обесточивая об

мотку 120 четвертого реле и приводя в исходное состояние блок 169 защиты.

В случае, если сцепление было включено при усилии, не превышающем расчетное, подается напряжение на обмотку 51 второго реле. Оно срабатыва- ет, разрывая свои размыкающие контак- ты 110, обесточивая блок 169 защиты и выключая его из дальнейшей работы до следующего включения сцепления.

Для проверки работоспособности блока 55 управления и блока 169 защивого реле под напряжение. Оно сраба- тывает, размыкая свои вторые размы- кающие контакты 111, обесточивая об

ты при неработающем двигателе или при работе двигателя на малых оборотах

необходимо замкнуть замыкающие контакты кнопки 99 путем ее нажатия. Пр этом отрицательное напряжение через первый и второй выводы замыкающей кнопки 99 подается с второго вывода 109 стабилизатора 108 напряжения бло ка 55 управления через резистор 70 на базу второго транзистора 93, кото рый открывается, закрывая при этом первый транзистор 94. Тем самым разрывается цепь питания обмотки 87 тре тьего реле, его замыкающие контакты 88 размыкаются, и вторая сигнальная лампа 26 гаснет. Положительное напря жение через третий и четвертый выво- на первый информационный вход усилит ля 134 постоянного тока. При зтом от Оно срабатывает. Замыкаются его вто- рые замыкающие контакты 122, и загор ется третья сигнальная лампа 143. При отпускании кнопки ее замыкающие контакты размыкаются,вторая сигнальн

ды за мыкающей кнопки 99 с катода 97 стабилизатора 108 напряжения через одиннадцатый резистор 146 подается

необходимо замкнуть замыкающие контакты кнопки 99 путем ее нажатия. При этом отрицательное напряжение через первый и второй выводы замыкающей кнопки 99 подается с второго вывода 109 стабилизатора 108 напряжения блока 55 управления через резистор 70 на базу второго транзистора 93, кото- рый открывается, закрывая при этом первый транзистор 94. Тем самым разрывается цепь питания обмотки 87 третьего реле, его замыкающие контакты 88 размыкаются, и вторая сигнальная лампа 26 гаснет. Положительное напря- жение через третий и четвертый выво- на первый информационный вход усилите ля 134 постоянного тока. При зтом от- Оно срабатывает. Замыкаются его вто- рые замыкающие контакты 122, и загора ется третья сигнальная лампа 143. При отпускании кнопки ее замыкающие контакты размыкаются,вторая сигнальна

крываются пятый 126, шестой 127, чет- вертьй 125 транзисторы. По обмотке 120 четвертого реле протекает ток.

ffft