Устройство для регулирования уровня сыпучих материалов Советский патент 1991 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для регулирования ,. уровня различных сыпучих материалов.

Цель изобретения - повышение мощности нагрузки при повышении надежности.

На фиг. 1 представлена схема устройства для регулирования уровня сыпучих материалов с включением релейного элемента при отсутствии материала в зоне контроля; на фиг. 2 - схема устройства с включением релейного элемента при достижении материалов заданного уровня.

Устройство содержит двухфазный электродвигатель 1 с установленной на его валу тормозной крыльчаткой, первой обмоткой 2 и второй обмоткой 3, шины 4 и 5 сети переменного тока, первый 6 и второй 7 балластные конденсаторы, первую времязадающую последователь- fay RC-цепь 8, выпрямители 9 и 10, ре- лейный элемент 11, ключевой элемент 12, генератор 13 импульсов, тиристор- ныи ключ 14, вторую времязадающую последовательную RC-цепь 15, развязывающий диод 16 и ограничительный резистор 17. При этом тиристорный ключ peaО4ь О

сд

1

лизован на тиристоре 18 и соединенных последовательно конденсаторе 19 и резисторе 20. Генератор импульсов выполнен, в частности, на однопереходном транзисторе (ОПТ) 21, времязадающих резисторе 22 и конденсаторе 23, фильтрующем конденсаторе 24 и нагрузочном резисторе 25. В качестве ключевого элемента 12 используется оптрон с ди- ю одом 26 и тиристором 27, Первая последовательная К.С-цепь 8 реализована на конденсаторе 28 и резисторе 29. Вторая последовательная RC-цепь 15 состоит из резистора 30 и конденсатора 31.

Устройство работает следующим образом.

При подсоединении одной из обмоток 2 двухфазного электродвигателя непосредственно или через конденсатор 6 к шинам 4 и 5 сети во второй его обмотке 3 генерируется напряжение, пропорциональное скорости вращения ротора. При этом присоединение через резистор 8 параллельно второй обмотке 3 конденсатора 28, образующего с этой обмоткой резонансный контур, позволяет повысить в несколько раз значение генерируемого в обмотке напряжения и, следовательно, тока, протекающего в контуре.,

Для создания пускового момента, т.е. для того, чтобы при отсутствии тормозного момента на валу электродвигателя он сам пришел во вращение, служит конденсатор 7, через который обмотка 3 подключается параллельно обмотке 2. Ток, протекающий через этот конденсатор и обмотку 3, создает

2

начальный пусковой момент, под деист- зованный резистором 20 и конденсатевием которого электродвигатель приходит возвращение, когда тормозной момент аыпучего материала становится меньше пускового момента электродвигателя.ДГ

Когда крыльчатка, расположенная на валу электродвигателя, находится в сыпучем продукте и электродвигатель заторможен, ток, протекающий в цепи резонансного контура, составленного обмоткой 3, конденсатором 28 и резистором 29, невелик и, следовательно, под действием- напряжения, падающего на резисторе 29, диод 26 оптрона не отпирается, заперт транзистор 27. Ког50

55

ром 19о За счет этого контура тиристор 18 поддерживается открытым, по анодной цепи при разряде конденсатора 19 через резистор 20 на тиристор 18, когда он кратковременно отпирается по цепи управления. Через открытый тиристор 12 параллельно первому конденсатору 6 подключается вторая RC-цепь 15, что увеличивает после отпирания тиристора 12 напряжение и- ток, протекающий через обмотки электродвигателя. За счет увеличения напряжения на обмотках электродвигателя увеличивается и напряжение на резисторе 29, с которого это напряжение через первый выпрямитель 9 поступает на вход оптрона 12, создавая дифференциал между напряжением срабатывания и отключения устройства, т.е.

да через диод 26 оптрона не протекает ток,через диод 16, резистор 17 и один из диодов выпрямительного моста 10, аод действием напряжения на шинах

5

5

0

0

5

4 и 5 заряжается конденсатор фильтра 24 до падения напряжения на переходах ОПТ 21 верхняя - нижняя базы и резисторе 25. Поскольку транзистор 27 оптрона заперт, через резистор 22 конденсатор 23 не заряжается. На выходе генератора импульсов - резисторе 25 - импульсы не выделяются, тиристор 18 заперт и релейный элемент (например, контактор) 11 отключен.

Когда уровень сыпучего материала освобождает крыльчатку, электродвигатель 1 приходит во вращение. Напряжение на резисторе 29 и выходе выпрямителя 9 резко возрастает и под его действием отпираются диод 26 и транзистор 27, Через резистор 22 конденсатор 23 периодически заряжается до порога отпирания ОПТ 21 и после заряда разряжается на резистор 24. Под действием импульсов напряжения, выделяемых на резисторе 25, отпирается тиристор 18. Тиристор 18 шунтирует диагональ выпрямителя 10, и включается контактор 11, управляющий, например, подачей продукта в емкость, в которой регулируется уровень материала. Частота импульсов, генерируемых ОПТ, более чем на порядок превышает частоту сети. За счет зтого тиристор 18 отпирается в начале каждого полупериода напряжения сети и практически все напряжение сети наделяется на обмотке контактора 11. Для надежного включения индуктивной нагрузки с помощью тиристора 18, отпираемого по цепи управляющего электрода с помощью сравнительно коротких импульсов тока, служит RC-контур, обраГ

0

5

ром 19о За счет этого контура тиристор 18 поддерживается открытым, по анодной цепи при разряде конденсатора 19 через резистор 20 на тиристор 18, когда он кратковременно отпирается по цепи управления. Через открытый тиристор 12 параллельно первому конденсатору 6 подключается вторая RC-цепь 15, что увеличивает после отпирания тиристора 12 напряжение и- ток, протекающий через обмотки электродвигателя. За счет увеличения напряжения на обмотках электродвигателя увеличивается и напряжение на резисторе 29, с которого это напряжение через первый выпрямитель 9 поступает на вход оптрона 12, создавая дифференциал между напряжением срабатывания и отключения устройства, т.е.

одновременно с включением контактора 11 возникает положительная обратная связь с выхода устройства на его вход. За счет этого обеспечивается быстрый переход электродвигателя из

заторможенного состояния во вращающееся и четкое срабатывание исполнительного органа. В дальнейшем процесе работы устройства повторяется. Q

Для ограничения тока -через обмотки электродвигателя до номинального значения служит конденсатор 6. Применение в устройстве оптрона позволяет выполнить схему бестрансформаторной. J5

В схеме устройства (фиг. 2) опто- транзистор 27 подключен параллельно входу тиристора 18,а резистор 22 непосредственно подключен к конденсатору 24, Контактор 11 и диод 16 подклю- 20 чены к шине 4 источника питания. Благодаря такому включению, когда сыпучий материал в зоне контроля отсутствует и электродвигатель вращается - оптотранзистор открыт, шунтируя цепь 25

управления тиристора 18. Импульсы в цепь управления тиристора с генератора не поступают и он заперт, а контактор 11 отключен. При этом конденсатор 31 оказывается через обмотку кон- тактора 11 подключенным параллельно к конденсатору 6, увеличивая вращающий момент на валу электродвигателя и создавая за счет положительной обратной связи дифференциал между момен том электродвигателя при включении и отключении контактора и током отпирания и запирания оптрона 12.

Когда электродвигатель затормозится сыпучим материалом, оптрон запира

ется, вход тиристора 18 дешунтируется и импульсы с выхода генератора ОПТ 21 беспрепятственно проходят на вход тиристора. Тиристор 18, отпираясь, включает контактор 11. Через выпрямитель 10 и тиристор 18 конденсатор 31 теперь оказывается подключенным параллельно электродвигателю, уменьшая напния мощности нагрузки при повышении надежности,устройство содержит последовательно соединенные генератор импульсов и тиристорный ключ, вторую времязадающую последовательную RC-цепь последовательно соединенные развязывающий диод и ограничительный резне- . тор, причем выход ключевого элемента подключен к управляющему входу гене- . ратора импульсов, установочный вход которого через последовательно соединенные развязывающий диод и ограничительный резистор соединен с одной из шин сети переменного тока, подключенряжение на его обмотках, за счет чего резко уменьшается момент на валу электро--50 ной к одному из выводов релейного эле- двигателя и он четко останавливается, В дальнейшем работа устройства повторяется,

Устройство обеспечивает травление мощной нагрузкой без использования 55 контактных элементов, что повышает

мента, другой вывод которого через второй выпрямитель связан с другой шиной сети переменного тока, один вывод первого балластного конденсатора через вторую последовательнз ю RC-цепь соединен с другим выводом релейного элемента, а тиристорный ключ включен параллельно выходу второго выпрямителя.

его надежность и позволяет применять его для контроля и регулирования уровня таких трудносыпучих материалов,

как влажное зерно, грубые и гранулированные корма, сухие и влажные кормовые смеси, мучнистые продукты и др„ при автоматизации кормоприготовитель- ных и кормораздаточных машин животноводческих ферм, а также в различных

отраслях промышленности. Формула изобретения

Устройство для регулирования уровня сыпучих материалов, содержащее двух- .фазный электродвигатель с установлен- ,йой на его валу тормозной крыльчаткой, шины сети переменного тока, два выпря мителя, первый и второй балластные 1 конденсаторы, первую времязадающую последовательную RC-цепь, ключевой элемент и релейный элемент, причем первый балластный конденсатор и первая обмотка двухфазного электродвигателя соединены одними выводами последовательно и подключены другими выводами к шинам сети переменного тока, второй балластный конденсатор и вторая обмотка двухфазного электродвигателя соединены последовательно и подключены параллельно первой обмотке двухфазного электродвигателя, параллельно второй обмотке которого подключена первая времязадающая последовательная RC-цепь, свободный вывод резистора которой подключен к входу первого выпрямителя, соединенного выходом с входом ключевого элемента, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повыше

ния мощности нагрузки при повышении надежности,устройство содержит последовательно соединенные генератор импульсов и тиристорный ключ, вторую времязадающую последовательную RC-цепь, последовательно соединенные развязывающий диод и ограничительный резне- тор, причем выход ключевого элемента подключен к управляющему входу гене- ратора импульсов, установочный вход которого через последовательно соединенные развязывающий диод и ограничительный резистор соединен с одной из шин сети переменного тока, подключенной к одному из выводов релейного эле-

ной к одному из выводов релейного эле

мента, другой вывод которого через второй выпрямитель связан с другой шиной сети переменного тока, один вывод первого балластного конденсатора через вторую последовательнз ю RC-цепь соединен с другим выводом релейного элемента, а тиристорный ключ включен параллельно выходу второго выпрямителя.

nsewi

II±J

«Vl

I

$

S

00

S

Изобретение относится к устройствам автоматического регулированя уровня сыпучих материалов и предназначено для контроля и регулирования уровня различных сыпучих материалов. ,Устройство содержит двухфазный испол- нительный электродвигатель с лопаткой на выходном валу, коммутатор на тиристоре, два выпрямителя, оптрон и клеммы сети. Одна из обмоток электродвигателя с параллельно подключенным конденсатором через второй конденсатор подключена параллельно другой обмотке электродвигателя. Для повышение мощности нагрузки при повышении надежности в устройство введены вторая последовательная RC-цепь, генератор импуль- сов и тиристорный коммутатор. Устройство выполнено по бестрансформаторной и бесконтактной схеме и может быть ис- Q пользовано для регулирования уровня грубых и гранулированных кормов, зерна, муки и др. в емкостях различного объема и формы. 2 ил. « (Л

4

jj Г

«О

Hh

M 6

Составитель Г. Крейман Редактор Л, Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор А. Обручар

Заказ 1521Тираж 468Подписное

ВНИИПИ Государствечного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Г

sj