Маломощный электропривод Советский патент 1992 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электроприводам с коллекторными двигателями, может быть использовано в ручном электроинструменте и бытовых машинах.

Известен электропривод, содержащий электродвигатель, вал которого соединен с валом рабочего механизма, а обмотка электродвигателя посредством пускового контакта подключена к источнику однофазного переменного тока 1

Недостаток такого привода связан с отсутствием системы плавного включения двигателя, а также с отсутствием ограничения вращающего момента при заклинивании привода - такой режим характерен для ручного инструмента.

Этот недостаток частично устранен в электроприводе, содержащем электродвигатель с рабочим механизмом, причем обмотки электродвигателя подключены к источнику электропитания посредством тиристорного регулятора с блоком управления, датчики тока и частоты вращения

электродвигателя, выходы которых соединены с входами блока управления 2.

Недостаток этого привода проявляется в режиме заклинивания, когда регулятор повышает напряжение на двигателе до максимума, что может вызвать поломку рабочего механизма.

В качестве прототипа целесообразно принять электропривод, содержащий электродвигатель с рабочим механизмом, причем обмотки электродвигателя подключены к клеммам для источника питания посредством ручного выключателя и тиристорного регулятора с блоком фазового управления. В цепь электродвигателя включены датчики тока и напряжения, а на валу двигателя установлен датчик частоты вращения 3 Недостаток прототипа связан с низкой надежностью привода, так как в нем выполняются функции регулирования (стабилизации скорости, ограничение тока) только в нормальных режимах. В типичном аномальном режиме - при заклинивании рабочего

СО

с

1 о

vj

ON 00

ю

механизма, что характерно для ручного электроинструмента, - не обеспечивается выключение привода. Такое выключение в маломощных двигателях обычно не может быть обеспечено и традиционной защитой, например предохранителем или автоматическим выключателем,

Цель предложения - повышение надежности электропривода.

Эта цель достигается за счет того, что дополнительно введены пороговые элементы, подключенные к выходам датчиков тока и частоты вращения, инерционный элемент, два элемента И, элементы ИЛИ и НЕ, причем выход датчика напряжения подключен к входам первого и второго элементов И, второй и третий входы второго логического элемента И соединены с выходом порогового элемента датчика частоты вращения и с выходом логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом порогового элемента датчика тока, а второй вход - с выходом второго элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход первого элемента И через инерционный элемент подключен к входу блока фазового управления.

Существенные отличия:

-дополнительно введены пороговые эле- менты и общий логический элемент ИЛИ- НЕ;

-выходы датчиков тока, напряжения и частоты вращения соединены с входом блока фазового управления через пороговые эле- менты и логический элемент ИЛИ-НЕ.

Эти отличия позволяют достичь цели изобретения. При патентных исследованиях и сопоставлении признаков предлагаемого электропривода с известными техническими решениями сходных и эквивалентных признаков не обнаружено. Следовательно, предложение соответствует критерию существенные отличия и обладает новизной.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема электропривода; на фиг. 2 - диаграмма его работы,.

Электропривод содержит электродвигатель 1, вал которого через редуктор 2 сое- динен с рабочим механизмом 3. На валу находится датчик 4 скорости, Обмотки двигателя 1 подключены к источнику электропитания 220 В 50 Гц посредством ручного выключателя 5 и тиристорного регулятора 6, В цепь двигателя включен датчик 7 тока, а к проводам электропитания подключен дискретный датчик 8 наличия напряжения.

Система управления содержит блок 9 фазного управления, инерционный элемент

10, логические элементы: И 11 и 12, ИЛИ 13, НЕ 14, пороговые элементы 15 и 16. Они выполнены на типовых интегральных микросхемах.

Привод работает следующим образом (см. фиг, 2). После подачи напряжения 220 В включают выключатель 5 (момент to). Сразу же срабатывает ДНН 8 и его сигнал проходит через элемент 11, открытый разрешающим уровнем с элемента НЕ 14. От элемента 11 дискретный сигнал Z 1 проходит через инерционный элемент 10; его выходной сигнал Z представляет собой постепенно нарастающее напряжение, которое воздействует на блок 9 фазового управления. Последний постепенно увеличивает угол проводимости Я тиристоров в регуляторе 6, увеличивая напряжение Ui на двигателе 1; его среднее значение равно

Ui U

1 - cos A

где U 220 В.

Соответственно возрастает и ток И цепи двигателя 1. Далее возможны два варианта, которые рассмотрены ниже.

Вариант нормальной работы, когда двигатель 1 начинает вращаться и через редуктор 2 приводит рабочий механизм 3. С выхода датчика 4 имеем напряжение, пропорциональное частоте вращения п 0, а с выхода 15 - нулевой уровень, в результате чего сохраняется сигнал

а 0, of 1

и тиристоры блока 6 остаются открытыми. Нормальный вариант не показан на фиг. 2. Вариант ненормальной работы получается в случае заклинивания рабочего механизма, что типично для ручного электроинструмента (дрель, пила, гайковерт и т.д.). При этом с выхода 15 имеем единичный сигнал, Когда ток h достигает порогового значения I (момент п на фиг. 2), срабатывает пороговый элемент 16, вызывая срабатывание элемента 12, так что имеем

а 1, 2 0,

в результате чего сигнал Z на входе БФУ 9 снижается до нуля, и тиристоры 6 выключаются, что предохраняет двигатель 1 от перегрева, а рабочий механизм - от поломки.

Для повторго включения нужно выключить В5 и снова его включить,

Аналогичным образом привод выключается и в том случае, если заклинивание происходит в процессе нормальной работы.

Технико-экономическая эффективность обеспечивается повышением надежности за счет сохранности привода,при его заклинивании.

Формула изобретения Маломощный электропривод, содержащий электродвигатель. с рабочим механизмом, причем обмотки электродвигателя подключены к источнику питания посредством ручного выключателя и тиристорного регулятора с блоком фазового управления, в цепь электродвигателя включены датчики тока и напряжения, а на валу двигателя установлен датчик частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности электропривода, дополнительно введены пороговые элементы, подклюВ о

0

5

ценные к выходам датчиков тока и частоты вращения, инерционный элемент, два элемента И, элементы ИЛИ и НЕ, причем выход датчика напряжения подключен к входам первого и второго элементов И, второй и третий входы второго логического элемента И соединены с выходом порогового элемента датчика частоты вращения и выходом логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом порогового элемента датчика тока, а второй вход - с выходом второго элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход первого элемента И через инерционный элемент подключен к входу блока фазового управления.

Использование: в ручном электроинструменте и бытовых машинах. Сущность: в системе управления тиристорного регулятора 6 предусмотрен элемент И 12, входы которого соединены с выходами датчика 4 скорости, датчика 7 тока и датчика 8 наличия напряжения. При этом обеспечивается плавное включение электродвигателя и автоматическое его выключение в случае заклинивания рабочего механизма. 2 ил

Фиг.1

(в)

Т

„L