Электропривод ручного электроинструмента Советский патент 1992 года по МПК H02P5/418 H02P5/16 

w

Ё

Использование: в электропирводах малой мощности с высокой ловторностью включения. Сущность изобретения: устройство содержит электродвигатель (1), тири- сторный регулятор (2), выключатель (3), бистабильный элемент (7). 2 пороговых элемента (8, 9), датчик частоты вращения

VI VJ

8

(Л

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в приводах ручного электрического инструмента (дрели, гейковерты, пилы и т.д.) с коллекторными электродвигателями мощностью 0,4 - 1,5 кВт.

Известны электроприводы ручного электроинструмента и бытовых машин с коллекторными двигателями переменного тока, которые подключены непосредственно к однофазной сети переменнного тока 220 В 50 Гц (1).

Недостаток этих приводов связан с тем, что они не могут регулироваться, например, с целью плавного включения или для снижения скорости рабочего механизма.

Этот недостаток устранен в электроприводе, в котором коллекторный электродвигатель переменного тока подключен к источнику 220 В 50 Гц посредством проти- во-параллельно-соединенных тиристоров с блоков фазового регулирования (2),

При этом обеспечивается плавный пуск привода после его включения, но привод неэкономичен из-за больших потерь холостого хода, что типично для большинства электроинструмента при выполнении однотипных массовых операций.

В качестве прототипа целесообразно принять электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к сети однофазного переменного тока посредством тиристорного регулятора с блоком фазового управления, а также датчик частоты вращения, установленный на валу электродвигателя и соединенный с пороговыми элементами (3).

Недостаток прототипа связан с тем, что в режиме холостого хода и при малых нагрузках, характерных для ручного электроинструмента, двигатель работает с повышенной частотой вращения, что ведет к излишнему расходу электроэнергии, износу подшипников, повышенному уровню шума.

Цель предложения - исключение этих недостататков, т.е. повышение экономичности электропривода.

Эта цель достигается за счет того, что дополнительно предусмотрен бистабиль- ный элемент, установочные входы которого соединены с выходами пороговых элементов, а выходы бистабильного элемента под- ключены к входам блока фазового управления.

ки:

Существенные отличительные признэ- - предусмотрен бистабильный элемент;

-его установочные входы соединены с выходами пороговых элементов, а его выходы - к входам блока фазового управления.

Эти признаки обеспечивают достижение цели изобретения. При патентных исследованиях и анализе признаков с известными техническими решениями сходных и эквивалентных признаков не обнаружено. Следовательно, предложение

соответствует критерию существенные отличия и обладает новизной.

На фиг. 1 показана принципиальная схема электропривода; на фиг.2 - диаграмма напряжения на двигателе; на фиг.З - характеристики электропривода; на фиг.4 - временная диаграмма работы электропривода, Электропривод (фиг. 1) содержит коллекторный электродвигатель 1, который подключен к сети 220 В 50 Гц посредством

тиристорного регулятора 2 и выключателя 3. Вал электродвигателя 1 через редуктор 4 соединен с рабочим механизмом 5 электроинструмента.

Для регулятора 2 предусмотрен блок б

фазового управления БФУ, ко входам которого подключены выходы бистабильного элемента 7. Его установочные входы Уо и У1 соединены с выходами пороговых элементов 8 и 9, соединенных по входам с выходом

датчика 10 частоты вращения ДЧВ двигателя 1. Это соединение выполнено через логи- ческий элемент ИЛИ, на другой вход которого подан сигнал ZT с выхода реле времени 11, имеющего уставку т 1 - 2 с.

Привод работает следующим образом. БФУ выполнен по простейшей схеме, предусматривающей два значения угла проводимости для тиристоров 2:

-полная проводимость когда А 180° (фиг.2,а;

-частичная проводимость, когда Я 180°, причем в качестве примера на фиг.2,б показано 1 60°.

Режим пуска обеспечивается при включении выключателя 3 (исходное состояние привода: п 0, бистабильный элемент 7 находится в нулевом состоянии благодаря сигналу Z° 1 с ПЭ 8), Сразу после включения

з БФУ обеспечивает А 60°, напряжение на двигателе имеет форму по фиг.2,б. Двигатель 1 при этом работает по характеристике ПОНИЖ (фиг.З). Сигнал Z° 1 сразу при включении вырабатывается следующим образом - (фиг.4): реле времени 11 от момента to включения выключателя 3 обеспечивает высокий уровень сигнала ZЈ- в течение времени т- 1-2 с.Этот сигнал через элемент ИЛИ 10 проходит на вход ПЭ 8, обеспечивая

с его выхода сигнал Z° 1, устанавливающий БЭ 7 в нулевое состоянии по входу УО. Если инструмент работает на холостом ходу, то он достигает частоту вращения п°Хх. После срабатывания реле времени 11 имеем Z 0 и теперь на входы ПЭ 8 и 9 поступает сигнал, пропорциональный частоте вращения, т.е. в данном случае пхх°. Поскольку пхх° п°, то ПЭ 9 не сработает, ПЭ 8 не сработает тем более, поскольку пхх° « п1. Таким образом, привод останется на характеристике ПОНИЖ., т.е. с частотой вращения П°хх ТОКОМ 1ХХ° (А 60°).

Наброс нагрузки при нахождении привода в этом состоянии приводит (с момента tH) к увеличению момента сопротивления, например, до Мсн по фиг.З, в результате чего скорость вращения п начинает резко снижаться. Когда она снизится до величины п0 (момент tH1), то сработает ПЭ 9, переводя БЭ 7 по входу VI в единичное состояние и включая БФУ 6 в режим отпирания тиристоров 2 с углом проводимости А 180°. В результате двигатель 1 переходит на характеристику НОРМ. (фиг.З) и его скорость увеличивается пн.

Сброс нагрузки (момент tc) из исходного состояния с параметрами пн, н, А 180°, ведет к росту скорости п.

Когда она, стремясь к пхх , достигнет величины п (момент tc), то сработает ПЭ 8, переводя БЭ 7 в нулевое состояние и вклюО

чая БФУ 6 в режим отпирания тиристоров 2 с углом проводимости А 60°. При этом осуществляется переход на характеристику ПОНИЖ, и скорость привода снижается до

Пхх°, одновременно снижается и потребляемый из сети ток, что обеспечивает экономию электроэнергии и ресурса подшипников инструмента.

Технико-экономическая эффективность

изобретения обеспечивается по сравнению с существующими приводами 300 - 800 Вт за счет экономии энергии в размере около 8 -12% при повторности включения 55- 60%. что характерно для электропил, рубанков,

дрелей и др.

Формула изобретения Электропривод ручного электроинструмента, содержащий электродвигатель, соединенный с выводами для подключения к

сети однофазного переменного тока посредством тиристорного регулятора с блоком фазового управления, а также датчик частоты вращения, установленный на валу электродвигателя и соединенный с пороговымиэлементами,отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности электропривода, дополнительно предусмотрен бистабильный элемент, установочные входы которого соединены с выходами

пороговых элеметов, а выходы бистабильно- го элемента подключены к входам блока фазового управления.

0.01с ОМ2с t

0.02с t

Фиг. 2

4

I/,

I 6M

(/)

4