Устройство для управления электроприводом шнекового питателя Советский патент 1992 года по МПК H02P1/32 

(Л

с

Использование электроприводы переменного тока шнекового питателя с реверсированием направления вращения с помощью кнопок управления и автоматического реверсирования при заштыбовке. Сущность: изобретение позволяет повысить надежность функционирования электропривода, что достигается контролем эашты- бовки шнека питателя по току с помощью датчика 42 тока, компаратора 43 максимального тока, триггера 44 и логических схем И 38 - 40, автоматическое скачивание материала и периодическое реверсивное вращение питателя за заданное время с помощью контакторов 2, 24, ключей 35 - 37, мультивибратора 41, реле времени 30 и реле напряжения 32. 1 ил.

4 1 vj

Ю ND

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводом переменного тока шнекового питателя с реверсированием направления вращения с помощью кнопок управления и автоматического реверсирования при заштыбовке.

Известно устройство для управления шнековым питателем 1, содержащее пускатель, катушка которого выполнена последовательно с кнопками управления Пуск и Стоп, причем кнопка Пуск шунтирована замыкающимся контактом пускателя.

Недостатком известного устройства управления электроприводом питателя является то, что при длительной работе шнека транспортируемый материал налипает и трамбуется на цилиндрической поверхности питателя и при определенном слое материала происходит заклинивание лопастей шнека и электропривод стопорится. Это явление получило название заштыбовка шнека.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для управления реверсивным электроприводом 2, которое может быть применено м для питателя.

Устройство управления электроприводом шнекового питателя содержит два пускателя, выводы катушек первого и второго пускателей объединены и присоединены к первой клемме источника питания, последовательно соединенные кнопки управления Пуск, шунтированную замыкающим контактом первого пускателя, и Стоп, один вывод которой присоединен к второй клемме источника питания.

Недостатком данного устройства является то, что оно обеспечивает автоматический реверс электропривода вне связи с явлением заштыбовки шнека питателя, а в функции срабатывания конечных выключателей. Поэтому при определенной толщине налипшего на стенки питателя материала происходит заштыбовка и заклинивание шнека питателя. Электропривод стопорится и в элементах электропривода и питателя возникают усилия, приводящие к поломкам и отказам электропривода.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования за счет раннего обнаружения явления заштыбовки шнека питателя и устранения его путем реверсирования шнека.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления электроприводом шнекового питателя, содержащее два пускателя с катушками и пятью контактами каждый и последовательно соединенные

кнопку Пуск, шунтированную блок-контактом первого пускателя, и кнопку Стоп, соединенную с первым зажимом для подключения источника питания, одни выводы первого, второго и третьего замыкающих контактов первого пускателя соединены с одними выводами соответствующих замыкающих контактов второго пускателя и снабжены зажимами для подключения питающей сети, другие выводы первого, второго и третьего контактов первого пускателя соединены с другими выводами соответственно второго, первого и третьего контактов второго пускателя и

снабжены зажимами для подключения фаз статорной обмотки электродвигателя, одни выводы катушек первого и второго пускателей соединены с вторым зажимом для подключения источника питания, дополнительно введены контактор с катушкой, тремя замыкающими и размыкающим контактами, реле времени с катушкой и размыкающим контактом, реле напряжения с катушкой и замыкающим контактом, четыре

ключа, три элемента И, мультивибратор, датчик фазного тока электродвигателя с компаратором максимального тока на выходе, RS-триггер, три дифференцирующие цепочки, формирователь импульсов и блок

уставок, выход компаратора максимального тока через первую дифференцирующую цепочку соединен с S-входом RS-триггера, выход которого подключен к катушке реле напряжения, первый выход блока уставок

через размыкающий контакт реле времени и вторую дифференцирующую цепочку соединен с R-входом RS-триггера и входом установки в ноль мультивибратора, управляющий вход которого через первый

ключ соединен со вторым выходом блока уставок, третий выход которого через замыкающий контакт реле напряжения и через размыкающий контакт первого пускателя соединен соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен непосредственно с управляющим входом первого ключа и первыми входами второго и третьего элементов И и через последовательно соединенные

третью дифферзнцирующую цепочку и формирователь импульсов - с управляющим входом второго ключа, первый и второй выходы мультивибратора соединены с вторыми входами соответственно второго и

третьего элементов И, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно третьего и четвертого ключей, другой вывод катушки первого пускателя через последовательно соединенные первый

размыкающий контакт контактора и размыкающий контакт второго пускателя соединен с кнопкой Пуск, одни выводы катушек реле времени и контактора объединены и соединены с одним выводом катушки первого пускателя, другой вывод катушки реле времени через второй ключ соединен с первым зажимом для подключения источника питания, соединенным через третий ключ и второй размыкающий контакт контактора с другим выводом катушки второго пускателя и через четвертый ключ и второй размыкающий контакт второго пускателя с другим выводом катушки контактора, первый, второй и третий замыкающие контакты которого подключены параллельно соответствую- щим замыкающим контактам первого пускателя.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство управления электроприво- дом шнекового питателя содержит два пускателя с катушками 1 и 2, пятью контактами 3-6 первого пускателя и пятью контактами 8-12 второго пускателя 1, последовательно соединенные кнопку Пуск 13, шунтиро- ванную блок-контактом 3 первого пускателя, и кнопку Стоп 14, соединенную с первым 15 зажимом для подключения источника питания, одни выводы первого 5, второго 6 и третьего 1 замыкающих контак- тов первого пускателя соединены с одними выводами соответствующих 10-12 замыкающих контактов второго пускателя и снабжены зажимами 16-18 для подключения питающей трехфазной сети, другие выводы первого 5, второго 6 и третьего 7 контактов первого пускателя соединены с другими выводами соответственно второго 11, первого 10 и третьего 12 контактов второго пускателя и снабжены зажимами 19-21 для подключения фаз статорной обмотки электродвигателя 22, одни выводы катушек 1 и 2 первого и второго пускателей соединены с вторым зажимом 23 для подключения источника питания. Кроме того, устройство включает контактор с катушкой 24, тремя.25 - 26 замыкающими и размыкающими 28 и 29 контактами, реле времени с катушкой 30 и размыкающим контактом 31, реле напряжения с катушкой 32 и замыкаю- щймЗЗ контактом, четыре 34-37 ключа, три 38-40 элемента И, мультивибратор 41, датчик 42 фазного тока электродвигателя с компаратором 43 максимального тока на выходе, RS-триггер 44, три 45 - 47 диффе- ренцмрующие цепочки, формирователь 48 импульсов и блок 49 уставок При этом выход компаратора 43 максимального тока через первую 45 дифференцирующую цепочку соединен с S-входом RS-триггера 44,

выход которого подключен к катушке 32 реле напряжения, первый выход 50 блока 49 уставок через размыкающий контакт 31 реле времени и вторую 46 дифференцирующую цепочку соединен с R-входом RS-триггера 44 и входом установки в ноль мультивибратора 41, управляющий вход которого через первый ключ 34 соединен с вторым выходом 51 блока 49 уставок, третий выход 52 которого через замыкающий контакт 33 реле напряжения и через размыкающий контакт 4 первого пускателя соединен соответственно с первым и вторым входами первого элемента И 38, Выход элемента Л 38 соединен непосредственно с управляющим входом первого ключа 34 и первыми входами второго 39 и третьего 40 элементов И и через последовательно соединенные третью дифференцирующую цепочку 47 и формирователь 48 импульсов - с управляющим входом второго ключа 35. Первый и второй выходы мультивибратора 41 соединены с вторыми входами соответственно второго 39 и третьего 40 элементов И, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно третьего 36 и четвертого 37 ключей. Другой вывод катушки 1 первого пускателя через последовательно соединенные первый размыкающий контакт 28 контактора 24 и размыкающий контакт 8 второго пускателя соединен с кнопкой Пуск 13. Одни выводы катушек реле 30 времени и контактора 24 объединены и соединены с одним выводом катушки 1 первого пускателя и зажимом 23. Другой вывод катушки 30 реле времени через второй ключ 35 соединен с первым 15 зажимом для подключения источника питания, соединенным через третий ключ 36 и второй размыкающий контакт 29 контактора 24 с другим выводом катушки 2 второго пускателя и через четвертый ключ 37 и второй размыкающий контакт 9 второго пускателя - с другим выводом катушки 24 контактора. Первый 25, второй 26 и третий 27 замыкающие контактора подключены параллельно соответствующим 5-7 замыкающим контактом первого пускателя.

Устройство работает следующим образом. Для пуска электродвигателя 22 необходимо нажать кнопку 13 Пуск и, если не нажата кнопка 14 Стоп и замкнуты контакты 8 и 28 соответственно второго пускателя и контактора 24, то катушка 1 первого пускателя обтекается током и замыкаются его контакты 3, шунтирующий кнопку 13, и си-1 ловые контакты 5-7. Если к зажимам 15 - 17 присоединено трехфазное напряжение питания, а к зажимам 19-21 обмотки статора асинхронного электродвигателя 22. то

двигатель запускается. В нормальном режиме работы ток электродвигателя 22 равен или не превышает номинального значения и поэтому на выходе компаратора 43 максимального тока, на который с датчика 42 тока подается сигнал, пропорциональный фактическому току электродвигателя 22, равен нулю.

Если в результате заштыбовки шнека питателя ток электродвигателя 22 превыша- ет заданную величину, например 1,2-1,4 номинального значения тока, то компаратор 43 срабатывает и На его выходе появляется сигнал логической 1, который через дифференцирующую цепочку 45 в виде импуль- са поступает на S-вход RS-триггера 44. Триггер 44 переходит в состояние, при котором на его прямом выходе имеется единичный сигнал, поступающий на катушку 32 реле напряжения, Реле напряжения сраба- тывает и его замыкающийся контакт 33 подает сигнал 1 на первый вход логической схемы И 38 с выхода 52 источника 49, Пока включен первый пускатель схема находится в неизменном состоянии.

Если катушка 1 первого пускателя отключается кнопкой 14 Стоп, то его контакты 5 - 7 отключают обмотку статора электродвигателя 22 от зажимов 16 - 18 и от сети и его размыкающий контакт 33 замыка- ется, подавая напряжение на первый вход логической схемы И 38 с выхода 52 источника 49. На втором входе схемы И 38 подано напряжение с выхода блока 49 уставки, так как замыкающийся контакт 4 первого пуска- теля замкнут. В этом случае на выходе логической схемы И 38 появляется сигнал 1, который, поступая на управляющий вход первого ключа 34, его открывает. Кроме того единичный сигнал со схемы И 38 поступает через дифференцирующую цепочку 47 и формирователь 48 импульсов на ключ 35, который, открываясь, подает кратковременно питание на катушку 30 реле времени. Реле времени срабатывает, ее размыкаю- щийся контакт 31 без выдержки времени размыкается и далее после снятия импульса напряжения с катушки 30 реле времени оно отключается, но контакт 31 замыкается только через заданную выдержку времени. Пока контакт 31 разомкнут схема работает следующим образом. На мультивибратор 41 с выхода 51 источника 49 подано напряжение и оно определенное время находится в положении, пока на его первом выходе на- ходится единица. В этом случае на оба входа логической схемы И 40 подана 1 и на ее выходе также 1, которая подается на управляющий вход второго ключа 37. Ключ 37 открывается и по катушке 24 контактора

протекает ток, он срабатывает. Его контакты 25 - 27 замыкаются, подключая обмотку статора двигателя 22 к сети с прямым чередованием фаз, электродвигатель 22 проворачивает шнек в том же направлении как в рабочем режиме, выкачивая транспортируемый материал из полоски питателя. Затем мультивибратор 41 переходит в другое состояние и на втором его выходе появляется 1 (на первом выходе О). В этом случае ключ 37 закрывается. Катушка контактора 24 не обтекается током, на оба входа логической схемы И 39 подаются 1 и на ее выходе также появляется 1, подаваемая на вход ключа 36, он открывается и по катушке 2 второго пускателя протекает ток, второй пускатель срабатывает. Контакты 10 -12 подключают обмотку статора электродвигателя 22 к сети с обратным чередованием фаз. Электродвигатель 22 вращает шнек питателя в направлении, противоположном рабочему. За время работы реле времени мультивибратор 41 переключает необходимое число раз ключи 36 и 37 и катушка 2 второго пускателя периодически вращается вперед-назад и заштыбованный материал во время движения назад со стенок питателя снимается. По истечении заданной выдержки времени контакт 31 реле времени замыкается, на дифференцирующую цепочку 46 подается напряжение с выхода 50 источника 49, импульс с выхода цепочки 46 подается на S-вход RS-триггерэ 44, он перебрасывается, на его прямом выходе появляется сигнал О и катушка 32 реле напряжения не получает питание. Одновременно импульс с выхода дифференцирующей цепочки 46 переводит мультивибратор 41 по входу установки нуля в исходное состояние. Контакт 33 реле напряжения размыкается, снимая единичный сигнал с второго входа логической схемы И 38, на выходе которой появляется сигнал О. При этом снимается единица с первых входов логических схема И 39 и 40 и ключа 35, питание на мультивибратор 41 не подается. Схема готова к нормальной работе в рабочем режиме. Размыкающиеся контакты 8 и 28 второго пускателя и контактора исключают включение катушки 1 первого пускателя при работе второго пускателя и контактора 24. Размыкающиеся контакты 29 и 9 исключают одновременное включение катушки второго пускателя 2 и контактора 24.

Таким образом, предлагаемое устройство управления электроприводом шнекового питателя по сравнению с прототипом 2 за счет введения новых элементов - датчика тока, компаратора максимального тока, RS- триггера, трех логических схем И, мультивибратора, четырех ключей, контактора, обеспечивает контроль заштыбовки шнека питателя по току электродвигателя, а при наличии заштыбовки и остановке питателя автоматическое скачивание материала и периодическое реверсивное вращение шнека питателя вперед-назад, что, как показывает практика эксплуатации шнековых питателей, обеспечивает устранение заштыбовки шнека налипшим на стенки материалом.

Така как контроль заштыбовки осуществляется автоматически, то она рано обнаруживается и вовремя ликвидируется, поэтому ликвидируются простои шнекового питателя по фактору заштыбовки, имеющие место у электропривода прототипа 2.

Отсутствие автоматического контроля заштыбовки у прототипа 2 приводит к тому, что заштыбовка шнека питателя обнаруживается после отключения его электродвигателя тепловым реле и часто ликвидация заштыбовки реверсированием частоты вращения шнека уже невозможна и приходится вырезать в трубе питателя окна и очищать стенки от заштыбованного материала вручную. Это требует дополнительных затрат и увеличивает время простоя питателя.

Таким образом предлагаемое устройство имеет функциональную надежность выше на 5-10%, чем у прототипа.

Формула изобретения Устройство для управления электроприводом шнекового питателя, содержащее два пускателя с катушкой и пятью контактами каждый, и последовательно соединенные кнопку Пуск, шунтированную блок- контактом первого пускателя, и кнопку Стоп, соединенную с первым зажимом для подключения источника питания, одни выводы первого, второго и третьего замыкающих контактов первого пускателя соединены с одними выводами соответствующих контактов второго пускателя и снабжены зажимами для подключения к питающей сети, другие выводы первого, второго и третьего контактов первого пускателя соединены с другими выводами соответственно второго, первого и третьего контактов второго пускателя и снабжены зажимами для подключения фаз статорной обмотки электродвигателя, одни выводы катушек первого и второго пускателей соединены с вторым зажимом для подключения источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены

контактор с катушкой, тремя замыкающими и размыкающим контактами, реле времени с катушкой и размыкающим контактом, реле напряжения с катушкой и замыкающим контактом, четыре ключа, три элемента И, мультивибратор, датчик фазного тока электродвигателя с компаратором максимального тока на выходе, RS-триггер, три дифференцирующие цепочки, формирователь импульсов и блок уставок, выход компаратора максимального тока через первую дифференцирующую цепочку соединен с S- входом RS-триггера, выход которого подключен к катушке реле напряжения, первый

выход блока уставок через размыкающий контакт реле времени и вторую дифференцирующую цепочку соединен с R-входом RS-триггера и входом установки в О мультивибратора, управляющий вход которого

через первый ключ соединен с вторым выходом блока уставок, третий выход которого через замыкающий контакт реле напряжения и через размыкающий контакт первого пускателя соединен соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен непосредственно с управляющим входом первого ключа и первыми входами второго и третьего элементов И и через последовательно соединенные третью дифференцирующую цепочку и формирователь импульсов с управляющим входом второго ключа, первый и второй выходы мультивибратора соединены с вторыми входами соответственно второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно третьего и четвертого ключей, другой вывод катушки первого пускателя через последовательно соединенные

первый размыкающий контакт контактора и размыкающий контакт второго пускателя соединен с кнопкой Пуск, одни выводы катушек реле времени и контактора объединены и соединены с одним выводом катушки первого пускателя, другой вывод катушки реле времени через второй ключа соединен с первым зажимом для подключения к источнику питания, соединенным через третий ключ и второй размыкающий контакт

контактора с другим выводом катушки второго пускателя и через четвертый ключ и второй размыкающий контакт второго пускателя - с другим выводом катушки контактора, первый, второй и третий замыкающие

контакты которого подключены параллельно соответствующим замыкающим контактам первого пускателя,