Реверсивный позиционный электропривод Советский патент 1993 года по МПК H02P1/22 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах позиционного управления электроприводами постоянного тока.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 представлена схема устройства: на фиг. 2 - вариант выполнения задатчи- ка.

Электропривод содержит потенциомет- рический задатчик 1 скорости движения, включенный между шинами 2 (положительная) и 3 (нулевая) источника питания, усили- тель 4, коммутатор 5, двигатель б с редуктором 7, на выходном валу 8 которого установлен ползун 9, взаимодействующий с задатчиками 10, 11 положений реверса, за- датчик 12 движения, элемент 13 задержки, одновибратор 14, формирователь 15 импульса нормированной длительности, два резистора 16, 17, двухвходовая схема 18 И и два делителя 19, 20 напряжения. Первый делитель 19 включает два резистора 21, 22, а второй делитель 20 включает последовательно соединенные первый ключ 23, диод 24, резистор 25 и второй ключ 26. Средняя точка первого делителя (соединение резисторов 21, 22) подключена через резисторы 16, 17 к замыкающим контактам 27, 28 датчиков 10,11, к входам схемы 18 И и к входам обратной связи задатчика 12 движения. Замыкаемые контакты 29, 30 датчиков 10, 11 подключены к нулевой шине 3. Выход задатчика 12 движения подключен к входу элемента 13 задержки и к управляющему входу 31 коммутатора 5. Выход формирователя 15 импульса нормированной длительности подключен к управляющему входу 32 ключа 23, а к управляющему входу 33 ключа 26 подключен выход схемы 18 И. Точка соединения диода 24 и резистора 25 делителя 20 подключена к входу усилителя 4, а подвижный вывод 34 потенциометрического задатчика 1 скорости подключен к точке соединения резистора 25 и ключа 26 делителя 20. В коммутаторе 5 замыкающие контакты 35, 36 подключены к обмоткам двигателя 6, пара замыкающих контактов 37, 38 подключена к выходу усилителя 4, а пара замыкаемых контактов 39, 40 подключена к нулевой шине 3. К этой шине подключены также выводы ключа 26 потенциометрического задатчика 1 скорости и вывод резистора 21 ключа 19. К положительной шине 2 источника питания подключены выводы резистора 2-1, ключа 23 и потенциометрического задатчика Т скорости. В задатчик 12 движения входят двухвходовая схема 41 И (фиг. 2), два RC-триггера 42, 43, ключ 44 и времязадающая цепочка 45. Ко входам обратной связи задатчика 12 движения подключены входы схемы 41 И и замыкаемые контакты 46, 47 ключа 44. Замыкающие контакты 48, 49 ключа 44 подключены соответственно к R- и S-входам 50, 51 триггера 43. К S-входу 52 триггера 42 подключен выход схемы 41 И, э к R-входу 53 триггера 42 подключен выход времязадающей цепочки 45. В задатчике 12

предусмотрен также дополнительный источник питания, который своей положительной шиной подключен через резистор 54 к замыкающему контакту 55 ключа 44, а через резистор времязадающей цепочки - к входу

53 триггера 42. Нулевая шина этого источника подключена к замыкающему контакту 56 ключа 44. Выход триггера 42 подключен к управляющему входу 57 ключа 44.

Электропривод работает следующим

образом. При включении питания времяза- дающая цепЪчка 45 предотвращает случайный запуск триггера 42, который через схему 41 И управляется сигналами, поступающими с датчиков 10, 11 положения. Если

сигнал управления (логический нуль) на входах схемы 41 отсутствует, то на входе 52 присутствует сигнал логической единицы. Для триггера 42 управляющим считается сигнал логического нуля, поэтому приотсут

ствии управляющего сигнала на входе схемы 41 триггер 42 не срабатывает. В указанный промежуток времени задатчик 12 на своем выходе, которым является выход триггера 43, вырабатывает сигнал логи5 ческого нуля. Ключи 23 и 26 в это время- .находятся в разомкнутом положении, а с выхода 34 потенциометрического задатчика 1 скорости через резистор 25 на вход усилителя 4 подается напряжение, достаточное

0 для медленного перемещения ползуна 9. Контакты коммутатора 5 при воздействии логического нуля на его входе 31 занимают положение, показанное на фиг, 1. Таким образом с выхода усилителя 1 напряжение по5 ступает на контакты 37, 35 коммутатора 5, далее на двигатель 6, контакты 36, 40 и на нулевую шину 3. Ползун 9, приблизившись с медленной скоростью к датчику 10 положения, замыкает его. Логическая единица,

0 присутствующая до момента замыкания контактов 27, 29 датчика 10, сменяется логическим нулем. Воздействие логического нуля на схему 18 обуславливает появление логического нуля на входе 33 ключа 26. По5 следний срабатывает и на вход усилителя 2 через резистор 25 поступает нулевой потенциал шины 3. Двигатель 6 при этом останав ливается в положении, зафиксированном датчиком 10. Логический нуль с датчика 10 передается также через схему 41 на вход 52

триггера 42, под воздействием которого триггер срабатывает. При воздействии сигнала с триггера 42 ключ 44 срабатывает, замыкая свои контакты 46, 48 и 49, 47, обеспечивая тем самым пропускание сигнала логического нуля датчика 10 на вход 50 триггера 43. В момент включения питания триггер 43 был установлен дополнительным источником питания в устойчивое состояние комбинацией входных сигналов, которая противоположна комбинации, поступающей с датчиков 10, 11 в момент замыкания датчика 10. Таким образом триггер 43 срабатывает и формирует на своем выходе перепад напряжения, например, положительной полярности. Выходной сигнал задатчика 12 поступает на вход 31, коммутатор 5, который обеспечивает замыкание контактов 39, 35 и 38, 36. Одновременно сигнал с задатчика 12 поступает на вход элемента 13 задержки и далее на вход одно- вибратора 14,который формирует короткий импульс в момент поступления выходного сигнала с задатчика 12. Импульс с одновиб- ратора в свою очередь запускает генератор 15; который вырабатывает импульс отрицательной полярности и длительностью несколько меньшей чем та, которая необходима для перемещения ползуна 9 от датчика 10 к датчику 11. В течение длительности импульса генератора 15 ключ 23 замыкается, обеспечивая при этом подключение к входу усилителя 4 через диод 24 полного напряжения источника питания. С выхода усилителя 4 через контакты 35, 39 полное напряжение источника питания поступает на двигатель 6, который вращается с максимальной скоростью. В момент прекращения импульса генератора 15 ключ 23 размыкается и на двигатель 6 поступает напряжение с подвижного вывода 34 через рези.стор 25, усилитель 4 и контакты 36, 38. Двигатель снижает скорость и на достаточно малой скорости приближается к датчику 11. В момент срабатывания контактов датчика 11 вырабатывается логический нуль, который обуславливает появление логического нуля на выходе схемы 18 И. Выходной сигнал схемы 18 поступает на вход 33 ключа 26. Срабатывание ключа 26 обуславливает остановку двигателя. В момент срабатывания ключа 26 на контактах 46, 47 фиксируется комбинация сигналов, совпадающая с той, которая была при включении. Триггер 43 снова срабатывает, изменяя свой выходной потенциал с положительного на отрицательный, обеспечивая тем самым перекоммутацию контактов в коммутаторе 5, Перекоммутация осуществляется в момент торможения движения ползуна 9 и за время, меньшее времени торможения. В этом случае реализуется режим противовключения, чем повышается точность и надежность останова. Отрицательный перепаде выхода задатчика 12 поступает на вход элемента 13 задержки, длительность задержки которого выбрана исходя из того, что за время задержки произойдет окончательное торможение

ползуна и ток через двигатель 6 прекращается. С выхода элемента 13 задержки сигнал поступает на вход одновибратора 14, который снова запускает генератор 15 на время, несколько меньшее чем то, которое необходимо для перемещения ползуна 9 от датчика 11 до датчика 10. В дальнейшем устройство работает описанным образом в челночном режиме.

20

Формула изобретения

Реверсивный позиционный электропривод, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого соединена с реверсивным коммутатором, потенциометри- ческий задатчик скорости движения, : включенный между шинами источники питания, вал электродвигателя сочленен с редуктором, на валу которого установлен ползун,

связанный с задатчиками положения реверса, первый резистор, усилитель мощности и диод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в. него дополнительно введены первый и второй ключи, последовательно соединенные задатчик движения, элемент задержки, одновибра- тор и формирователь импульса нормированной длительности, а также два резистора, двухвходовая схема И и включенные между шинами источника питания два делителя напряжения, средняя точка первого делителя, включающего два резистора, подключена через первый и второй резисторы к входам схемы И, к входам обратной связи задатчика движения и к замыкающим контактам датчиков положения реверса, за мыкаемые контакты которых подключены к отрицательной шине источника питания, при этом второй делитель напряжения включает последовательно соединенные с положительной шиной первый ключ, диод, третий резистор и второй ключ, к управляющему входу которого подключен выход схемы И, к управляющему

входу первого ключа подключен выход формирователя импульсов нормированной дли- тельности, вход усилителя мощности подключен к точке соединения диода и третьего резистора, подвижный вывод по- тенциометрического задатчика скорости

подю;л)чен к точке соединения третьего резистора и второго ключа, а выход задатчика движения подключен также к управляющему входу реверсивного коммутатора, выход усилителя мощности соединен с реверсивным коммутатором.

Использование: в системах позиционного управления электроприводами постоянного тока. Сущность: устройство содержит задатчик 1 скорости и делитель 19 напряжения, выходные сигналы которых через усилитель 4 и коммутатоо 5 подаются на двигатель 6. Устройство обеспечивает селекцию основных помех от управляющих сигналов. 2 ил.

Я

9т Ю

0$Ш,0От 11

У

51

Ь5

..

50

V

К 13 ц 31

V

.V#

51

Фи г. Г