Устройство для управления двухобмоточным двигателем Советский патент 1979 года по МПК H02P7/62 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для питания электромагнитных двигателей возвратно-поступательного движения с частотой, меиьшей частоты источника питания, и люжет быть использовано в качестве привода для горных и строительных амашин.

Известны устройства управления двухобмоточными двигателями. Одним из них является контактный безыскровый синхронный переключатель. Однако износ его подвижных токоведущих частей приводит к нарушению заданной программы переключения и сокращению срока службы. Так как синхронное с частотой сети переключение контактов обеспечивается применением трехфазного синхронного двигателя, то он не может работать от однофазного источника питания и поэтому имеет ограниченную область применения. Кроме того, переключатель имеет значительный вес. Все это препятствует его использованию в ручных электрических машинах 1.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение - устройство для управленпя двухобмоточиым двигателем, например электрическим молотком, содержашее два тиристора, подключенных встречно между собой к одной из шин источника питания переменного тока и клеммам обеих обмоток

двигателя, п делитель частоты, связываюпций источник питания с управляюш,им электродом одного из тиристоров 2.

Недостатком этого устройства является отсутствие синхронизации между работой обмоток прямого и обратного хода, что приводит к неустойчивой работе двигате.чя. Кроме того, в этом устройстве не обеспечивается синхронизация ио фазе между полупериодамп напряжения источника питания и имиульсами управления тиристором обмотки прямого хода, что снижает надел ность работы двигателя и устойчивость его движения.

Цель изобретення - повышеппе устойчивости и надежности работы двигателя.

Поставленная цель достнгается тем, что устройство для управления двухобмоточным двигателем содержит формирователь импульсов, поключенный своим входом к силовому электроду тиристора, связанного с делителем частоты, а выходом - к управляющему электроду второго тиристора.

Кроме того, формирователь управляющих импульсов содержит диод и трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристором, соединенным с делителем частоты, а вторичная обмотка подключена через диод к управляющему входу второго тиристора.

Делитель частоты содержит цепочку из последовательно соединенных дросселя, диода, резистора и конденсатора, пороговый элемент и вспомогательный тиристор, связывающий своими силовыми электродами общую точку соединения дросселя и диода с унравляющим электродом основного тиристора и подключенный управляющим электродом через пороговый элемент к конденсатору.

Такое выполнение устройства позволяет синхронизировать работу обмоток прямого и обратного хода двигателя, новышая тем самым устойчивость и надежность его работы.

На фиг. 1 нриведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - его электрическая схема; на фиг. 3 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Обмотки 1 и 2 двигателя через тиристоры 3 и 4 подключены к источнику питания переменного тока. В силовую цепь тиристора 3 включен формирователь 5 управляющих импульсов, в качестве которого может быть использован трансформатор 6 (фиг. 2), подключенный своей вторичной обмоткой к управляющему электроду тиристора 4 через диод или пороговый элемент 7. Делитель 8 частоты (фиг. 1) содержит трансформатор 9, дроссель 10, диод 11, резистор 12, конденсатор 13, пороговый элемент (динистор) 14 и вспомогательный тиристор 15. Первичная обмотка трансформатора 9 соединена с источником питания, а к вторичной обмотке подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных дросселя 10, диода И, резистора 12 и конденсатора 13. Между общей точкой дросселя 10 и диода 11 и управляющим электродом ти.ристора 3 включен вспомогательный тиристор 15, управляющий электрод которого через пороговый элемент 14 связан с конденсатором 13.

Устройство работает следующим образом.

С вторичной обмотки трансформатора 9 пониженное напряжение (фиг. 3), находящееся в противофазе с напряжением источника питания ./ц через дроссель 10 и диод 11 поступает на .RC-цепочку, заряжая конденсатор 13. Когда напряжение на конденсаторе t/c достигает величины порогового напряжения динистора 14, последний пробивается, и происходит разряд конденсатора током ivB через управляющие переходы вспомогательного 15 и силового 3 тиристоров. Часть полуволны напряжения t/yn вторичной обмотки трансформатора 9 прикладывается к управляющему переходу силового тиристора 3. Дроссель 10 обеспечивает сдвиг по фазе тока управления lyn на угол, достаточный для надежного отпирания тиристора 3 в момент начала действия проводящего полупериода напряжения источника питания. Силовой тиристор 3 отпирается, и напряжение С/кп прикладывается к

обмотке 1, вызывая в ней импульс тока i™Параметры ./ С-цепочки и дросселя 10 выбираются так, чтобы срабатывание динистора 14 происходило приблизительно в середине действия полуволны напряжения вторичной обмотки трансформатора 9. Тем самым обеспечивается устойчивое деление частоты при колебаниях амплитуды напряжения источника нитания.

Отпирание тиристора 4 осуществляется путем подачи на его управляющий вход импульса с вторичной обмотки трансформатора 6, включенного первичной обмоткой в силовую цепь тиристора 3. Образующийся

во вторичной обмотке двухполярный импульс IT подводится к управляющему электроду силового тиристора 4 через диод или пороговый элемент 7, пропускающий часть двухполярного импульса iy. образующуюся при спаде тока в обмотке 1. Тиристор 4 отпирается и напряжение t/ко прикладывается к обмотке 2, создавая импульс тока /ко. Взаимосвязь импульсов управления обеспечивает жесткую синхронизацию работы обмоток прямого и обратного хода.

В момент включения устройства в работу мгновенное значение амплитуды напряжения источника питания может иметь значение от нуля до максимума, поэтому как

первый, так и последующие разряды конденсатора 13, и соответственно поступление импульсов управления на тиристор 3 происходит в различные моменты проводящего полуперида, что делает работу двигателя

неустойчивой. Для устранения этого используется вспомогательный тиристор 15, который после включения устройства и первого разряда конденсатора 13 через пороговый элемент 14 шунтирует цепочку 11, 12 и

13, так как остается открытым на все время действия импульса тока управления гуп. Поэтому второй и последующие заряды конденсатора 13 начинаются обязательно с момента перехода через нуль напряжения источника нитания. Это обеспечивает, начиная с второго цикла, устойчивую работу двигателя независимо от момента включения. Устройство обеспечивает жесткую синхронизацию работы обмоток прямого и обратного хода, надежно и устойчиво работает нри изменении амплитуды напряжения источника питания.

Формулаизобретения

1. Устройство для управления двухобмоточным двигателем, например электрическим молотком, содержащее два тиристора, подключенных встречно между собой к одной из щип источника нитания неременного тока и клеммам обеих обмоток двигателя, и делитель частоты, связывающий источник питания с управляющим электродом одного из тиристоров, отличающееся

тем, что, с целью новышения устойчивости

и надежности работы двигателя, он содержит формирователь импульсов, подключенный своим входом к силовому электроду тиристора, связанного с делителем частоты, а выходом - к управляющему электроду второго тиристора.

2.Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что формирователь управляющих импульсов содержит диод и трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристором, соединенным с делителем частоты, а вторичная обмотка подключена через диод к . управляющему входу второго тиристора.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что делитель частоты содержит цепочку из последовательно соединенных дросселя, диода, резистора и конденсатора, пороговый элемент и вспомогательный тир)1стор, связывающий своими силовыми электродами общую точку соединения дросселя и диода с управляющим электродом основного тиристора и подключенный управляющим электродом через пороговый элемент к конденсатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ряшенцев Н. П. и др. Теория, расчет и конструирование электромагнитных мащин ударного действия. Новосибирск, «Наука 1970, с. 48-50.

2 Патент ФРГ № 902641, кл. 21d, 21, 1952.

LKO