Устройство для фазовой синхронизации вибровозбудителей Советский патент 1980 года по МПК G05D13/64 

:i

Изобретение относится к области вибрационной техники и может быть использовано для фазовой синхронизации нескольких дебалансных вибровозбудителей, установленных .на жестком/нежестком рабочем органе или обособленно на несвязанных между собой основаниях. В частности, оно может быть использовано для автоматического управления асинхронными двигателями вибрационных ма,шин (конвейеров, грохотов, площадок и -др.) в химической и строительной промышленностях, черной и цветной металлургии.

ИзвеЪтны способы и устройства фазовой синхронизации дебалансных вибровозбудителей 1.

В известных вибрамашинах, где используются принципы самосинхронизации, добиться существенного увеличения длины рабочего органа не представляется возможным.

В то же время вопрос обеспечения устойчивости синфазного вращения п-ипук вибровозбудителей имеет важное практическое и хозяйственное значение. Его рещение позволит, с одной стороны, изготавливать виброконвейерны и виброподъемники нужной длины и высоты при одновременном повыщении их производительности, а с другой стороны, позволит добиться синфазного

вращения вибровозбудителей, не связанных между собой механически и расположенных на обособленно стоящих основаниях (фундаментах).

5 Известен также привод не связанных между собой дебалансных валов виброплощадки, каждый из которых снабжен тяговым и фазирующим электродвигателями, соединенными между собой механической

IQ передачей, передаточное отнощение которой выбирается равным числу пар полюсов фазирующего двигателя 2.

Недостатки указанного привода: громоздкость и большая его стоимость, а такJ5 же малая надежность и недостаточная стабильность фазовой синхронизации вращающихся двигателей.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для фазовой

2Q синхронизации вибровозбудителей, содержащее импульсный генератор, датчики положения вибровозбудителей и соответственно их числу блоки сравнения, соединенные с блоками регулирования 3.

25 Указанное устройство обеспечивает фазовую синхронизацию только двух двигателей, один из которых, имеющий меньшую скорость вращения, принимается за опорный, а другой, имеющий больщую скорость

30 вращения, принимается за регулируемый.

Однако, в реальных условиях, характерных для многих технологических машин, когда нагрузка на двигатель не остается постоянной во времени, опорный двигатель может оказаться более быстроходным. Это обстоятельство нрнводнт к срыву синхроннзации и нарушению работы технологической машины.

Таким образом, известные технические решения не обеспечивают стабильности фазовой синхронизации п дебаланснЫх вибровозбудителей.

Целью изобретения является повышение стабильности фазовой синхронизации п дебалансных вибровозбудителей.

Эта цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит распределргтель тактовых импульсов и по числу вибровозбудителей формирователи имиульсов, входы которых соединены с датчиками положения, а выходы - с одними входами соответствующих блоков сравнения, другие входы которых через распределитель тактовых импульсов соединены с импульсным генератором.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Оно содержит импульсный генератор 1, распределитель тактовых импульсов 2, блоки сравнения 3, состояш,ие из п пар детекторов по числу вибровозбудителей очередности следования нмпульсов, блоки регулирования 4 приводных двигателей, механически связанных с контролируемым элементом 5, датчики положения 6 вибровозбудителей и формирователи тактовых импульсов 7. В качестве датчика положения 6 внбровозбудителя может быть нснользован импульсный датчик угловой скорости, частота выходных сигналов . которого пропорциональна частоте враш,ения вала вибровозбудителя, в качестве блока регулирования 4 - тиристорный пускатель или частотный преобразователь. Блоки сравнения 3, осуществляющие обработку информации от датчиков ноложения 6 и распределителя тактовых импульсов 2 и коммутацию управляющего сигнала на тиристорный пускатель, могут быть построены на основе инверторов, триггеров и логических элементов И и ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Импульсный сигнал от генератора 1 с частотой / следования импульсов подается на вход распределителя тактовых импульсов 2 с двумя выходными сигналами, один из которых - сигнал опорной частоты, а другой - сигнал опроса, сдвинутыми на угол 180° по отношению друг к другу. Частота повторения этих импульсов выбирается несколько меньшей минимальной частоты выходных сигналов от Датчиков положения 6 в установившемся режимеработы вибраторов. Опросные сигналы переводят входные элементы блоков сравнения 3 в исходное (ждущее) состояние, а последовательность опросного и опорного сигналов обеснечивает включенне и разгон двигателей.

Коррекция частоты и фазы вращения вибровозбудителей определяется очередностью следования сигналов от датчиков ноложения 6 но отношению к опорному сигналу. Так, например, если первым на вход блока

сравнения 3 поступает сигнал от датчика положения 6, а вторым - опорный сигнал (ноложительный угол рассогласовання), то на выходе блока сравнения 3 формируется сигнал для отключения двигателя или же

его перевод на другую, более мягкую нагрузочную (моментную) характеристику. Если же после этого первым приходит опорный сигнал, а вторым - сигнал от датчика ноложения 6 (отрицательный угол

рассогласования), то на выходе блока сравнения 3 формируется сигнал для включения двигателя. Такое состояние системы б)дет оставаться до тех пор, пока первым по отношению к опорному сигналу не придет сигнал от датчика, после чего процесс новторяется. Таким образом, каждый вибровозбудитель будет сфазнрован по отношению к опорному сигналу, что и обеспечивает фазовую синхронизацию многих

дебалансных вибровозбудителей. Величина угла рассогласования будет определяться разницей в частотах опорного сигнала и вращения двигателя, нагрузкой на двигатель и глубиной регулирования в моменты

перехода на другую моментную характеристику и может быть доведена до 3.-5°.

Существует целый класс машин, рабочий орган которых совершает бигармонические колебания, например концентрационные

столы для обогащения полезных ископаемых. В мащинах этих необходимо поддерживать кратную сннхроннзацию дебалансных вибровозбудителей, вращающихся с частотами / и 2/. Для достижения кратной

синхронизации таких вибровозбудителей .распределитель тактовых импульсов выполняется с одной нарой выходов для онорных и другой нарой выходов для. опросных сигналов с периодами следования 1// и 1/2/ и заданными сдвигами фаз между ними, причем каждая нара выходов подключается соответственно к онорным и опросным входам детекторов. Аналогичным образом достигается краткая синхронизация более высоких порядков.

Электрическая развязка между выходом блока сравнения (низковольтная цепь управления) и силовой цепью бесконтактной

схемы регулирования осуществляетсяс помощью оптрона. Последнее обстоятельство предотвращает подачу сигнала помехи со стороны силовой цепи на низковольтную цепь управления в переходном режиме работы силового тиристора, входящего в

блок регулирования, что повышает надежность работы устройства.

Данным устройством достигается фазовая синхронизация практически неограниченного числа механических несвязанных между собой вибровозбудителей, что является качественно новым достижением в этой области техники, ибо позволяет создать более эффективные и производительные машины, оно .позволяет повысить стабильность режима синхронизации нескольких вибровозбудптелей, установленных обособленно. При этом угол рассогласования каждого вибратора не превышает 3-5° по отношению к опорной частоте.

Формула изобретения

Устройство для фазовой синхронизации вибровозбудителей, содержащее импульсный генератор, датчики положения вибровозбудителей и соответственно их числу

744494

блоки сравнения, соединенные с блоками регулирования, отличаюш,ееся тем, что, с целью иовышения точности устройства, оно содержит распределитель тактовых импульсов и но числу вибровозбудителей формирователи импульсов, входы которых соединены с датчиками положения, а выходы - с одними входами соответствующих блоков сравнения, другие входы которых через распределитель тактовых импульсов соединены с импульсным генератором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Блехман И. И. Синхронизация динамических систем. М., «Наука, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 272864, кл. В 06В 1/16, 1968.

3.Авторское свидетельство СССР № 532851, кл. G 05D 13/64, 1974 (прототип).