Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения Советский патент 1982 года по МПК H02P7/62 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электромагнитных двигателей с частотой ударов, меньшей частоты питающей сети.

Известно устройство дЛя управления электромагнитным двигателем, построенное на принципе заряда накопительной емкости за определенное число периодов напряжения питающей сети, через ограничительный резистор, до величины напряжения, ограниченного пороговым элементом 1}.

Недостатком устройства является необходимость в предварительной настройке, что обусловлено технологическим разбросом параметров эле- . ментов и их изменением в процессе эксплуатации.

Известно также устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения, выполненное на цифровых делителях частоты 2. ДВИЖЕНИЯ

Недостатком такого устройства является необходимость использования низковольтных стабилизированных источников питания, увеличивающих габариты и снижающих надежность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения, содержащее силовой

«О тиристор, накопительный конденсатор, последовательно соединённый с ограничительным резистором и диодом, пороговый элемент и вспомогательный тиристор 31.

IS

Однако это устройство также требует настройки из-за разброса параметров RC-цепочки и порогового элемента. Наличие же настройки повышает себестоимость электромагнитных ма20шин, а изменение параметров элементов схемы в процессе эксплуатации приводит к изменению частоты питания двигателя, что приводит или к выходу из строя, или к неработоспособности электромагнитного двигате ля. Целью изобретения является повыше ние надежности- работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем силовой тиристор, накопительный конденсатор, последовательно соединенный с ограничительным резистором и диодом, пороговый элемент и вспомогательный тиристор, введены дополнительные резисторы и конденсатор, составляющие совместно с диодом, вспомогательным тиристором и порогевым элементом звено переноса напряже ния, причем диод, соединенный послед вательно с пороговым элементом и пер вым дополнительным резистором, подключен к одной шине питающего напряжения, другая шина питания соединена с первым дополнительным резистором и через второй дополнительный резистор с катодом вспомогательного тиристора дополнительный конденсатор соединен управляющим электродом вспомогательного тиристора и точкой соединения порогового элемента и первого дополнительного резистора, а накопительны конденсатор соединен с управляющим электродом силового тиристора через вспомогательные тиристоры звеньев пе редачи напряжения. Такое выполнение устройства позволяет накопительному конденсатору заряжаться не за определенное число периодов, а за первый период питающего напряжения и разряжаться не пороговый элемент на управляющие переходы вспомогательного и силового тиристоров, а через вспомогательные тиристоры звеньев переноса напряжения на управляющий переход силового тиристора. Коэффициент деления при этом определяется только количеством звеньев переноса. На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для управления электромагнитным двигателем с коэффициентом деления равнь1м п+2 на фиг. 2 - эпюры напряжений и токов схемы. Устройство (фиг. 1) содержит накопительный конденсатор 1, величина напряжения на koTopoM ограничивается стабилитроном 2, п+1 звено переноса напряжения, включающее в себя диод 3, динистор , резистор 5, дифференцирующую цепь на конденсаторе 6 И резисторе 7 и вспомогательный тиристор 8. Тиристоры 8 цепей переноса соединены между собой последовательно и связывают накопительный конденсатор 1 с управляющим электродом силового тиристора 9, нагрузкой 10 которого является обмотка двигателя. Устройство работает следующим образом. В каждый период питающего напрян(ения на вспомогательный тиристор каждого из п+1 звеньев переноса напряжения приходит только один управляющий импульс, причем в строго определенном порядке, обусловленном выбором порога срабатывания порогового элемента . Положительные управляющие импульсы (I-jnpg на фиг. 2) на вспомогательные тиристоры 8 подаются в момент пробоя динистора в результате дифференцирования напряжения на резисторе 5 (Us дифференциальной цепочкой, состоящей из конденсатора 6 и резистора 7- Динисторы 4 звеньев переноса напряжения выбираются таким образом, что в каждый период питающего напряжения первый управляющий импульс приходит на дополнительный тиристор 8 п-го звена переноса напряжения, а последний на тиристор 8 первого звена переноса напряжения. Для получения нулевого угла включения тиристора 9 положительный управляющий импульс на вспомогательный тиристор 8 (п+1)-го звена переноса напряжения в отличие от всех других звеньев приходит в отрицательную полуволну питающего напряжения (Ivjfjp-) и не в момент пробоя динистора ч, а в момент его запирания. За первый период питающего напряжения состояние всех вспомогательных тиристоров 8 не изменяется, так как в момент прихода своего положительного управляющего импульса отсутствует разность потенциалов между анодом и катодом. Накопительный конденсатор 1 за первый период заряжается до величины, ограниченной стабилитроном 2 (и). За второй период питающего напряжения состояние вспомогательных тиристоров 8 всех звеньев, начиная со второго, не изменяется, так как к моменту прихода управляющих импульсов на эти тиристоры у них по-прежнему отсутствует разность потенциалов мевду анодом и катодом. Тиристор же 8 первого звена при приходе 5ч 92 положительного импульса на его управлякмций переход (t-,1 открывается. В отрицательные полупериоды питающего напряжения состояние всех открывшихся вспомогате.льных тиристоров 8 за счет энергии, запасенной в по, ложительные полупериоды накопительным конденсатором вплоть до его разряда на управляющий переход силового тиристора St не меняется. За третий период питающего напряжения при приходе своего управляющего импульса откроется только тиристор 8 второго звена, так как только у него за счет падения напряжения на резнеторе 7 (и ) первого звена разность потенциалов между анодом и катодом не равна нулю. Состояние всех осталь ных тиристоров не изменится. Таким же образом за четвертый период питаю щего напряжения откроется только тиристор 8 третьего звена, а за ()ый период (tf)) откроется тиристор 8 п-го звена. В конце отрицательной полуволны периода питающего напряжения при приходе своего положительного управляющего импульса (tj) откроется вспомогательный тиристор 8 (п+1)-го звена и накопительный конденсатор 1 через вспомогательные тиристоры 8 всех зве1;1ьев начнет разряжаться на управляющий переход силового тиристора 9 (ТапРо) 8 {юхюi пр Q; (п 2}го периожительную полуволну да за счет растягиваниявремени разряда накопительного конденсатора 1 .с нулевым углом включения откроется силовой тиристор 9 (). В отрицательную полуволну (п+2)-го периода, так как напряжение на накопительном конденсаторе 1 становится равным .нулю, вспомогательные тиристоры 8 всех звеньев закрываются. Соотношение сопротивлений управляющего перехода силового тиристора 9, имеющего сопротивление порядка единиц Ом, и ограничительного резистора 5, имею щего сопротивление порядка десятков кОм, достаточно велико, поэтому налряжение оставшееся на накопительном конденсаторе 1 после закрытия тиристоров 8 составляет несколько милливольт. Этого напряжения недостаточно для открытия тиристора 8 первого зве на в (п+3)-й период питающего напряжения. Поэтому в (п+3)-й перио/ч (ана логичный первому) заряжается только накопительный конденсатор 1.В (n+)период (аналогичный второму) откроется только тиристор В первого звена и т.д. Таким образом, частота напряжениг, приложенного к нагрузке 10 в пч-2 раза меньше частоты питающей сети. Использование предлагаемого устройства особенно целесообразно при небольшом коэффициенте деления, что характерно для управления электромагнитными двигателями возвратнопоступательного движения. Изменение напряжения на накопительном конденсаторе 1, обусловленное разбросом параметров цепочки 1,5, не влияет на работоспособность схемы, а разброс параметров динисторов каждого звена компенсируется установкой в схему динисторов из различных классов, перекрывающих разброс их параметров, поскольку в данной схеме важны не сами моменты прихода управляющих импульсов на вспомогательные тиристоры 8, обусловленные порогом срабатывания динисторов , а последовательность их прихода. . Исключение настройки схемы позволяет снизить себестоимость блоков ; питания примерно на . а устранение в процессе эксплуатации колебаний заданной частоты работы может дать увеличение ресурса электромагнитных машин ударного действия на 10. Формула изобретения Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратнопоступательного движения, cojt epжaщее силовой тиристор, накопительный конденсатор, последовательно соединенный с ограничительным резистором и диодом, пороговый элемент и вспомогательный тиристор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, введены дополнительные резисторы и конденсатор, составляющие совместно с диодом,вспомогательным тиристором и пороговым элементом звено переноса напряжени-я, причем диод, соединенный последовательно с пороговым элементом и первым дополнительным резистором, подключен к одной шине питания, другая шина питания соединена с первым до(полнительным резистором и через второй дополнительный резистор с като792

дом вспомогательного тиристора, дополнительный конденсйтор соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора и точкой соединения порогового элемента и первого дополнительного резистора, а накопительный конденсатор соединен с управляющим электродом силового тиристора через вспомогательныетиристоры звеньев переноса напряжения.

18

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР If 82017, кл. Н 03 К 25/02, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР Н- , кл. Н 02 Р 7/62, 197.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 1993631/ -07,

кл. Н 02 Р 7/62, 1973.