Синхронно-синфазный электромагнитный вибропривод Советский патент 1982 года по МПК H02K33/04 H02P5/40 B65G27/24 

(54) СИНХРОННО-СИНФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРОПРИВОД

1

Изобретение отцрснтся к выбрацион- ной технике и может быть использовано в тех случаях, когда требуется синхронно-синфазный режим работы нескольких вибровозбудитепей, установленных на общем рабочем .органе значительных размеров, например на вибротранспортере, виброп пощадке и т. д.

Известно устройство для автоматического фазирования колебаний вибровозбуди-) тепей, в котором для обеспечения синфазности колебаний вибровоэбудителей применено реле установки фаз с автоматичес- КИМ управлением.

Один из вибровозбудителей выбирает- 5 ся в качестве ведущего, под фазу колебаний которого при помощи репе установки фаз с автоматическим управлением подстраиваются фазы колебаний остальных вибровозбудителей l.20

В известном устройстве фаза колебаний веаущего вибровозбудителя не контролируется и не регулируется, а фазовый . сдвиг ведомых вибровозбудителей относительно ведущего не выявляется в виде, .удобном для контроля. Это не позволяет в случае необходимости, например при выходе из строя отдельных эпёментов устройства, при первоначальной настройке вибропривода осуществить на управление фазированием копебаннй человеком-оператором.

Известен также синхронно-синфазный электромагнитный вибропривод, состоящий из Ы электромагнитных вибро&оэбудителей, установленных на о&цем рабочем органе и питающихся от общего источника переменного тока, состо1шшй из М каналов регулирования фазы и амппитуды колебаний внбровозбудитепей, каж-: дый из которых содержит датчик колебаний, фазоиндикатор, управляемый фаэо . вращатель и регулятор амплитуды, пераыЬ вход которого подключен к выходу источника переменного тока, а выход - к пер вому входу управляемого фазовращателя, выход которого соединен с вибровозбудитепем. В известном .устройстве ко входам фазометров каждого канала регулирования фазы подкпючены датчики колебаний по когеьцевой схеме сравнения фаз. Копьцеаая схема сравнения фаз обеспечивает установпение среднего значения фаз копе батай отдельных вибровозбудитеией, т.е. ж фазирование, при достаточном быстродействии процесса. Синхронность колебаний вибровозбудителей обеспечивается питанием вибровоз- будите пей от общего источника переменного тока J. Недостатком известного устройства является невозможность управления процессом фазирования колебаний вибровозбудитепей чеповекетл-оператором пря выходе из строя отдельных элементов уст ройства при первоначальной настройке вибропривода, несмотря на то, что фазовый сдвиг копебаний вибровозбудитепей относитепьнс друг друга выявляется. Недостаток связан с тем, что при воздействии на один вибровозбудитепь изменяются одновременно фазовые сдвиги, измеряемые двумя фазометрами, соседни ми по кольцу. Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение управления. Указанная цель достигается тем, что в каждом канапе установлены два формироватегш прямоугольных импупьсов, два элемента ЗАПРЕТ, два элемента сравнения, два интегратора, ключевой элемент, запоминающий бпок, ключ выбора режима управления и задающий элемент, а также введены общие для всех каналов общий задатчик и третий формирователь пря моугольных импульсов, причем выход дат чика колебаний через первый формирователь прямоугольных импудьсов соединен со входом второго формирователя прямоугольных импульсов, со вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ и первым входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход ис точника переменного тока через третий формирователь прямоугольных импульсов подключен к первому входу первого элемента ЗАПРЕТ и второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с первым вхо дом первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, а выход - через первый интегратор с фазоиндикатором и сигнальным входом ключевого элемента, управляющий вход которого .подкгаочен к выходу второго формирователя прямоугол ных импульсов, выход ключевого элемента через запоминающий бпок подключен к первому входу второго элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом общего задатчика, а выход - че рез второй интегратор с первым входом кшоча выбора режима управления, второй вход которого подключен к выходу задающего элемента, а выход - ко вторым входам управляемого фазовращателя и регулятора амплитуды. На фиг. 1 изображена блок-схема синхронно-синфазного электромагнитного ви&ропривода; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу. Синхронно-синфазный электромагнитный вибропривод содержитрабочий орган 1, вибровозбудители 2, источник 3 переменного тока, управляющий фазовращатель 4, регулятор 5 амплитуды, общий задатчик 6, датчик 7 колебаний, первый формирователь 8 прямоугольных импульсов, второй формирователь 9 прямоугольных импульсов, перК)Й элемент ЗАПРЕТ 10, второй элемент ЗАПРЕТ 11, третий форми рова те ль 12 прямоу го льных импу пьсов, первый элемент 13 сравнения, первый интегратор 14, фазоиндикатор 15, ключевой элемент 16, запоминающий блок 17, второй элемент 18 сравнения, второй интегратор 19, ключ 2О выбора режима управления, задающий элемент 21. .На фиг. 2 изображено: (Jj- напряжение на выходе источника 3 переменного тока, UT. - напряжение на выходе обще го задатчика 6, Ue, - напряжение на выходе датчика 7 колебаний, tJU - напряжение на выходе первого формирователя 8прямоугольных импульсов, и5 - напряжение на выходе третьего формирователя 12 прямоугольных импульсов, UQ- напряжение на выходе первого элемента ЗАПРЕТ 10, U - напряжение йа выходе второго элемента ЗАПРЕТ 11, О а напряжение на выходе первого элемента 13 сравнения, UQ- напряжение на выходе первого интегратора 14, - напряжение на выходе второго формирователя 9прямоугольных импульсов, D.f напряжение на выходе кшочевого элемента 16, Uxfj - напряжение -на выходе запоминающего блока 17, напряжение на выходе второго элемента 18 сравнения, и - напряжение на выходе второго интегратора 19, Синхронно-синфазный электромагнитный вибропривод работает следующим образом. Установленные на общем рабочем органе 1 (фиг, 1) М электромагнитных вибровозбудитепей 2 питаются от общего источника 3 переменного тока с напряжением и (фиг. 2), сообщая вибрацию рабочему органу 1. . Изменение фазы копебаний каждого на М вибровоабудитепей осуществляется управляемым фазовращателем 4, первый вход которого соединен с выходом регулятора 5 амплитуды, предназначенного для -улучшения динамики процесса фазирования копебаний. Включение регулятора 5 амплитуды связано с тем, что основным неконтролируемым возмущением, поступающим на рабочий орган 1 и приводящим к существенному сдвигу фаз I между колебаниями вибровозбудителей 2, является неравномерное распределение нагрузки на. рабочем органе 1. Поэтом; . воздействие на амплитуду колебаний спо: собствует выравниванию нагрузки на рабочем органе 1, форсируя процесс фазирования колебаний электромагнитных вибровозбудителей 2. Характерной особенностью пред лага емого синхронно-синфазного электромагнитного вибропривода является то, что фаза механических копебаний всех вибровозбудителей задается общим задатчиком 6 в виде напряжения J (фиг. 2) цостоянного тока. Механические колебания вибровозбудителя каждого канала воспринимаются датчиком 7 колебаний, на выходе которого формируется напряжение U (фиг.2) Напряжение U преобразуется первым фор мирователем 8 прямоугольных импульсов в напряжение U (фиг. 2), имеющее вид последовательности прямоугольных импульсов, длительность которых равна ин- тервалам положительности напряжения Ua Напряжение U4 поступает на второй фо1 мирователь 9 прямоугольных импульсов, на Второй вход первого элемента ЗАПРЕТ 10 и на первый вход второго элемента ЗАПРЕТ 11. На первый вход первого элемента ЗАПРЕТ 10 и на второй вход второго элемента ЗАПРЕТ 11 поступает напряжение (фиг. 2) с выхода третье ГО формирователя 12 прямоугольных импульсов в виде, последовательности прямо угольных импульсов, длительность которых равна интервалам положительности напряжения (J источника 3 переменного тока. Напряжение Ug (фиг. 2) на выходе пе вого элемента ЗАПРЕТ 1О отлично от ну ля, если равно нулю напряжение 4-и лично от нуля напряжение U. Если же напряжение (J отлично от нуги, то напряжение и, всегда равно нулю. Напряжение О (фиг. 2) на выходе второго- элемента ЗАПРЕТ 11 отлично отнуля, если равно нулю напряжение 1)5и отлично от нуля напряжение Уд. Если же напряжение и -отпично от нуля, то напряжение U всегда равно нулю. Поскольку длительность импульсов равна интервалу, заключенному между передними фронтами импульсов U. и Ц, а длительность импульсов UY равна ин тервалу, заключенному между ёадними фронтами импульсов U . длительносАти импульсов (jg и Uy равны фазовому ) сдвигу механических колебаний вибровоз будите ля относительно напряжения О, источника 3 переменного тока. Напряжение U поступает на первый вход, а напряжение Uy - на второй вход первого элемента 13 сравнения, на выходе которого формируется напряжение U (фиг. 2) в виде последовательности чередующихся по знаку импульсов, причем положительные импульсы напряжения JJg определяются импульсами Ugj а отрицательные импульсы - импульсами U-j. Напряжение UQ поступает на вход первого ин-гегратора 14, на выходе которого формируется напряж ение U виде последовательности трапецеидеапы ных импульсов ( О S tAJ-b- Ч UQ Ь If tW-t 1Г 1ь() -u/JM-li u/t v C4-i/ где ft - амплитуда импульсов напряжения Ug у - угол фазового сдвига между колебаниями напряжений 0 и 0. Характерной особенностью напряжеUg являе-гся то, что среднее аа пения{жод значения напряжейия OQ Л к г -л -jB fatut jBC t -f-u;-fc;dtu м, 1 «г т.е. оказывается линейно зависящим от гла фазового сдвига f и не зависящим т частоты Ш напряжения (Jj источника 3 переменного тока. Среднее значение напряжения Up пропорциональное фазовому сдвигу конт ролируется фазоиндикатором. Высота трапецеидальных импушьсо- и л равная р также пропорциональна; фаовому сдвигу, что позволяет испольаовать эти импульсы для формирования непрерывного напри жения, зависящего от угла фазового сдвига Ч- Для этого напряжение Uo подается на сигнальный вход ключевого элемента 16, на управдающий вход которого с .выхода второго фогыироватепя 9 прямоугольных импупьсюв поступает напряжение 0 (фиг. 2) в виде последовательности прямоугольных импульсов фиксированной длительности, передние фронты которых совпадают с передними фронтами импульсов 41 Ключевой элемент 16 включается на время действия импульсов U,пропуская напряжение Ug на входзапоминающего блока 17. Напряжение 1 (фиг. 2) на выходе. кп-ючевого эпемента 16 представляет собой последовательность прямоугольных импутшсов, длительность которых равна длительности импульсов , а амплитуда равна амплитуде импульсов Uo, т.е. про порпиональна фазовому сдвигу механичес ких колебаний вибровозбудителя данного канала относительно напряжения {j ис- точника 3 переменного тока. Запоминающий блок 17 запоминает амплитудное :3начение импульса U и хранит его до прихода импульса ( следующем периоде механических .колебаний. Таким образом, на выходе запоминающего блока 17 формируется непрерывное напряжение иj(фиг. 2), пропорциональное фазовому сдвигу механических ко тебаний вибровозбудйтеля данного кана ла относительно напряжения (J, источника 3 переменного тока. Напряжение ( поступает на первый вход второго элемента 18 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение выхода общего задатчика 6. На выходе второго элемента 18 сравнения формируется напряжение U (фиг.2 равное разности напряжений Uj. и . которое преобразуется вторым интеграто ром 19 в напряжение U j (фиг. 2). Введение вторюго интегратора 19 необходимо для устранения статической ощибки при фазировании колебаний. Синхронно-синфазный электромагнит ный вибропривод обеспечивает фазирование колебанийэлектромагнитных вибровозбудителей в автоматическом режиме и с помощью человека-оператора. В автоматической режиме напряжение через первый вход ключа 20 выбора режима управления поступает на его выход, соединенный со вторыми входами уп равняемого фазовращателя 4 и регулятора 5 амплитуды. Если фаза механических колебаний вибровозбудителя не равна заданной (например, больше), то имеет место асинфазный режим работы электромагнитного вибропривода (фиг. 2, асин- фазный режим), характеризуемый отлич ным от нуля (ггапример, отрицательным) напряжением U-fj, Напряжение Ц,„уменьщает напряжение О j. на выходе второго интегратора 19, которое через ключ 20 выбора режима управления воздействует на управляемый фазовращатель 4 и регулятор 5 амплитуды таким образом, чтобы устранить возникшее отклонение фазы механических колебаний вибровозбудителя от заданного значения (фиг. 2, синфазный режим). Если же фаза механических колебаний вибровозбудителя меньше заданной, напрял ение ( положительно, напряжение ( выходе второго интегратора 19 возрастает и воздействует через ключ 20 выбора режима управления на управляемый фазовращатель 4 и регулятор 5 амплитуды таким образом, чтобы устранить возникшее отклонение фазы механических колебаний от заданного значения. Благодаря измерению фазы механических колебаний отдельных вибровозбудителей отнбсительно напряжения источника переменного тока представляется возможным осуществить переход, в случае необходимости, на управление фазированием колебаний человеком-оператором. Устранение взаимного влияния режимов работы отдельных вибровозбудителей по цепям измерения фаз механических колебаний, имеющего место, например, в кольцевой схеме сравнения фаз, способствует Дополнительному повышению быстродействия процесса фазирования колебаний. Формула изобретения Синхронно-синфазный электромагнитный вибропривод, состоящий из N электромагнитных вибровозбудителей, установленных на общем рабочем органе и питающихся от общего источника переменного тока, содержащий N каналов регулирования фазы и амплитуды колебаний вибровозбудителей, каждый из которых содержит датчик колебаний, фазоиндикатор, управляемый фазовращатель и регулятор амплитуды, первый вход которого подключен к выходу источника пере- менного тока, а выход - к первому входу отправляемого фазовращатепя, выход которого соединен с вибровозбудителем, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения управления, в каждом канапе установаены два формирователя прямоугольных импульсов, два элемента ЗАПРЕТ, два элемента сравнения, два интеграто, - ра, ключевой элемент, запоминающий блок, ключ выбора режима управления и задающий элемент, а также введены общие для всех каналов общий задат чик и третий формирователь прямоугольных импульсой, причем выход датчика колебаний : через первый формирователь прямоуголь. ныз импульсов соединен со входом второго формирователя прямоугольных импульсов, со вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ и первым входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход источника nepeменного тока через третий формироватеИъ прямоугольных импульсов подключен к .: первому входу первого элемента ЗАПРЕТ и второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом первого элемента сравнения,второй вход которого соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, а выход - через первый ннтегратор с фазоиндикатором и сигнальным входом ключевого элемента, управляюлшй вход которого подключен к выходу BTOpof го формирователя прямоугольных импупь- сов, выход ключевого элемента через запоминающий блок подключен к первому входу второго элемента сравнения,второй вход которого соединен с выходом обще- го задатчика, а выход - через второй интегратор с первым входом ключа выбора режима управления, второй вход которого подключен к выходу задающего элемента, а выход - ко вторым входам управляемого фазовращателя и регулятора амплитуды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 135401, кл. В 65 Q 27/24, 1961.

кл. В 65 G 27/24. 1977.

«4