Устройство для регулирования амплитуды колебаний электромагнитных вибровозбудителей Советский патент 1982 года по МПК G05D15/01 

1. ; Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано при разработке электромагнитных внброприводов, применяемых в внбропитателях, вибрационных перемешивающих устройствах и других машин Известен электромагнитный вибропривод, содержащий электромагнитный вибровозбудитель, состоящий из соединенных упругими элементами актнвной и реактивной частей, электромагнит и якорь которых имеет воздушный зазор, датчик виброперемещения механического типа, выход которого соединен со входом откшочающего устройства 1. Одаако устройство характеризуется зкнм функциональными возможностями. Известно устройство для регулирования амплитуды колебаний электромагнитных вибро возбудителей, содержащее «тиристор в цепи питания вибровозбудителя, управляющий электрод которого соединен с блоком управления тиристором, элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком. амплитуды, второй - с датчиком виброперемещения, а выход соединен с формирователем импульсов 2. Недостатком известного устройства являются узкие функциональные возможности вследствие отказов при резких колебаниях нагрузки. Цель изобретения - расширение -функциональных возможностей путем обеспечения работы при редких колебдинях нагрузки . Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены интегратор, разрядный ключ, вторые элемент сравнения, формирователь импульсов, задатчик амплитуды, причем первый формирователь импульсов через интегратор соединен с первым входом второго элемента сравнення, к второму входу которого подсоединен второй задатчик амг плитуды. а к выходу - вход блока управления тиристором, выход которого через второй формирователь импульсов подсоединен к разрядному ключу, охватывающему интегратор. На фиг. 1 предстаниена функциональная схема электромагнитного вибропривода; на фиг. 2 - энюры, поясняющие его работу. Электромагнитный вибропривод состоит из электромагнитного вибровозбудитепя 1, содержащего упругие элементы 2, реактнвную часть 3, активную часть 4, электромагаит 5, тиристора6, зажимов 7 сети переменного тока, блока 8 управления тиристором, первого элемента 9 сравнения, задатчика 10 амплитуды колебаний, датчика 11 виброперемещения, второго элемента 12 сравнения, задатчика 13 максимально допустимой амплитуды, первого формирователя 14 импульсов, интегр тора 15, разрядного ключа 16 и второго формирователя .17 импульсов. На фиг. 2 обозначено: Ui - напряжение сети переменного тока, U2 - напряжение на выходе блока 8 управления тиристором 6, i - ток в электромагните 5 вибровозбудителя 1, УЗ. - напряжение на выходе первого элемента 9 сравнения, U4 - напряжение на : выходе задатчика 10 амплитуды, Uj - напря жение на выходе датчика 11 виброперемещени и 6 - напряжение на выходе датчика 13 макг симально допустимой амплитуды, UT - напряжение на выходе элемента 12 сравнения, Ug - напряжение на выходе первого формиро вателя 14 импульсов, Ug - напряжение на выходе интегратора 15, - напряжение на выходе второго формирователя 17 импульсов.. Электромагнитный вибропривод работает следующим образом. На управляющий электрод тиристора 6 с выхода блока 8 управления тиристором поступает напряжение Ua, имеющее вид последо вательности прямозтольных импульсов фиксиро ванной длительности, фаза ot кЬторых относительно качал интервалов положительности напряжения Ui определяет моменты (фазу) включения тиристора 6.. По электромагниту 5 протекают импульсы тока (, приводящие к перемещению (колебаниям) реактивной части 3 вибровозбудителя 1 относительно его активной части 4, т. е. к изменению воздушного зазора между обеими частями вибровозбудителя. Действующее значение импульсов тока i определяется фазой сз1 включения тиристора 6. Величина фазы oL , в свою очередь, определ ется 5фовнем напряжения Us на выходе первог элемента 9 сравнения, на первый вход которого поступает напряжение U4 задания амплитуды колебаний с выхода задатчика 10 амплитуды колебаний. При изменении величины фазы о1 изменяется действующее значение импульсов тока г, протекающих через электромагнит 5 вибровозбудителя 1, и следовательно, изменяется амплитуда колеба1шй реактивной части 3 вибровозбудителя 1 относительно его активной, части 4. Однако амплитуда колебаний определяется не только действующим значением импульсов тока i, но и величиной нагрузки на реактивной части 3 вибровозбудителя 1. При некоторых неизменных значениях задания амплитуды и нагрузки на реактивной части 3 вибровозбудителя 1 амплитуда колебаний не превышает предельно допустимых значений. При уменьщении нагрузки на реактивной части 3 вибровозбудителя 1 амплитуда колебаний увеличивается и при некотором минималь- . ном ее значении амплитуда колебаний превыщает предельно допустимое значение, что может привести к соударениям обеих частей вибровозбудителя 1 при дальнейшем уменьщении нагрузки. Напряжение Us с выхода датчика И виброперемещения, пропорциональное : перемещению i (колебанию) реактивной части 3 относительно активной части 4 вибровозбудителя 1, поступает на первый вход второго элемента 12 сравнения, на второй вход которого поступает на-. пряжение Ue с выхода задатчика 13 максимально допустимой амплитуды, пропорционал ное максимально допустимой амплитуде. На вход первого формирователя 14 импульсов с выхода второго элемента 12 сравнения поступа ет напряжение U7, равное разности напряжений Us и Ue. На выходе первого формирователя 14 импульсов формируется напряжение Us в виде импульсов прямоугольной формы, длительность которых равна длительностям интервалов отрицательности напряжения Uv- Интервалы отрицательности в напряжении U7 появляются только тогда, когда колебания превышают Максимально допустимую амплитуду, т. е. когда нацряжение Us превьщ1ает напряжение Ue , причем длительность формируемых на выходе первого формирователя 14 импульсов Us определяется величиной этого превышения. Напряжение Ug поступает на вход интегратора 5, охваченного разрядным плечом 16, и на его выходе формируется линейно нарастающее на интервале действия импульсов Us напряжение (Jg. Поскольку длительность импульсов Us определяется превьппением амплитуды колебаний над максимально допустимой амплитудой, напряжение Ug, достигаемое к концу .действия импуЛьсов1 Us, также будет определяться величиной этого превышения. Напряжение U9 поступает на второй вход первого элемента 9 сравнения, в котором сравнивается с напряжением U4 и результирующее напряжение из Зменьщается, увеличивая фазу oL импульса U2 на следующем после вьшвления превыщения действи596тельной амплитуды колебаний над максимально допустимой интервале положительности напряжения U i. Увеличение фазы импульса Da приводит к уменьшению действующего значения импульса тока i на этом же интервале и, следовательно, к уменьшению амплиту ды колебаний на следующем его периоде. Одновременно импульсы Uj поступают на вход второго формирователя 17 импульсов, на выходе которого формируется напряжение Ujo в виде последовательности прямоугольных импульсов фиксированной длительности, передние фронты которых совпадают с задними фронтами импульсов Uj . Импульсы U i о поступаю на управляющий вход разрядного ключа 16, включая его. Разрядный ключ 16 шунтирует ,интегратор 15, и напряжеш1е Jg на его выход становится равным нулю, подготавливая тем самым работу электромагнитного вибропривод на следующем периоде его колебаний. Если на следующем периоде колебаний уменьшившаяся амплитуда колебаний превыша ет предельно допустимое значение, то, аналогично вышеизложенному, вновь происходит увеличение фазы ot включения тиристора 6, оп ределяемое превышением амплитуды колебания На этом периоде, над предельно допустимым значением. А так как амплитуда колебан на этом периоде меньше, чем на преда1дущем, то увеличение фазы d- включения тиристора 6 на этом периоде будет меньше, чем на предыдущем. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока на одном из периодов колебаний амплитуда его не станет равной или меньшей максимально допустимого значения. В этом случае фаза d- включения тиристора 6 будет определяться напряжением U4 задания амплитуды, гто вновь приведет к увеличению ампли туды колебаний на следующем периоде при неизменной минимальной нагрузке на реактивной части 3 вибровозбудителя 1. Согласно вышеизложенному, вновь происходит увеличение фазы ci- включения тиристора 6, И на следующем периоде колебаний амплитуда вновь уменыиается. В электромагнитном виброприводе устанав ливаются автоколебания (рыскание) амплитуды относительно ее максимально допустимого значения, причем превышение амплитуды колебаний над предельно допустимым значением определяется динамическими свойствами системы при отсутствии нагрузки на реактивной части вибровозбудителя 1 и путем соответствующего выбора параметров элементов системы может быть сведено к минимуму. Если же в процессе функционирования вибропривода происходит увеличение нагрузки на реактивной части 3 вибровозбудителя 1, то амплитуда колебаний устанавливается меньшей, чем предельно допустимое значение, режим автоколебаний амплитуды прекращается и величина амплитуды колебаний определяется задаг нием UA амплитуды колебаний и увеличившейся нагрузкой на реактивной часта 3 вибрювозбудителя 1. Аналогично функционирует электромагнитный вибропривод и при резком уменьшении нагрузки (даже не до минимального ее значенир), с тем лишь отличием, что установившийся режим будет характеризоваться отсутствием автоколебаний , т. е. установившаяся амплитуда колебаний не будет превьниать предельно допустимого . Формула изобретения Устройство для регулирования амплитуды колебаний злектромагнитных вибровозбудителей, содержащее тиристор в цепи питания виЕ ровозбудителя, управляющий электрод которого соединен с блоком управления тиристором элемент сравнения, первый вход которюго соединен с задатчиком амплитуды, второй - с датчиком виброперемещения, а выход соединен с формирователем импульсов, отличающее ся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путам обеспечения работы при резких колебаниях нагрузки, в него введены интегратор, разрядный ключ, вторые элемент сравнения, формирователь импульсов, задатчик амплитуды, причем первый формирователь импульсов через интегратор соединен с первым входом второго элемента сравнения, к второму входу которого подсоединен второй задатчик амплитуды, а к выходу - вход блока управления тиристором, выход которого через второй формирователь Шпульсов подсоединен к разрядаому ключу, охватывающему интегратор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР W 636039, кл. В 06 В 1/04, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР N 481885, кл. G 05 D 15/01, 1971 (прототип).

Э

X

zr

t

.

013

12

IT

:.f .,

Ш

ffi

19

IfN h ii I It, fi iH |:v