Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 (и) 7/6 ТЕНИЯ Р с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Новосибирский электротехнический институт(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬМ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ с двумя обмотками, содержащее силовую цепь, состоящую из двух силовых тиристоров, соединяющих обмотки, шунтированные диодами, с источником питания, двух коммутирующих конденсаторов, подключенного к точке их соединения резистора и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистором к источнику питания, и блок управления, включающий в себя тирис 3торный триггер, в плечи которого включены резисторы, соединенные цепью из последовательно соединенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, два релаксационных генератора импульсов, каждыйиз которых содержит переменный резистор, зарядный конденсатор и динистор, о.т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью упрощения устройстваи повышения удобства эксплуатации,блок управления дополнительно снабжен двумя подключающими устройствами,двумя диодами, тиристориым триггероми релаксационным генератором импульсов, при этом все релаксационные генераторы подключены к источнику питания двигателя, точки соединения резистора, конденсатора и динисторакаждого генераторасоединены последовательно через диоды, выход первого генератора соединен с управляющимэлектродом вспомогательного тиристора, а выходы каждого из двух других.генераторов соединены с управляющимиэлектродами тиристоров соответствующего. триггера,. причем с одним черезподключающее устройство, а вторичныеобмотки импульсных трансформаторовчерез диоды соединены с управляющимиэлектродами силовых тиристоров.Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам,. предназначенным для питания электромагнитных двигателей возвратно-поступательного движения с.плавно ре 5 гулируемыми частотой и амплитудой движения якоря, и может быть использовано в машинах с электромагнитными двигателями, питающихся от источника постоянного напряжения; перфораторах, щ насосах, компрессорах, вибраторах, пробойниках, бетоноломах, вибромешалках, концентрационных столах и др.Известно устройство для управления двигателем возвратно-поступатель ного движения, содержащее тиристорный триггер с емкостной коммутацией, в плечи которого включены фазы двигателя, и блок регулирования частоты и скважности включения фаз двигателя, снабженный двумя релаксационными генераторами импульсов, включающими в себя подключенные к источнику постоянного напряжения последовательно соединенные резистор и конденсатор, точки соединения которых связаны с управляющими электродами тиристоров через динисторы и между собой диодом 1 .Недостатками этого устройства являются пониженные КПД и удельная мощность из-за того, что отключение и подключение фаз двигателя к источнику питания производятся без.паузы между ними.35Наиболее близко к изобретению по назначению и технической сущности устройство для управления двигателем возвратно-поступательного движения с двумя обмотками, например электро О магнитным молотом, питающимся от источника постоянного напряжения, содержащее силовую цепь, состоящую из двух силовых тиристоров, соединяющих обмоткиа источникомпитаиия,четырех диодов, двух индуктивностей, двух резисторов, двух конденсаторов и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистора-. ми к источнику питания, и блок регу лирования частоты и скважности включения обмоток двигателя, снабженный тиристорным триггером с емкостной коммутацией, в плечи которого включены резисторы, к которым последовательно с конденсатором подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и резистор соединена с управляющим электродом вспомогательного тиристора, двумя блоками регулирования подключения обмоток двигателя к источнику питания, каждый из которых содержит датчик положения, диод, конденсатор, два резистораи динистор, двумя блоками выдержки времени (релаксационными генераторами импульсов), содержащими два резистора, зарядный конденсатор, динистор и импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого через диод и резистор соединена с управляющим электродом соответствующего силового тиристора 2.Однако известное устройство неудобно в эксплуатации, так как изменение времени подключения фаз двигателя осуществляется с помощью датчиков положения, Для некоторых электромагнитных двигателей управление от датчиков затруднительно, так как изменение амплитуды колебания якоря требует перенастройки датчиков, что не всегда можно сделать без остановки двигателя, а изменения частоты колебания якоря можно добиться только изменением величины питающего напряжения, что требует специального источника питания.Недостатком известного устройства является также повышенная его сложность.Цель. изобретения - упрощение устройства и повышение удобства эксплуатации.Указанная цель достигается тем, чтов устройстве для управления электромагнитнйм двигателем возвратно-поступательного движения с двумя обмотками, содержащем силовую цепь,. ,состоящую из двух силовых тиристоров, соединяющих обмотки, шунтированные диодами, с источником питания, двух коммутирующих конденсаторов, подключенного к точке их соединения резистора и вспомогательного тиристора, подключенного последовательно с резистором к источнику питания, и блок управления, включающий в себя тиристорный триггер, в плечи которого включены резисторы, соединенные цепью последовательно соединенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, два релаксационных генератора импульсов, каждый из которых содержит переменный резистор, за3 11362рядный конденстор и динистор, указанный блок управления дополнительноснабжен двумя подключающими устройствами, двумя диодами, тиристорнымтриггером и релаксационным генератором импульсов, при этом все релаксационные генераторы импульсов подключены к источнику питания двигателя,точки соединения резистора, конденсатора и динистора каждого генератора10соединены последовательно через Дио-,ды, выход первого генератора соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора, а выходы каждого из двух других генераторов соединены с управляющими электродамитиристоров соответствующего триггера,причем с одним через подключающееустройство, а вторичные обмотки импульсных трансформаторов через диодысоединены с управляющими электродамисиловых тиристоров.На фиг, 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - циклограмма работы устройства.Устройство содержит силовую цепь,состоящую из трех тиристоров 1, 2и 3, посредством которых резистор 4и обмотки 5 и 6 двигателя соединяются с источником питания, шунтирующихдиодов 7 и 8 и коммутирующих конденсаторов 9 и 10, и блок управления,включающий в себя три релаксационныхгенератора 11 - 13 управляющих импульсов, состоящих гз регулируемыхрезисторов 14 - 16, зарядных конден"саторов 17 - 19 и динисторов .20 - 22,., два тиристорных триггера с емкостнойкоммутацией, состоящих из тиристоров23 - 26, резисторов 27 - 30, коммутирующих конденсаторов 31 и 32, им- .пульсных трансформаторов 33 и 34 иподключающих устройств 35 и 36, идиоды 37 - 40.Динистор 21 выбирается с большимнапряжением пробоя, чем динистор 22,но с меньшйм, чем динистор 20. Подключающие устройства 35 и 36 могутбыть выполнены в виде микровыключателя, реле времени с нормально открытыми контактами и т.п,Устройство работает следующим образом,При подаче напряжения конденсаторы 17 - 19 заряжаются до напряжения пробоя динисторов 20 - 22, причем время заряда конденсатора 18 до 93 4напряжения пробоя динистора 21 меньше времени заряда конденсатора 17 до напряжения пробоя динистора 20,но больше времени заряда конденсатора 19 до напряжения пробоя динис- тора 22. Поэтому конденсатор 19 (О 19, фиг. 2) разряжается раньше, и импульс поступает на управляющийэлектрод тиристора 2 (О У 2, фиг. 2), открывая его и подключая к источникупостоянного напряжения резистор. 4( ц 4, фиг. 2). Коммутирующие конденсаторы 9 и 10 при этом заряжаютсядо напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Конденсаторы 18 и 19 заряжаются до про" боя динистора 21, через диод 40 конденсатор 19 вновь разряжается вместе с конденсатором 18 ( 1 18, Ц 19, фиг, 2), и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 24 ( 0 У 24, фиг. 2), открывая его и под;ключая к источнику питания резистор 28. Коммутирующий конденсатор31 при этом заряжается до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Во время заряда конденсатора 31 в первичной обмотке (Н 1 К 1) импульсного трансформа" тора 33 возникает импульс тоха, равный току заряда конденсатора 31. Аналогичный импульс появляется во вторичной обмотке (Н 2 К 2) трансформатора 33. Положительный импульс вторич- ной обмотки (Н 2 К 2) через диод 37 поступает на управляющий электрод тиристора 1 ( ц У 1, фиг. 2). В момент подачи импульса на запертый"тирис-тор 1 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 2 и согласно с током тиристора 1, в результате чего тиристор 2 запираетея, а тиристор 1 переходит в проводящее состояние и обмотка 5 двигателя под-, ключается к источнику питания (05, ., фиг, 2); а конденсатор 9 перезаря" жается с обратной полярностью, кон-.: денсатор 10 разряжается.Конденсаторы 17 - 19 вновь заряжаются до пробоя динистора 20, через диоды 39 и 40 конденсаворы 18 и 19 вновь разряжаются вместе с конденса" тором 17 (П 17, П 18, 0 19, фиг. 2), и импульс поступает на управляющий электрод тиристора 26 (бУ 26, фиг. 2), открывая его и подключая к источнику питания резистор 30. Коммутирующийконденсатор 32 при этом заряжается до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Во время заряда конденсатора 32 в первичной обмотке (Н 1 К 1) импульсного 5 трансформатора 34 возникает импульс тока, равный току заряда конденсатора 32. Аналогичный импульс обратной полярности возникает во вторичной обмотке (Н 2 К 2) трансформатора 34, 10 который благодаря разделительному диоду 38 не проходит на управляющий электрод тиристора 3.Конденсаторы 17 - 19 вновь заряжаются до напряжения пробоя порого вых элементов 20 - 22. В это время подключающее устройство 35 соединяет управляющий электрод тиристора 23 с управляющим электродом тиристора 24, а подключающее устройство 36 соеди няет управляющий электрод тиристора 25 с управляющим электродом тиристора 26.Конденсатор 19 вновь заряжается раньше (19, фиг. 2), и импульс по ступает на управляющий электрод тиристора 2. В момент подачи импульса на запертый тиристор 2 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 1 и согласно с током тиристора 2, в результате чего тиристор 1 запирается, а тиристор 2 переходит в проводящее состояние и обмотка 5 двигателя отключается резистор4 подключается к источнику питания И 4, 0 5, фиг. 2), а конденсаторы 9 и 10 заряжаются до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1. Запасенная в обмотке 5 электромагнитная энергия рассеивается при замыкании ее тока через шун-: тирующий диод 7.Конденсатор 19 вновь заряжается, и следующий упраюяющий импульс пос ле пробоя 21 поступает одновременно на управляющие электроды тиристоров 23 и 24. В момент подачи управляющего импульса (У 23) на тиристор 23 образуется контур коммутации, в кото-б ром коммутационный ток направлен встречно току тиристора 24 и согласно с током тиристора 23, в результате чего тиристор 24 закрывается, а ти-ристор 23 переходит в проводящее со стояние и резистор 28 отключается, а резистор 27 подключается к источни-.ку питания, при этом коммутирующий конденсатор 31 перезаряжается, За время перезаряда конденсатора 31 в первичной обмотке (Н 1 К 1) импульсного трансформатора 33 возникает импульс тока, равный току перезаряда конденсатора 31. Аналогичный импульс появляется во вторичной обмотке импульс-.ного трансформатора 33, который благодаря разделительному диоду 37 непоступает на управляющий электрод тиристора 1, Конденсаторы 18 и 19 вновь заряжаются, и следующий управляющий импульс после пробоя динистора 20 поступает одновременно на управляющие электроды тиристоров 25 и 26. В момент подачи управляющего импульса (0 У 25, фиг. 2) на тиристор 25 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 26 и согласно с током тиристора 25, в результате чего тиристор 26 закрывается, а тиристор 25 переходит в проводящее состояниеи,резистор 30 отключается, а резистор. 29 подключается к источнику питания, при этом коммутирующий конденсатор 32 перезаряжается. Во времяперезарйда конденсатора 32 в первичной обмотке (Н 1 К 1) импульсного транс"форматора 34 возникает импульс тока, равный току перезаряда конденсатора 32. Аналогичный импульс обратной полярности возникает во вторичной обмотке (Н 2 К 2) импульсного трансформатора 34, который через диод 38 поступает на управляющий электрод тиристора 3 (ОУЗ, фиг. 2). В момент подачи импульса на запертый электрод тиристора 3 образуется контур коммутации, в котором коммутационный ток направлен встречно току тиристора 2 и согласно с током тиристора 3, в результате чего тиристор 2 запирается, а тиристор 3 переходит в проводящее состояние и обмотка 6 двигателя подключается к источнику питания, а резистор 4 отключается (04, 0 6, фиг. 2), конденсатор 10 перезаряжается, а конденсатор 9 разряжается.Конденсаторы 17 - 19 вновь заря.жаются, и в дальнейшем процессы в устройстве протекают аналогично описанным. Обмотки двигателя питаются различными по длительности импульсами напряжения с регулируемыми, различными по длительности промежутками между ними. На одну обмотку подается13 13 иУг пг 9 айаг ИУ 86 ЖЮ МУ Составитель В.Алфимоведактор И,Николайчук Техред А.Бабинец Корректор К.Корол 0299/43 Тираж 646.ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская нак ПодписиСР 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная 7 11362 длинный импульс напряжения, после чего следует длинная пауза, затем на вторую обмотку подается короткий импульс напряжения, за которым следует короткая пауза, после чего цикл повторяется.С помощью резистора 14 плавно регулируются время цикла работы устройства и длинная выдержка времени между отключением обмотки 5 и подключе". " 1 О нием обмотки 6, с помощью резистора 15 плавно регулируются короткая выдержка времени между отключением обмотки 6 и подключением обмотки 5 и длительность подключения обмотки 5 15 к источнику питания, причем при уве-личении длительностей импульсов дли 93 8тельности пауз между ними уменьшаются на ту же величину и наоборот.При использовании изобретенияо сокращается чиспо элементов блока управления и устраняется необходимость в отдельном источнике питания для цепей управления, т.е. устройство упрощается Регулирование длительности включения и пауз между включениями обмоток с помощью резисторов в блоке управления позволяет изменять режим работы двигателя, не останавливая его чем достигается удобство эксплуатации, особенно при использовании двигателей с одинаковыми обмотками при несимметричной нагрузке.