Устройство питания электромагнитного вибровозбудителя

СООЭ СОВЕТСНИХапплпппакапЩСПЩЛИМ ЕНИЯ роитель ОИА д дву вто а ыми ми нен ругих изобпримеЬ.) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпп нкюпппка н кнллкПРИ ГКНТ ССОф ОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ЭЛЕКНИТНОГО ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЯ(57) Изобретение относится ктехнике и может быть использдля управления электромагнивибровозбудителями, применяе горнорудной, строительной иотраслях промышленности. Целретения - расширение области БО.1644103, А 2 щ) С 05 П 15/01, Н 02 Ч 5/22,пп2нения путем расширения функциональных возможностей. Для этого в устройство введены третий и четвертый тиристоры 11,12, блоки 13, 14 управления тиристорами, фазосмещакцие блоки 15, 16, задатчик 7 фазы колебаний, блок 18 задания постоянного Фазового сдвига, сумматоры 19,20,преобразователь 22 Фаза - напряжение, делитель 23, задатчик 24 амплитуды колебаний и регулятор 25 амплитуды колебаний. Устройство может работать ух режимах: для.питания однотактвибровозбудителя и для питания тактного нибровозбудителяВо ом случае осуществляется стабилия амплитуды колебаний,как измеем угла открытия тиристора 12, и изменением величины напряжения лятором 25. 1 ил.35 50 Изобретение относится к вибротехнике и может быть использовано дляуправления электромагнитными вибровозбудителями, применяемыми в горнорудной, строительной и других отрас-,лях промышленности.Цель изобретения - расширение области применения устройства путемрасширения его Функциональных возможностей.На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство питания электромагнитного вибровозбудителя содержит 5трансформатор 1, вторичная обмоткакоторого имеет три вывода, тиристоры 2, 3, блоки 4,5 управления тиристорамифазосмещающий блок 6,фазосмещающий блок 7, задатчик 8 Фазы колебаний, блок 9 задания постоянногофазового сдвига, сумматор 10,тиристоры 11,12, блоки 3,14 управлениятиристорами, фазосмещающий бльк 15,Фаэосмещающий блок 16, задатчик 17 25Фазы колебаний, блок 18 задания постоянного фазового сдвига, сумматоры19,20, корректирующий блок 21,включающий преобразователь 22 Фаэа -напряжение и делитель 23, задатчик 3024 амплитуды колебаний, регулятор25 амплитуды колебаний.На чертеже позициями 26 - 28обозначены выводы вторичной обмоткитрансформатора 1, позициями 29 -31 - выводы всего устройства питания, которое, как показано на чертеже, подключено к электромагнитномувибровозбудителю в двухтактном исполнении. 40Устройство питания электромагнитного вибровозбудителя работает следующим образом.При подключении устройства к источнику электроэнергии (не показан) 45с выходным напряжением, изменяющимся по гармоническому закону, на выводах 26 - 28 трансформатора 1 появ ляется напряжение, подводимое к тиристорам 2,3,1 1,12,Источник электроэнергии подключается либо к выводам первичной обмот;ки трансформатора 1, либо к регулятору 25 амплитуды колебаний в зависимости от режима работы (А или Б).;В режиме Аисточник электроэнергииподключается к выводам первичной о 6 мотки трансформатора 1, а. электромагнитный вибровозбудитель - к выводам 29 и 30 устройства т.е. импульсы тока к вибровозбудителю протекают через тиристоры 2,3. При закры" том тиристоре 3 и изменении угла открытия тиристора 2 изменяется фаза напряжения, подводимого к вибровозбудителю, и, соответственно, фаза колебаний вибровозбудителя. Требуемая фаза колебаний определяется уставкой задатчика 8 фазы колебаний, сигнал с которого поступает на управляюший электрод тиристора 2 через фазосмещающий блок 6 и блок 4 управления тиристором.Одновременно с изменением фазы колебаний изменяется действующее значение напряжения, подводимого к вибровозбудителю, что приводит к изменению амплитуды колебаний его якоря, Для устройств с многодвигательным электромагнитным виброприводом, в которых должно осуществляться синхронно-синфазное движение вибровозбуди- телей с равными амплитудами, изменение амплитуды колебаний при регулировании Фазы колебаний недопустимо.Для стабилизации амплитуды колебаний при изменении фазы необходимо поддерживать действующее значение подводимого к вибровозбудителю напряжения на заданном уровне. Для этого используется тиристор 3, который подключен к выводу 28 трансформатора 1, т.е, на более высокое напряжение, чем тиристор 2, подключенный к выводу 27, Управление тиристором 3 осу- . ществляется таким образом, чтобы при увеличении угла открытия 6 тиристора.2 угол открытиятиристора 3 уменьшался и наоборот. Тиристором 3 вибровозбудитель на определенные интервалы времени подключается на более высокое напряжение, что приводит.к постоянству действующего значения напряжения, подводимого к вибровозбудителю.Алгоритм, по которому должен изменяться угол открытия 0 тиристора 3 при изменении угла открытия М тиристора 2, определяется из условия постоянства действующего значения напряжения на вибровозбудителе,Характерной особенностью устройства является то, что при изменении напряжения на выводах трансформатора по гармоническому закону и выполнении соотношения1644103 Так как Ая 1 п 6 Х - Ая 1 п (ЯС-Я) УЕ /Е, = -2,где Е - напряжение между первым и.третьим выводами трансФорматора 1;5Е - напряжение между первым и1вторым выводами трансформатора,алгоритм управления выражается линейным соотношением 2 Ая 1 псоя (Я -- -) (2) Ч 2 2то результирующие колебания якоряпроисходят но гармоническому законусоя(Яй - в -) с амплитудой 2 Ая 1 п --Ч Ц2 з ФилДля практической реализации алгоритма управления в устройство введены блок 9 задания постоянного Фазового сдвига, соответствующего половине периода напряжения питания вибровоэбудителя, и сумматор 10, входы которого подключены к задатчику 8 20 Фазы колебаний и блоку 9 задания постоянного фазового сдвига, а выход через фазосмещающий блок 7 и блок 5 управления тиристором - к управляющему электроду тиристора 3. 25С учетом того, что вибровоэбудитель является для устройства питания индуктивной нагрузкой, изменение угла ф, осуществляется в диапазоне от 0 до 1/2,30Величина амплитуды колебаний якоря вибровозбудителя регулируется (в слу-. чае необходимости) изменением величиАядпЯе - Ая 3.п(Ю-,где А -. амплитуда колебаний от каждой последовательности импульсов,ны напряжения, поступающего от источника электроэнергии.35В режиме Б источник электроэнергии подключается к выводам регулятора 25, а электромагнитный вибровозбудитель - к выводам 29 - 31.Возможность изменения фазы колебаний якоря двухтактного вибровозбудителя определяется специфическими особенностями вибровозбудителя - наличием двух одинаковых электромагни тов, одного общего якоря, действием на якорь тяговых усилий, направленных в противоположные стороны. Если при этом по одному электромагниту протекает периодическая последовательность импульса тока, и по другому - такая же последовательность импульса тока, но отстающая от первой на некоторый фазовый угол (7 , то результирующие колебания якоря будут определяться соотношением 55(1) откуда следует два известных частных случая:при ( = 0 якорь неподвижен, так как я 1 п О = С;при Ц = 1 колебания якоря происходят с двойной амплитудой, так как я 1 п/2 = 1.Из выражения (2) следует,что для изменения фазы колебаний якоря необходимо изменять фазовый сдвиг между последовательностями импульсов тока, поступающими на электромагниты двухтактного вибровозбудителя. Лля получения второй последовательности импульсов тока, сдвинутой относительно первой на заданный фазовый угол, в устройство питания введены тиристоры 11,12, блоки 13 и 14, фазосмещающие блоки 15 и 16, задатчик 7 фазы колебаний, блок 18 задания постоянного фазового сдвига и сумматор 19,20, аналогичные цепям управления тиристорами 2,3.Первой характерной особенностью устройства является различное подключение задатчиков 8 и 17 фазы колебаний. Задатчик 8 подключен как к Ьазосмещающему блоку 6, так и к фазосмещающему блоку 15 (подключение к фазосмещающему блоку 15 осуществляется через сумматор 20), т.е. при изменении устанки первого задатчика фазовый сдвиг между первой и второй последовательностями импульсов тока неизменяется, а осуществляется лишь одинаковый сдвиг по фазе обеих последовательностей импульсов тока. В системах многодвигательного вибропривода зто необходимо для начальной установки Фазы колебаний вибровозбудителя. Необходимость в начальной установке Фаз колебаний возникает из-за разброса характеристик вибровозбудителей, обусловленного разбросом характеристик упругих элементов.Изменение Фазового сдвига между последовательностями импульсов тока, поступающими к электромагнитам вибро 1644103(3) 2 Ав 1 п в "- = А2 Фф где А - амплитуда колебаний, заданная по Тем или иным соображениям (например, технологическим).Из соотношения (3) следует, что для обеспечения постоянства заданно". амплитуды колебаний при изменении угла (, амплитуда колебаний А,создаваемая последовательностью импульсов тока, поступающей к электромагниту вибровоэбудителя, должна изменяться по закону 55 АА = ----- -.Ч2 в 1 п2 возбудителя, осуществляется лйшь эадатчиком 7, подключенным к входу сумматора 20 путем изменения его уставки. Изменение уставки задатчика 17 изменяет угол открытия тиристора 1. Поскольку угол открытия тиристора 2 остается неизменным, происходит изменение Фазы колебаний якоря двухтактного вибровозбудителя.1 ОПри изменении уставок задатчиков 8 и 17 иэ-за изменения углов открытия тиристоров 2 и 11 изменяется действующее значение тока, поступающего к электромагнитам вибровоэбудителя. Однако это изменение компенсируетсяизменением углов открытия тиристоров 3 и 12 (см. описание работы .в режиме А).Второй характерной особенностью устройства является введение дополнительных элементов, компенсирующих влияние на амплитуду колебаний якоря возмущения, обусловленного специфическими свойствами двухтактного виб ровозбудителя. Из соотношения (2) следует, что этим возмущением является наличие множителя в 1.п -- в выра 32 женин 2 Авп2для результирующей амплитуды колебаний якоря двухтактного вибровозбудителя, поскольку с изменением угла сдвига Фаз ( результирующая амплитуда колебаний изменяется.Алгоритм работы устройства питания, обеспечивающий стабилизацию амплитуды колебаний, вытекает из соотношения 40 В устройстве изменение амплитуды колебаний А, создаваемой последовательностью импульсов тока, поступающей к электромагниту вибровозбудителя, осуществляется путем изменения действующего значения тока, поступающего к каждому из электромагнитов. Для изменения действующего значения тока в устройстве питания используется регулятор 25 амплитуды колебаний, подключенный к выводам первичной обмотки трансформатора 1.Для управления изменением действующего значения тока используется корректирующий блок 21. Поскольку величина фазового сдвига (о определяется уставкой задатчика 17, т.е, величиной напряжения Б 1, снимаемого с згдатчика, задатчик 17 через первый вход корректирующего блока 21 подключен к преобразователю 22, на выходе которого формируется сигнал в виде напряженияБ = 2 вп -- = 2 в 3.п -2 2где К - коэффициент пропорциональности между углом ( и напряжениемВ делитель 23 в соответствии с законом (4) сигнал, поступающий. с задатчика 24 в виденапряжения,пропорционального заданному значению амплитуды колебаний А, делится на численное значение Функции 2 в.и в , соот( ветствующее заданному Фазовому сдвигу ( (при Ц = О выходной сигнал делителя 23 математически стремится к бесконечности, так как вп О = О, .однако с технической точки зрения работа устройства питания при малых , углах ( интереса не представляет, поскольку при малых значениях угларезультирующая амплитудаЦ)колебании 2 Авп в - также мала;2это обстоятельство учитывается при настройке задатчика 17.Сигнал, пропорциональный результату деления, через выход корректи- . рующего блока 21 поступает на вход регулятора 25. Пропорционально вход-. ному сигналу изменяется выходной сигнал регулятора в виде электрического напряжения, изменяющегося по гармоническому закону. Это напряжеформула иэобре тени я Устройство питания электромагнитного вибровозбудителя по авт.св. В 1030936, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены третий и четвертый тиристоры, третий и четвертый блоки управления тиристорами, третий и четвертый Фаэосмещающие блоки, второй и третий сумматоры, второй блок задания постоянного фазового сдвига, второй задатчик Фазы колебаний, преобразователь фаза - напряжение, делитель, эддатчик амплитуды колебаний и регулятор амплитуды колебаний, включенный в цепь первичной Составитель В. ПрямицынТехред Л,Кравчук Редактор Г.Бельская Еорректоо Л.Осауленко Заказ 1461 Тираж 464 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул . Гагарина, 101 9 164 ние трансформируется к вторичной обмотке трансформатора 1, что приводит к изменению действующего значения напряжения, поступающего к электромагнитам вибровоэбудителя, и восстановлению заданной амплитуды колебаний якоря двухтактного вибровозбудителя,Таким образом, стабилизация амплитуды колебаний якоря вибровозбудителя обеспечивается как изменением угла открытия тиристора 12, так и изменением величины напряжения на выходе регулятора 25 амплитуды колебаний. 41031 Ообмотки трансформатора и подключенный управляющим входом к выходу делителя, у которого первый вход соединен с выходом эадатчика амплитудыколебаний, а второй вход - с выходом преобразователя Фаза - напряжение, причем анод третьего тиристорасоединен с анодом первого тиристора,анод четвертого тиристора соединенс анодом второго тиристора, а катодытретьего и четвертого тиристоровобъединены и являются третьим выходом устройства, управляющие выводы15 третьего и четвертого тиристоров соединены с выходами соответственнотретьего и четвертого блоков управления тиристорами, подключенныхвходами к выходам соответственно20 третьего и четвертого фазосмещающихблоков, выход второго блока заданияпостоянного фазового сдвига соединенс суммирующим входом второго сумматора, подключенного выходом к входу25 четвертого фазосмещающего блока, авычитающим входом объединен с входомтретьего Фазосмещающего блока и подключен к выходу третьего сумматора,у которого первый вход соединен с30 выходом первого эадатчика Фазы колебаний, а второй вход объединен с входом преобразователя фаза - напряжение и одключен к выходу второго эадатчика Фазы колебаний,