Устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сею з СоветскикСфциапистическииРеспублик оц 921021(5)М. Кл,Н 02 Р 7/бг с присоедииениевт заявки М ЪеударстввииыИ квиитвт СССР ав делам изаврвтеиий и аткрытий,иИнститут горного дела Сибирского отделенияАН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОИАГНИТНЫИ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электромагнитных двигателей с частотой ударов, меньшей частоты питающей сети.Известно устройство дття управлв" ния электромагнитным двигателем, построенное на принципе заряда накопительной емкости за определенное число периодов напряжения питающей сети, через ограничительный резис" тор, до величины напряжения, огра-. ниченного пороговым элементомНедостатком устройства является необходимость в предварительной настройке. что обусловлено технологическим разбросом параметров элементов и их изменением в процессе эксплуатации.Известно также устройство для уп" равления электромагнитным.двигателем возвратно-поступательного дви" жения, выполненное на цифровых делителях частоты 21. Недостатком такого устройства является необходимость использованиянизковольтных стабилизированных источников питания, увеличивающих габариты и снижающих надежность.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения, содержащее силовой 0тиристор, накопительный конденсатор,последовательно соединенный с ограничительным резистором и диодом, пороговый элемент и вспомогательный т 5тиристор3Однако это устройство также требует настройки.из-за разброса параметров КС-цепочки и порогового элемента. Наличие же настройки повышаетсебестоимость электромагнитных машин, а изменение параметров элементов схемы в процессе эксплуатацииприводит к изменению частоты питания двигателя, что приводит или к3 9210выходу из строя, или к неработоспособности электромагнитного двигателя,Целью изобретения является повыше"ние надежности работы устройства.Поставленная цель достигаетсятем, цто в устройстве, содержащемсиловой тиристор, накопительныйконденсатор, последовательно соединенный с ограницительным резистором 1 Ои диодом, пороговый элемент и вспомогательный тиристор, введены дополнительные резисторы и конденсатор,составляющие совместно с диодом,вспомогательным тиристором и пороговым элементом звено переноса напряжения, причем диод, соединенный последовательно с пороговым элементом и первым дополнительным резистором, подключен к одной шине питающего напря- щоженил, другая шина питания соединенас первым дополнительным резистором ичерез второй дополнительный резисторс катодом вспомогательного тиристора,дополнительный конденсатор соединен с 25управляющим электродом вспомогательного тиристора и точкой соединенияпорогового элемента и первого дополнительного резистора, а накопительныйконденсатор соединен с управляющимэлектродом силового тиристора черезвспомогательные тиристоры звеньев передачи напряжения,Такое выполнение устройства позволяет накопительному конденсатооузаряжаться не за определенное числопериодов, а за первый период питающего напряжения и разряжаться не через пороговый элемент на управляющиепереходы вспомогательного и силового 40тиристоров, а церез вспомогательныетиристоры звеньев переноса напряжения на управляющий переход силовоготиристора. 1(оэффициент деления приэтом определяется только колицеством звеньев переноса.На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для управления электромагнитным двигателемс коэффициентом деления равным и+2;50на фиг. 2 - эпюры напряжений и токовсхемы.Устройство (фиг. 1) содержит накопительный конденсатор 1, величинанапряжения на котором ограничивается стабилитроном 2, и+1 звено переноса напряжения, включающее в себядиод 3, динистор 4, резистор 5, дифференцирующую цепь на конденсаторе б 21 4и резисторе 7 и вспомогательный тиристор 8. Тиристоры 8 цепей переноса соединены между собой последовательно и связывает накопительный конденсатор 1 с управляющим электродом силового тиристора 9, нагрузкой 10 которого является обмотка двигателя,Устройство работает следующим образом.В каждый период питающего напряжения на вспомогательный тиристор каждого оз и+1 звеньев переноса напряжения приходит только один управляющий импульс, причем в строго определенном порядке, обусловленном выбором порога срабатывания порогового элемента 4, Положительные управляющие импульсы ( 8 на Фиф. 2) на вспомогательные тиристоры 8 подается в момент пробоя динистора 4 в результате дифференцирования напряже"пФ 1 ния на резисторе 5 (11 -И-дифференциальной цепочкой, состоящей из конденсатора 6 и резистора . Динис- торы 4 звеньев переноса напряжения выбираются таким образом, цто в каждый период питающего напряжения первый управляющий импульс приходит на дополнительнмй тиристор 8 п-го звена переноса напряжения, а последнийна тиристор 8 первого звена переноса напряжения. Для полуцения нулевого угла включения тиристора 9 положительный управляющий импульс на вспомогательный тиристор 8 (и+1)-го звена переноса напряжения в отличие от всех других звеньев приходит в отрицатель" ную полуволну питающего напряжения( ) и не в момент пробоя динис- тора , 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 (У). 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 между анодом и катодом. Тиристор же 8 первого звена при приходе5 9 г 102положительного импульса на его уп" равляющий переход (С) открывается. В отрицательные полупериоды питающего напряжения состояние всех отк" рывшихся вспомогательных тиристоров 8 эа счет энергии, запасенной в по,ложительные полупериоды накопитель-. ным конденсатором вплоть до его разряда на управляющий переход силового тиристора 9, не меняется. За третий период питающего напряжения при приходе своего управляющего импульса откроется только тиристор 8второго звена, так как только у него5эа счет падения напряжения на резисторе 7 (. ) первого звена разность потенциалов между анодом и катодомне равна нулю. Состояние всех остальных тиристоров не изменится. Такимже образом за четвертый период питающего напряжения откроется только тиристор 8 третьего звена, а за (и+1)- ый период (1) откроется тиристор 8 и-го звена.В конце отрицательной полуволны 25 (и+1)-го периода питающего напряжения при приходе своего положительного управляющего импульса (1) откроется вспомогательный тиристор 8 (и+1)-го звена и накопительный конденсатор 1 через вспомогательные тиристоры 8 всех звеньев начнет разряжаться на управляющий переход силового тиристора 9 (1 яре)В положительную полуволну (и+2)-го перио 35 да эа счет растягивания времени разряда накопительного конденсатора 1 , с нулевым углом включения откроется силовой тиристор 9 (У,О). В отрицательную полуволну (и+2)-го периода,так как напряжение на накопительномконденсаторе 1 становится равным .нулю, вспомогательные тиристоры 8 всех звеньев закрываются. Соотношение сопротивлений управляющего перехода силового тиристора 9, имеюще-, го сопротивление порядка единиц Ом,и ограничительного резистора 5, имеющего сопротивление порядка десятков кОм, достаточно велико, поэтому напряжение оставшееся на накопительном конденсаторепосле закрытия тиристоров 8 составляет несколько милливольт. Этого напряжения недостаточнодля открытия тиристора 8 первого звена в (ифЗ)-й периоа питающего напря 55 женин, Поэтому в (и+3)-й период (аналогичный первому) заряжается тольконакопительный конденсатор 1,В (и+1)-й 6период (аналогичный второму) откроется только тиристор 8 первого звена и т.д. Таким образом, частота напряже" ни, приложенного к нагрузке 10 в и+2 раза меньше частоты питающей сети.Использование предлагаемого устройства особенно целесообразно при небольшом коэффициенте деления, что характерно для управления электромагнитными двигателями возвратно- поступательного движения.Изменение напряжения на накопительном конденсаторе 1, обусловленное разбросом параметров цепочки 1,5, не влияет на работоспособность схемы, а разброс параметров динисторов ч каждого звена компенсируется установкой в схему динисторов из различных классов, перекрывающих разброс их параметров, поскольку в данной схеме важны не сами моменты прихода уп" равляющих импульсов на вспомогательные тиристоры 8, обусловленные порогом срабатывания динисторов ч, а последовательность их прихода.Исклюцение настройки схемы позволяет снизить себестоимость блоков питания примерно на 25-30, а устранение в процессе эксплуатации колебаний заданной частоты работы может дать увеличение ресурса электромагнитных машин ударного действия на 0.Формула изобретенияУстройство для управления электромагнитным двигателем возвратно- поступательного движения, содержащее силовой тиристор, накопительный конденсатор, последовательно соеди- ненный с ограницительным резистором и диодом, пороговый элемент и вспомогательный тиристор, о т л и ц а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, введены дополнительные резисторы и конденсатор, составляющие совместно с диодом,вспомогательным тиристором и пороговым элементом звено переноса напряжения, причем диод, соединенный последова" тельно с пороговым элементом и первым дополнительным резистором, подключен к одной шине питания, другая шина питания соединена с первым дополнительным резистором и. через второй дополнительный резистор-с като7 92 дом вспомогательного тиристора, дополнительный конденсатор 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,1021Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРйф 482017, кл. Н 03 К 25/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССРИ 647829, кл, Н 02 Р 7/62, 1974.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 1993631/Ь,1 О. кл. Н 02 Р 7/62, 1973.921021 оставитель З.Горникехред Г Харитончик дакто орректор Н. Стец етро Подпис лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Заказ 2375/71 ВНИ 113035, Тира Государст делам изоб сква, Я