Сервопривод

(19) З а С 05 В 11 01 ЕЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД ПО ДЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления электрогид"роустановок и злектроагрегатов с приводом от двигателя внутреннего сгорания для защиты узлов и деталей уста,новок от ударных нагрУзок. Цельюизобретения является повышение надеж"ности работы сервопривода. Устройствосодержит тахометр, источник постоянного напряжения с клеммами, якори,обмотки возбуждения с выводами, сигнальные лампы, переключатели с выводами, реле, диоды, блок управления,выпрямитель, резисторы, стабилитрон,термостабипизатор, конденсаторы, источник постоянного тока, блок защитьтензодатчик, предварительный усилитель, усилитель мощности. 1 ил,Изобретение относится к машино" строению, может быть использовано в сИстемах управления злектрогидроустановок и электроагрегатов с приводом от двигателя внутреннего сгорания для защиты узлов и деталей установок от: ударных нагрузок и является усоваршенствованием сервопривода по авт. се. У 1287097.ОЦелью изобретения является повышение надежности работы сервопривода.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема сервопривода.Устройство содержит тахометр 1, 15 источник 2 постоянного напряжения, пврвую и вторую клеммы 3 и 4 источника 2 постоянного напряжения, первый якорь 5, первый и второй выводы 6, 7 первого якоря 5, третью и четвертую 20 обмотки 8, 9 возбуждения, первый и второй выводы 10, 11 третьей обмотки 8 возбуждения, первый и второй выводы 12, 13 четвертой обмотки 9 возбуждения, второй якорь 14, первый и 25 второй выводм 15, 16 второго якоря 14, первую и вторую обмотки 17 и 18 возбуждения, второй и первый выводы 19, 20 первой обмотки 17 возбуждения, первый и второй выводы 21, 22 30 второй обмотки 18 возбуждения, первую сйгнальную лампу 23, первый и второй выводы 24, 25 первой сигнальной лампы 23, вторую сигнальную лампу 26, первый и второй выводы 27, 28 второй сигнальной лампы 26, первый переключатель 29, первый, второй и третий выводы 30-32 первого переключателя 29, третий переключатель 33, первый второй и третий выводы 34 - 36 треть его переключателя 33, второй переключатель 37, первый и второй эамыкаю - щие контакты 38, 39 второго переключателя 37, концевой переключатель 40, первый - шестой выводы 4 1 - 46 кон 45 цевого переключателя 40, обмотку 4 первого реле, первые, вторые замыкающие контакты 48, 49 и первые размыкающие контакты 50 первого реле, обмотку 51 вторичного реле, замыкающие контакты 52 второго реле, первый и второй диоды 53, 54, блок 55 управления, первую - восьмую клеммы 56 - 63 блока 55 управления, выпрямитель 64, первый - пятый выводы 65 - 69 выпрямителя 64, второй резистор 70, второй и первый выводы 71, 72 второго резистора 70, первый резистор 73, первый и второй выводы 74, 75 первого ререзистора 73, третий резистор 76,вывод третьего резистора 77, четвертый резистор 78, вывод 79 четвертогорезистора 78, пятый - восьмой резисторы 80 - 83, первый и второй выводы84, 85 восьмого резистора 83, третийдиод 86, обмотку 87 третьего реле,замыкающие и размыкающие контакты 88,89 третьего реле, переменный резистор90, первый и второй выводы 91, 92 переменного резистора 90, второй, первый, третий транзисторы 93, 94, 95,стабилитрон 96, катод и анод 97, 98стабилитрона 96, замыкающую кнопку99, терморезистор 100, вывод 10 1 термореэистора 100, конденсатор 102,вторую и первую обкладки 103, 104конденсатора 102, первую и вторую выходные клеммы 105, 106 сервопривода,первичный преобразователь 107, стабилизатор 108 напряжения, вывод стабилизатора 109 напряжения, раэмыкающие контакты 110 второго реле, вторыеразмыкающие контакты 111 первого реле, девятая 112 и десятая 113 клеммы блока 55 управления, второй источник 114 постоянного напряжения,первую и вторую клеммы 115, 116 второго источника 114 постоянного напряжения, четвертый диод 117, катод ианод 118, 119 четвертого диода 117,обмотку четвертого реле .120, первыеи вторые замыкающие контакты 121,122, размыкающие контакты 123 и переключающие контакты 124 четвертого реле 120, четвертый - шестой транзисторы 125 - 127, девятый резистор 128,первый, второй выводы 129, 130 девятого резистора 128, десятый резистор13 1, первый, второй выводы 132, 133десятого резистора 13 1, усилитель134 постоянного тока, первый, второйвыходы 135, 136, первый, второй инФормационные входы 137, 138 и входпитания 139 усилителя 134 постоянного тока, конденсатор 140, первую ивторую обкладку 141, 142 конденсатора140, третью сигнальную лампу 143,первый, второй выводы 144, 145 третьей сигнальной лампы 143, одиннадцатыйрезистор 146, двенадцатый резистор147, первый и.второй выводы 148, 149двенадцатого резистора 147, тринадцатый резистор 150, первый и второйвывод 151, 152 тринадцатого резистора150, первый тензореэистор 153, первый, второй выводы 154, 155 первоготензорезистора 153, четырнадцатый ре 1416933зистор 156, первый и второй выводы157, 158 четырнадцатого резистора156, пятнадцатый резистор 159, второйтенэорезистор 160, первый и второйвыводы 161, 162 второго тензорезистора 160, шестнадцатый резистор 163,переменный резистор 164, первый,подвижный и второй выводы 165, 166,167 второго переменного резистора 10164, семнадцатый резистор 168, блок169 защиты, тензодатчик 170, предварительный усилитель 71, усилитель172 мощности,Сервопривод работает следующим образом.При подаче напряжения на клеммы4, 3 источника 2 постоянного напряжения ток через стабилизатор 108 напряжения, который обеспечивает постоянОство настройки уровня срабатывания сервопривода при заданных параметрах управляемого двигателя вне зависимостиот величины питающего напряжения исостоит из стабилитрона 96, задающего 25уровень стабилизации напряжения, восьмого (балластного) резистора 83 итретьего (усиливающего) транзистора95 проходит через обмотку 87 третьего реле и цепь змиттер - коллектор ЗОпервого транзистора 94. При этом размыкаются контакты 89 и замыкаютсяконтакты 88 третьего реле и напряжение подается на обмотку 47 первогореле, Замыкаются контакты 48, 49,35размыкаются контакты 50, 111, и загорается вторая сигнальная лампа 26.При замкнутых контактах 49 может бытьпроизведен запуск двигателя, а призамкнутых контактах 48 с пбмощью тре Отьего переключателя 33 путем замыкания его второго 35 или третьего 36выводов напряжение может быть поданосоответственно на третью 8 или четвертую 9 обмотки возбуждения первогоякоря 5, После запуска двигателя спомощью третьего переключателя 33 замыкаются между собой выводы 34 и 35,и вал якоря 5 перемещает топливнуюрейку управляемого двигателя в сторону увеличения числа оборотов. Путемзамыкания контактов (т,е. соединением выводов 34, 36) третьего переключателя 33 число оборотов может бытьснижено. С помощью третьего переключателя 33 по показателям тахометра1 устанавливаются обороты двигателявыше минимально устойчивых, но нижепредельно допустимых для включения муфты.сцепления. При этом вторая сигнальная лампа 26 горит, показывая, что сцепление можно включить.При замыкании первого 30 и третьего 32 выводов первого переключателя29 напряжение подается на четвертый вывод 44 концевого переключателя 40 и через него на второй вывод 19 первой обмотки 17 возбуждения второго якоря 14. При этом вал якоря 14, перемещаясь, включает сцепление и пере. мещает концевой переключатель 40, в начале перемещения размыкая его пятый 45 и шестой 46 выводы, разрываяцепь питания обмотки 47 первого реле,в конце перемещения замыкая его пятый 45 и второй 42 выводы, а такжечетвертый 44 и третий 43 выводы. Призамыкании четвертого 44 и третьего 43выводов загорается первая сигнальнаялампа 23, показывающая, что сцеплениевключено, и одновременно подается напряжение на обмотку 51 второго реле. При этом его контакты 52 замыкаются,а контакты 110 размыкаются. При разомкнутых контактах 48 первого релеисключается возможность подачи напряжения с помощью третьего переключателя 33 через его третий вывод 36 начетвертую обмотку 9 возбуждения первого якоря 5. Таким образом, оборотыдвигателя не могут быть снижены и двигатель не может быть остановлен при включенной муфте сцепления.При повышении оборотов напряжение, вырабатываемое первичным преобразо" вателем 107, увеличивается и отрицательный потенциал подается на базу второго транзистора 93. Величина отрицательного потенциала зависит от величины оборотов двигателя и положения подвижного вывода переменного резистора 90. При этом положение подвижного вывода переменного резистора90 определяет максимальное число обо: ротов двигателя, при котором возможно включение и выключение муфты сцепления.иПри увеличении оборотов двигателя величина отрицательного потенциала возрастает, второй транзистор 93 открывается и положительное напряжение через цепь эмиттер - коллектор второго транзистора 93 подается на базу первого транзистора 94, который при этом закрывается, разрывая цепь питания обмотки 87 третьего реле. Замыкающие контакты 88 размыкаются, а16933 6 5 14размыкающие контакты 89 замыкаются,и через замкнутые размыкающие контакты 89 напряжение может быть подано спомощью третьего переключателя 33на любую из обмоток 8 или 9 первогоякоря 5 " число оборотов двигателяможет быть как повышено, так и понижено. Третий вывод 32 первого переключателя 29 обесточивается, втораясигнальная лампа 26, разрешающаявключение сцепления, гаснет, а перваясигнальная лампа 23, указывающая,что сцепление включено, продолжаетгореть, получая питание через первыераэмыкающие контакты 50 первого релеи замыкающие контакты 52 второго реле. При этом первый диод 53 препятствует подаче напряжения на второйвывод 28 второй сигнальной лампы 26со стороны второго вывода 25 первойсигнальной лампы 23 через замкнутыевыводы 43, 44 концевого переключателя 40 и замкнутые выводы 30, 32 первого переключателя 29Первым переключателем 29 напряжение не может быть подано ни на однуиз обмоток 17 возбуждения или 18 второго якоря 14, что исключает воэможность включения или выключения муфтысцепления,Для включения муфты сцепления необходимо, замкнув выводы 34, 36 третьего переключателя 33, уменьшитьчисло оборотов двигателя для уменьшения величины отрицательного потенциала, подаваемого с пятого вывода 69выпрямителя 64 через переменный резистор 90 на базу второго транзистора 93 до величины, соответствующейзакрытию второго транзистора 93. Момент закрытия второго транзистора 93определяется положением подвижноговывода переменного резистора 90, который устанавливается при регулировке блока 55 управления, С изменениемтемпературы изменяются электрическиепараметры блока 55 управления. Дляисключения влияния температуры на выходные параметры блока 55 управленияв нем предусмотрены термокомпенсатор,состоящий иэ третьего 76, четвертого78 резисторов и терморезистора 100 сотрицательным сопротивлением, Для исключения режима "звонка" параллельнообмотке 87 третьего реле установленконденсатор 102,При. закрытии второго транзистора93 к базе первого транзистора 94 при 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 кладывается отрицательный потенциал, Последний открывается, и напряжение со стабилизатора 108 напряжения подается на обмотку 87 третьего реле, раэмыкающие контакты 89 которого размыкаютя, а замыкающие контакты 88 замыкаютсяПри этом, вследствие замыкания между собой выводов 34, 36 третьего переключателя 33, невозможно подать напряжение на четвертую обмотку 9 возбуждения первого якоря 5, т.е. дальнейшее уменьшение оборотов двигателя невозможно до выключения муфты сцепления. Вторая сигнальная лампа 26 загорается, показывая, что сцепление можно выключить.Для выключения муфты сцепления напряжение через замкнутые замыкающие контакты 88 третьего реле подается на третий вывод 32 первого переключателя 29. При замыкании выводов 31, 32 первого переключателя 29 через пятый вывод 45 концевого переключателя 40 и его второй вывод 42 напряжение подается на вторую обмотку 18 возбуждения второго якоря 14. Муфта сцепления выключается, В конце хода вала второго якоря 14 третий 43 и четвертый 44 выводы концевого переключателя 40 размыкаются, замыкаются пятый 45 и шестой 46 его выводы, ток проходит через обмотку 47 первого реле. Замыкаются контакты 48, 49, и размыкаются контакты 50, 111 первого реле, разрывая цепь обмотки 51 второго реле. Его контакты 52 размыкаются, и первая сигнальная лампа 23 гаснет. При этом напряжение через контакты 48 может быть поданона четвертую обмотку 9 возбуждения первого якоря 5 при помощи замыкания выводов 34, 36 третьего переключателя 33. Частота вращения коленчатого вала управляемого двигателя может быть уменьшена, и последний может быть остановлен.Пятый 80, шестой 81 и седьмой 82 резисторы уменьшают потребляемый блоком 55 управления ток от первичного преобразователя 107, что практически исключает влияние блока 55 управления на точность показания тахометра 1. Четвертый диод 117 предназначен для развязки цепей питания постоянного тока.При работе сервопрнвода наблюдается раэрегулировка его механических звеньев, что в конечном итоге при16933 5 1 О 15 20 30 3540 45 50 55 7 14включе нии муфты сце пле ния приводит к,поломке одного иэ его звеньев, какправило вилки включения сцепления.Для предотвращения поломок в сервоприводе предусмотрен блок 169 защиты,который работает следующим образом.1 апряжение от второго источника 114постоянного напряжения через делитель напряжения, состоящий иэ четырнадцатого 156 и пятнадцатого 159 резисторов, через размыкающие контакты123 четвертого реле поступает на первую диагональ мостовой схемы. В состав мостовой схемы входят первый 153,второй 160 тенэорезисторы и двенадцатый 147 и тринадцатый 150 резисторы. Применение мостовой схемы с двумя тензорезисторами 153 и 160, наклеенными на противоположные стороны рычага вилки включения муфты сцепления,обеспечивает температурную компенсацию и увеличение выходного сигналамостовой схемы. Сигнал, снимаемый свторой диагонали моста и пропорциональный усилию, прикладываемому квилке включения муфты сцепления, поступает на первый и второй информационные входы усилителя 134 постоянноготока. На вход питания усилителя 134постоянного тока через ограничивающийшестнадцатый резистор 163 подаетсянапряжение питания. В качестве предварительного усилителя 171 может бытьиспользован промышленный тензоусилитель постоянного тока типа ТО ПАЗ-01 . Выходной сигнал усилителя 171является входным сигналом усилителя172 мощности. Второй конденсатор 140предназначен для устойчивого срабатывания и самоблокировки четвертогореле 120,При превышении расчетного усилия,необходимого для включения муфты сцепленияна базе пятого транзистора 126.появляется сигнал, достаточный дляего открытия. Порог срабатывания пятого транзистора 126 устанавливаетсяс помощью переменного резистора 164.После открытия пятого транзистора 126открываются шестой 127 и четвертый125 транзисторы. По обмотке 120 четвертого реле протекает ток, и оносрабатывает, Своими первыми замыкающими контактами 121 через вторые размыкающие контакты 111 первого релечетвертое реле становится ка самоблокировку. Вторые замыкающие контакты122 четвертого реле включают третью сигнальную лампу 143. Рдэмыкдющие контакты 123 четвертого реле разрывают цепь питания мостовой схемыПереключающие контакты 124 четвертого реле запитывают вторую обмотку 18 возбуждения второго якоря 14 через выводы 42, 45 концевого переключателя 40, что приводит к выключению муфты сцепления.При этом, перемещаясь, вал якоря 14 перемещает концевой переключатель 40, замыкая его пятый 45 и шестой 46 выводы, и подключает обмотку 47 первого реле под напряжение, Оно сраба" тывает, размыкая свои вторые размыкающие контакты 111, обесточивая обмотку 120 четвертого реле и приводя в исходное состояние блок 169 защиты,В случае, если сцепление было включено при усилии, не превышающем рас" четное, подается напряжение на обмотку 51 второго реле. Оно срабатывает, разоывая свои размыкдющие контакты 110, обесточивая блок 169 защиты и выключая его из дальнейшей работы до следующего включения сцепления,Для проверки работоспособности блока 55 управления и блока 169 защиты при неработающем двигателе или при работе двигателя на малых оборотах необходимо замкнуть замыкающие контакты кнопки 99 путем ее нажатия. При этом отрицательное напряжение через первый и второй выводы замыкающейкнопки 99 подается с второго вывода109 стабилизатора 108 напряжения блока 55 управления через резистор 70на базу второго транзистора 93, который открывается, закрывая при этомпервый транзистор 94. Тем самым разрывается цепь питания обмотки 87 третьего реле, его замыкающие контакты88 размыкаются, и вторая сигнальная лампа 26 гаснет. Положительное напряжение через третий и четвертый выводы замыкающей кнопки 99 с катода 97стабилизатора 108 напряжения черезодиннадцатый резистор 146 подаетсяна первый информационный вход усилителя 134 постоянного тока. При этом открываются пятый 126, шестой 127, четвертый 125 транзисторы. По обмотке120 четвертого реле протекает ток.Оно срабатывает. Замыкаются его вторые замыкающие контакты 122, и загорается третья сигнальная лампа 143.При отпускании кнопки ее замыкающиеконтакты размыкаются, вторая сигнальная933 9 1416 лампа 26 загорается, а третья сигнальная лампа 143 гаснет, что говорит об исправности блока 55 управления и блока 169 защиты,Формула изобретенияСервопривод по авт, св. Р 1287097, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыщения надежности, в нем 10 дополнительно установлены четвертый диод и последовательно соединенные тензодатчик, предварительный усилитель и усилитель мощности, причем первая клемма источника постоянного 1 Ь напряжения подключена к первым выводам обмоток первого реле и первого якоря через четвертый диод, третий информационный вход предварительного усилителя через вторые контакты замы кающей кнопки блока управления соединен с катодом второго диода, вход питания предварительного усилителясоединен с первым входом питания усилителя мощности и через раэмыкающиеконтакты второго реле подключен к катоду Второго диода, второй вход питания усилителя мощности соединен сэмиттером третьего транзистора,вход управления усилителя мощностичерез вторые раэмыкающие контактыг: рвого реле подключен к. эмиттерутретьего транзистора, вторые выводывторой сигнальной лампы и замыкающихконтактов третьего реле соединены счетвертым выводом третьего переключателя через размыкающие контакты выходного реле усилителя мощности, ачерез- замыкающие контакты выходногореле усилителя мощности подключены квторому выводу первого переключателя.