Устройство регулирования скорости электродвигателя

(19) И 1) Э(51) С 05 В 11/01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А 8 ТОРСНОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ госудю стВенный комитет сссрПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской революции(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 319456, кл, В 24 В 47/00, 1970. 2. Руководство по эксплуатациистанка МС 510 ф 1, МСПО. Минск, 1980,лист. 6,25, схема МС 510 Ф 1-000-ОООЭЗ(прототип),(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее асинхронный электродвигатель, подключенный входом к выходупреобразователя напряжения и входудатчика напряжения, и задатчик скорости, подключенный управляющим входом к выходу блока пуска, а выходом -к управляющему входу преобразователя напряжения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в нем дополнительно установлены первый, второй и третий нуль-органы, датчикдиаметра шлифовального круга, функциональный преобразователь, умножитель, задатчик допустимой скоростишлифовального круга, элемент И,сглаживающий Фильтр, компаратор и релейный элемент, причем вход первого нуль-органа соединен с выходомдатчика напряжения, а его выход че -рез сглаживающий фильтр и последовательно соединенные умножитель икомпаратор подключен соответственно к первому и второму входам элемента И, выход датчика диаметра шлифовального )руга соединен с вторым входом умножителя, через Функциональный преобразователь - с сигнальным входом задатчика скорости, а через второй нуль-огран - с третьим входом элемента И, выход задатчика допустимой скорости шлифовального круга соединен с вторым входом компа-Я ратора, а через третий нуль-орган - с четвертым входом элемента И, выход которого через релейный элемент подключен к входу блока пуска.2. Устройство по п. 1, о т л и- а ч а ю щ е е с я тем, что умножитель содержит первый и второй сдновибраторы и последовательно соединенные первый ключ, интегратор, второй ключ,элемент памяти и эмиттерный повторитель, соединенный выходом с вторым входом интегратора и выходомумножителя, первым входом соединенного с сигнальным входом первогоключа, а вторым входом через первыйодновибратор - с управ.аяюшимвходом первого ключа и входом второго одновибратсра, подключенноговыходом к управляющему входу торого ключа.10 15 20 35 4055 45 50 Поставленная цель достигается тем, что в устройство регулирования скорости электродвигателя, содержащее асинхронный электродвигатель, подключенный входом к выходу преобразователя напряжения и входу датчиИзобретение относится к устройствам регулирования скорости электродвигателя и может найти применение в приводе главного движения шлифовального станка при регулированиискорости вращения шлифовальногокруга.Известно устройство регулирования скорости. электродвигателя, содержащее электродвигатель постоянного тока с тахогенератором, подключенный выходом к тиристорному преобразователю постоянного тока, задатчик частоты вращения, блок сравнения опорного напряжения с напряжением тахогенератора, три поляризованных реле, одна из обмоток первого реле включена последовательнос тахогенератором, а вторая - всхему запуска привода, обмотки двухдругих реле соединены последовательно между собой и включены на разность напряжений тахогенератора истабилизированного опорного Ц .Недостаток устройства - низкаянадежность, обусловленная его конструктивной сложностью, в частности наличием тахогенератора,РНаиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство регулирования скоростиэлектродвигателя, содержащее асинхронный электродвигатель, подключенный входом к выходу преобразователя напряжения и к входу .датчиканапряжения, а выходом - к сигнальному входу .задатчика скорости, подключенного управляющим входом к выходу блока пуска, а выходом - куправляющему входу преобразователянапряжения 2 .Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная возможностью разгона шлифовального круга до линейной скорости, превышающей максимально допустимую линейную скорость, в случае неисправности преобразователянапряжения или неправильных действий обслуживающего персонала,Цель изобретения - повышение надежности устройства. ка напряжения, и задатчик скорости,подключенный управляющим входом квыходу блока пуска, а выходом - куправляющему входу преобразователянапряжения, дополнительно установлены первый, второй и третий нуль-органы, датчик диаметра шлифовальногокруга, функциональный преобразователь,умножитель, задатчик допустимой скорости шлифовального круга, элемент И,сглаживающий фильтр, компаратор ирелеиный элемент, вход первого нульоргана соединен с выходом датчиканапряжения, а его выход через сглаживающий фильтр и через последовательно соединенные умножитель и компаратор подключен соответственно к первому и второму входам элемента И,выход датчика диаметра шлифовальногокруга соединен с вторым входом умножителя, через функциональный преобразователь - с сигнальным входомзадатчика скорости, а через второйнуль-орган - с третьим входом элемента И, выход задатчика допустимойскорости шлифовального круга соединенс вторым входом компаратора, а черезтретий нуль-орган - с четвертым входом элемента И, выход которого черезрелейный элемент подключен к входублока пуска,Умножитель содержит первый и второй одновибраторы и последовательносоединенные первый ключ, интегратор,второй ключ, элемент памяти и эмиттерный повторитель, соединенный вы"ходом с вторым входом интегратора ивыходом умножителя, первым входом соединенного с сигнальным входом первого ключа, а вторым входом через первый одновибратор - с управляющимвходом первого ключа и входом второго одновибратора, подключенного выходом к управляющему входу второгоключа.На фиг. 1 показана функциональнаясхема устройства регулирования скорости электродвигателя; на фиг. 2функциональная схема умножителя; нафиг. 3 - временная диаграмма работыумножителя,Устройство содержит асинхронныйэлектродвигатель 1, преобразователь2 напряжения, датчик 3 напряжения,первый нуль-орган 4, сглаживающийфильтр 5, умножитель 6, функционлль -ный преобразователь 7, датчик 8 диаметра шлифовального круга, второй3 112нуль-орган 9, компаратор 10, задатчик .11 допустимой скорости шлифовального круга, третий нуль-орган12 элемент И 13, релейный элемент 14,блок 15 запуска, задатчик 16 скорости, транзисторный ключ 17, электромагнитное реле 18 с замыкающим контактом 19, размыкающая 20 и замыкающая 21 кнопки ручного управления,электромагнитное реле 22 с замыкающими контактами 23 и 24, операционный усилитель 25, регулируемыйрезистор 26, первый и второй одновибраторы 27 и 28, первый ключ 29,интегратор 30, второй ключ 31, элемент 32 памяти, эмиттерный повторитель 33, конденсатор 34 и источник35 трехфазного напряжения.На фиг, 3 1 - Фазное напряжениеэлектродвигателя 1, 11 - напряжениена выходе первого нуль-органа 4,1 - напряжение на выходе первогоодновибратора 27, 05 - напряжениена выходе второго одновибратора 28.Задатчик 16 скорости содержит доперационный усилитель 25, регулируемый резистор 26 и замыкающий контакт23 электромагнитного реле 22,Релейный элемент 14 может бытьвыполнен, например, по схеме, содержащей транзисторный ключ 17 и электромагнитное реле 18.Блок 15 пуска может быть выполнен,например, по схеме, состоящей из последовательно включенных кнопок 20 З 5и 21 ручного управления и электромагнитного реле 22, причем параллельно кнопке 21 ручного управлениявключена цепь из последовательновключенных замыкающих контактов 1940и 24 реле,Умножитель 6 (фиг. 2) содержит первый одновибратор 27, вход которого является первым входом умножи теля 6, а выход подключен к входу второго одновибратора 28 и к управляющему входу первого ключа 29, сигнальный вход которого является вторым входом умножителя 6, а выход 50 подключен к первому входу интегратора 30, выход которого подключен к входу второго ключа 31, управляюший вход которого подключен к выходу второго одновибратора 28, а выход - 55 к входу элемента 32 памяти, выход которого - к входу эмиттерного повторителя 33, вход которого подклю 5600 4чен к второму входу интегратора 30и является выходом умножителя б,Умножитель 6 осуществляет преобразование последовательности им, пульсов с выхода нуль-органа 4, частота которых пропорциональна частоте шлифовального круга, а аналоговый сигнал и умножение его на значение текущего диаметра шлифовальногокруга. Выходной сигнал умножителя 6,пропорциональный действительномузначению линейной скорости шлифовального круга, используется в компараторе 10 для сравнения с допустимымзначением линейной скорости шлифовального круга.В качестве ключей 29 и 31 могутбыть использованы полевые транзисторы КП 103. Элемент памяти может бытьвыполнен на конденсаторе 34. Интегратор 30 и эмиттерный повторитель 33могут быть выполнены на базе операционных усилителей.Функциональный преобразователь 7реализует гиперболическую зависимость0.,= - , С 1)где 07 - напряжение на выходе Функционального преобразовате-ля 7;П - текущее значение диаметрашлифовального круга, и может бытьреализован по любой известной схеме,Задатчик 16 скорости может бытьвыполнен, например, в виде операционного усилителя 25 с регулируемымрезистором 26 в цепи отрицательнойобратной связи, к выходной точкекоторого подключен замыкающий контакт23 электромагнитного реле 22, Положение движка регулируемого резистора26 определяет коэффициент усиленияоперационного усилителя 25 и уровеньзадания линейной скорости шлифовального круга Ч,Датчик 8 диаметра шлифовальногокруга может быть выполнен по любойизвестной схеме.В преобразователе 2 напряженияреализована прямо пропорциональнаязависимость между частотой выходного напряжения преобразователя 2 ивыходным напряжением задатчика 16скоростиУстройство работает следующимобразом.При подаче питания на устройствона выходах датчика 8 диаметра шлифо 1125600вального круга и задатчика 11 допустимой скорости шлифовального круга появ. ляются напряжения постоянных уровней,соответственно на выходах третьегои второго нуль-органов 12 и 9 и компаратора 10 появляются напряжения,соответствующие логической "1".Так как напряжение питания наэлектродвигатель 1 не подается, навыходе датчика 3 напряжения напряжение отсутствует, на выходе перво го нуль-органа 4 находится напряжение, пропорциональное логическому0, на выходе сглаживающего фильтра5 напряжение отсутствует, что соответствует напряжению, пропорциональному логическому "0". Включениепреобразователя 2 напряжения и пускэлектродвигателя 1 осуществляетсянажатием кнопки 21 ручного управления в блоке 15 пуска. В результатеэтого срабатывает электромагнитноереле 22 и своим замыкающим контактом23 подключает задатчик 16 к преобразователю 2 напряжения, на выходе 25которого появляется напряжение 1,Р(фиг. 3). Соответственно на выходахдатчика 3 напряжения и первого нульоргана 4 появляется напряжение ввице последовательности прямоуголь- Зоных импульсов. На выходе сглаживающего фильтра 15 появляется постоянное напряжение, соответствующее логической "1", 16 51(2) 1 ОгДе 1 Ь- выходное напряжение задатчика 16 скорости;01 - напряжение на выходе функционального преобразова теля 7;1 - линейнач скорость шлифовального круга,1Подставляя в (2) значение Оу из(4) Появление напряжения, соответствующего логической "1", на первом входе элемента И 13 приводит к появлеии.о напряжения, соответствующего логической "1", на его выходе и к срабатыванию электромагнитного реле 18, что в свою очередь приводит к замыканию замыкающего контакта 19 и шунтированию кнопки 2 1 ручного управления. При нарушении целостности какой-либо из цепей устройства на одном из входов и на выходе элемента И 13 присутствует найряжение соответствующее логическому "0, что не приводит к срабатыванию реле 18 и к шунтированию кнопки 21 ручного управления контактами 19,При этом при отпускании оператором кнопки 21 ручного управления происходит отключение электромагнитного реле 22 и останов электродвигателя 1. Таким образом, каждый раз при включении устройства проверяется целостность цепей защиты устройства от превьппения допустимой скорости шлифовального круга,Разгон электродвигателя 1 продолжается до установившейся частоты вращения, определяемой выходным напряжением задатчика 16 скорости Таким образом, в соответствии свыражением (3) выходное напряжениезадатчика 16 скорости устанавливается в зависимости от действительногозначения шлифовального круга 1) науровне, необходимом для получениячастоты вращения ц электродвигателя,при которой линейная скорость шлифовального круга равна М 5 . Это позволяет осуществить стабилизациюлинейной скорости круга на заданномуровне независимо от уменьшения диаметра шлифовального круга в результате износа и повысить производительность шлифования,Частота вращения Я асинхронногоэлектродвигателя 1 связана с частотой питакнцего напряжения на выходепреобразователя 2 напряжения соотношением где г - частота питающего напряженияна выходе преобразователя 2напряжения;Р - число пар полюсов электродвигателя 1;Б - скольжение электродвигате."ля 1,Иаксимальное значение частоты вращения электродвигателя 1 в процессе резания будет при холостом ходе электродвигателя 1, который имеет9 1 фильтр 5 позволяют каждый раз при включении устройства проверять целостность его цепей защиты. Устройство позволяет повыситьпроизводительность шлифования путемстабилизации линейной скорости шли 125600 1 Офовального круга при уменьшении егодиаметра в результате износа, а также в 6 раз повысить надежность устройства за счет отключения устройства при разгоне шлифовального кругапо линейной скорости, превышающеймаксимально допустимую.