PL173315B1

PL173315B1 - Tower bell and clock controller

Info

Publication number: PL173315B1
Application number: PL94303903A
Authority: PL
Inventors: Antoni Rduch
Original assignee: Antoni Rduch
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1998-02-27
Also published as: PL303903A1

Abstract

Układ sterowania napędem dzwonu, znamienny tym, że napięcie zasilające z bloku zasilania (2) podawanejest na wejścia zasilające blok triaków (3), awyjściabloku triaków połączone są z wejściami silnika liniowego (4) z bieżnią stałą (5) i bieżnią ruchomą (6), którajest połączona sztywno z osią (7) dzwonu (1), zaś na osi (7) przymocowany jest układ czujników transoptorowych, z których sygnał kierunku wychyłu dzwonu z czujnika (8), sygnał kontroli pracy silnika w czasie pokrywania się obu bieżni z czujnika (9), sygnał kąta wychylenia dzwonu w lewo z czujnika (10), sygnał kąta wychylenia dzwonu w prawo z czujnika (11) przesyłane są na wejścia układu regulacji (12), sprzężonego z blokiem regulacji kątów wychylenia dzwonu (13) i blokiem czasu pracy dzwonu (14), natomiast wyjścia z bloku regulacji (12) połączone są z wejściami sterującymi bloku zespołu triaków (3).The bell drive control system, characteristic that the supply voltage from the block power supply (2) is fed to the supply inputs triac block (3), at the triac block output they are connected to the inputs of the linear motor (4) with a fixed treadmill (5) and a moving treadmill (6), which is rigidly connected to the axis (7) of the bell (1), while it is attached to the axle (7) system of optocoupler sensors, of which bell swing direction signal from sensor (8), the engine operation control signal in time overlapping of both tracks from the sensor (9), the signal of the bell deflection left z sensor (10), the signal of the bell deflection angle clockwise from the sensor (11) are sent to input of the control system (12), coupled with a block for adjusting the angles of the bell (13) and bell working time block (14), while the outputs from the control block (12) are connected are with block control inputs of the triac team (3).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania napędem dzwonu wyposażonego w serce, zwłaszcza napędu wykonanego w oparciu o elektryczny silnik liniowy.The subject of the invention is a control system for the drive of a bell equipped with a heart, in particular a drive based on an electric linear motor.

Znane są rozwiązania sterowania napędem dzwonów polegające na uruchamianiu silnika napędowego w jednym kierunku, realizowane przez tarczę krzywkową umieszczoną na osi dzwonu wraz z wyłącznikami krańcowymi przekazującymi impulsy na styczniki załączające silnik napędzający. Zwykle jest nim elektryczny silnik obrotowy, zasilany napięciem trójfazowym. Często moc napędowa jest przekazywana poprzez przekładnię ślimakową, zmniejszającą obroty w celu nadania optymalnej prędkości kątowej dzwonu. W opisie patentowym nr 160 937 rozwiązanie polega na tym, że poprzecznie od osi obrotu dzwonu dodatkowo zamocowano dźwignię z zawieszonymi na niej dwoma amortyzatorami, których końce połączono z ramieniem. Ramię umieszczono na przegubie i wyposażono w łącznik z mimośrodem, który napędzany jest przez przekładnię ślimakową z silnikiem elektrycznym.There are known solutions for controlling the drive of bells consisting in starting the drive motor in one direction, implemented by a cam disc located on the axis of the bell together with limit switches transmitting pulses to contactors switching on the driving motor. Typically, it is a three-phase electric rotary motor. Often the driving power is transmitted via a worm gear, which reduces the rotation speed to give the bell an optimal angular velocity. The solution in the patent description No. 160 937 consists in the addition of a lever transversely to the bell rotation axis with two shock absorbers suspended thereon, the ends of which are connected to the arm. The arm is placed on a joint and equipped with a connector with an eccentric, which is driven by a worm gear with an electric motor.

Znane są również urządzenia napędowe dzwonów realizowane za pomocą kół zębatych i przekładni łańcuchowych, w których również urządzenie sterujące pracą silnika obrotowego jest sprzężone z osią dzwonu za pomocą przekładni łańcuchowej. Sam sterownik dzwonu umieszczany jest zwykle w szczelnej obudowie i jego płyta sterująca wraz z czujnikami, jest umieszczona na osi zębatki sprzężonej z osią dzwonu. Napędy tego typu charakteryzują się nieelastyczną pracą mechaniki dzwonu, wynikającą z przekazywania napędu za pośrednictwem łańcuchów, które posiadają luzy lub niedostateczne naprężenie.There are also known drive devices for bells realized by toothed wheels and chain gears, in which also the device controlling the operation of the rotary motor is coupled to the axis of the bell by means of a chain transmission. The bell driver itself is usually placed in a sealed casing and its control board together with the sensors is placed on the rack axis coupled to the bell axis. Drives of this type are characterized by inelastic work of the bell mechanics, resulting from the transmission of the drive via chains that have play or insufficient tension.

Znane jest z opisu patentowego nr 116 100 urządzenie do sterowania napędem dzwonu, które polega na tym, że w szczelnej obudowie wypełnionej czynnikiem smarującym umieszczony jest w prowadnicy suwaka, posiadającej ściśle usytuowane wyłączniki krańcowe, suwak, zaopatrzony w zderzaki i krzywkę podlegającą działaniu popychacza suwaka. Ruch powrotny suwaka odbywa się przy pomocy sprężyn umieszczonych po obu stronach suwaka w gniazdach prowadnicy suwaka. W nakrętce wykonującej ruch posuwisto-zwrotny osadzony jest na stałe popychacz suwaka, który styka się liniowo z powierzchnią boczną krzywki. Silnik elektryczny napędza oś dzwonu w obie strony. W udoskonalonym rozwiązaniu z patentu nr 116 100, opublikowanym w opisie patentowym nr 1Π 061, ruch posuwisto-zwrotny zastąpiony jest ruchem wahadłowym, skojarzonym z ruchem dzwonu. Uzyskano to poprzez umieszczenie w środkowej części łożyskowanej osi sztywno zamocowanego wahacza, zaopatrzonego w popychacz w postaci ściętego ostrosłupa o romboidalnej podstawie. Rozwiązanie to zmniejsza znacznie pracochłonność wykonania urządzenia lecz w dalszym ciągu niezawodność tego typuA device for controlling the bell drive is known from the patent specification No. 116 100, which consists in the fact that in a sealed casing filled with a lubricant, a slider guide is placed in the slide guide having tightly situated limit switches, a slider provided with stops and a cam subject to the action of the slider pusher. The return movement of the slider takes place by means of springs placed on both sides of the slider in the slots of the slider guide. The reciprocating nut is permanently embedded in a ram follower that makes line contact with the side surface of the cam. The electric motor drives the bell's axis in both directions. In the improved solution of the patent No. 116 100, published in the patent description No. 1Π 061, the reciprocating movement is replaced by a swing movement associated with the movement of the bell. This was achieved by placing a rigidly mounted rocker arm in the central part of the bearing axle, equipped with a pusher in the form of a truncated pyramid with a diamond-shaped base. This solution significantly reduces the labor consumption of the device, but still the reliability of this type

173 315 mechanicznych urządzeń sterujących opartych o stycznikowe włączniki krańcowe, pracujące w ciężkich warunkach atmosferycznych, jest mała.173 315 mechanical control devices based on contactor limit switches, operating in severe weather conditions, is small.

istotą wynalazku jest układ steiowaiua, w którym napięcie zasilające z Dloku zasilania podawane jest na wejścia zasilające blok triaków, a wyjścia bloku triaków połączone są z wejściami silnika liniowego z bieżnią stałą. Bieżnia ruchoma silnika połączona jest sztywno z osią dzwonu, na której przymocowany jest układ czujników transoptorowych. Z układu czujników sygnał kierunku wychyłu dzwonu, sygnał kontroli pracy silnika w czasie pokrywania się obu bieżni, sygnał kąta wychylenia dzwonu w lewo, sygnał kąta wychylenia dzwonu w prawo przesyłane są na wejścia układu regulacji, sprzężonego z blokiem kąta wychylenia dzwonu i blokiem czasu pracy dzwonu. Wyjścia z bloku regulacji połączone są z wejściami sterującymi bloku triaków.the essence of the invention is the stepping system, in which the supply voltage from the supply block is fed to the inputs supplying the triac block, and the outputs of the triac block are connected to the inputs of the linear motor with a constant race. The motor's running track is rigidly connected to the bell's axis, on which the system of optocoupler sensors is attached. From the sensor system, the signal of the bell tilt direction, the signal of motor operation control during the overlapping of both tracks, the signal of the bell tilt angle to the left, the signal of the bell tilt angle to the right are sent to the inputs of the control system, coupled with the bell tilt angle block and the bell operating time block . The outputs of the control block are connected to the control inputs of the triac block.

Zaletą urządzenia do sterowania wychyłem dzwonu przy zastosowaniu trójfazowego silnika liniowego jest możliwość płynnego rozruchu i hamowania dzwonu niezależnie od jego masy i sposobu zawieszenia na osi: prostej czy też łamanej. Wynika to z konstrukcji silnika liniowego, w którym bieżnie zachodzą na siebie lub mogą się rozchodzić i sprzężone są tylko siłami pola elektromagnetycznego. Sama też mechanika silnika liniowego i wykonywane przez niego ruchy posuwisto-zwrotne naturalnie odpowiadają pracy dzwonu. Układ sterowania umożliwia ponadto regulowanie kąta wychylenia dzwonu. Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań zasilających, opartych o triakowe układy bezstykowe zasilania, które dodatkowo uaktywniane są w momencie zerowego przejścia sinusoidalnej charakterystyki napięcia, powoduje brak iskrzeń i zakłóceń radiowych oraz zakłóceń przekazywanych do sieci elektrycznej. Automatyczny układ sterowania powoduje, że po zadanym okresie dzwonienia następuje samoczynne hamowanie kołysania dzwonu i zmniejszenie tym samym czasu bezwładnej i nieharmonicznej pracy dzwonu.The advantage of the device for controlling the tilt of the bell with the use of a three-phase linear motor is the possibility of smooth starting and braking of the bell, regardless of its weight and the method of suspension on the axis: straight or broken. This is due to the design of the linear motor in which the raceways overlap or can diverge and are coupled only by electromagnetic field forces. The mechanics of the linear motor itself and its reciprocating movements naturally correspond to the work of the bell. The control system also allows you to adjust the angle of the bell. The use of modern power supply solutions based on triac contactless power supply systems, which are additionally activated at the moment of the zero transition of the sinusoidal voltage characteristic, resulting in the absence of sparks, radio interference and interference transmitted to the electrical network. The automatic control system causes that after a preset period of ringing, automatic braking of the swing of the bell takes place, thus reducing the time of inert and non-harmonic operation of the bell.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu sterowania napędem dzwonu.The subject of the invention has been shown in the embodiment in the drawing which shows a block diagram of the bell drive control system.

W układzie sterowania napędem dzwonu napięcia zasilające z bloku zasilania 2 podawane jest na wejścia zasilające blok triaków 3, a wyjścia triaków połączone są z wejściami silnika liniowego 4 z bieżnią stałą 5. Bieżnia ruchoma 6 połączona jest sztywno z osią 7 dzwonu 1, na której przymocowany jest układ czujników transoptorowych 8, 9, 10, 11. Sygnał kierunku wychyłu dzwonu z czujnika 8, sygnał kontroli pracy silnika w czasie pokrywania się obu bieżni z czujnika 9, sygnał kąta wychylenia dzwonu w lewo z czujnika 10, sygnał kąta wychylenia dzwonu w prawo z czujnika 11 przesyłane są na wejścia układu regulacji 12, sprzężonego z blokiem regulacji kątów wychylenia dzwonu 13 i blokiem czasu pracy dzwonu 14. Wyjścia z bloku regulacji 12 połączone są z wejściami sterującymi bloku triaków 3.In the bell drive control system, the supply voltages from the supply block 2 are supplied to the inputs supplying the triac block 3, and the outputs of the triacs are connected to the inputs of the linear motor 4 with the fixed track 5. The moving track 6 is rigidly connected to the axis 7 of the bell 1 on which the there is a system of optocoupler sensors 8, 9, 10, 11. Signal of the bell tilt direction from sensor 8, signal of motor operation control during the overlap of both tracks from sensor 9, signal of the bell tilt angle to the left from sensor 10, signal of the bell tilt angle to the right from the sensor 11 they are sent to the inputs of the control system 12, coupled with the bell deflection angle control block 13 and the bell operating time block 14. The outputs from the control block 12 are connected with the control inputs of the triac block 3.

Po zadaniu określonego czasu pracy dzwonu w bloku 14 następuje uruchomienie bloku triaków 3, a napięcie sterujące z jego wyjść podawane jest na wejścia silnika 4, przy czym w bloku regulacji 12 analizowany jest przebieg sinusoidalnych charakterystyk napięcia każdej fazy i włączenie określonej sekcji triaków następuje dokładnie w czasie przechodzenia krzywej charakterystyki przez zero, to znaczy gdy napięcie chwilowe posiada wartość równą zeru. Zapobiega to powstawaniu przepięć komutacyjnych i zakłóceń radiowych i sieciowych. Czas podawania napięcia na silnik w momencie wychylenia dzwonu w obie strony jest zwykle stały i jednakowy bez względu na kąt wychylenia dzwonu. Przy rozpędzaniu dzwon z powodu dużej bezwładności pokonuje krótką drogę jednakże czas włączenia zasilania jest krótszy niż czas wahnięcia. Pozostałą drogę dzwon pokonuje siłą bezwładności. Czujniki transoptorowe 8,9.10, 11 śledzą pracę dzwonu i sygnał o zmianie kierunku ruch osi 7, co powoduje przełączenie zasilania podawanego na silnik i ponowne rozpędzanie dzwonu w kierunku przeciwnym. Po określonym i stałym czasie napięcie, które jak wspomniano wczesnej załączane jest dla każdej z faz przy jej wartości równej zero, jest wyłączane i dzwon już ze znacznym rozpędem pokonuje większy kąt wychylenia. Maksymalny kąt wychylenia jest zadawany na regulatorze w bloku 14 i ustalany jest indywidualnie dla każdego dzwonu podczas instalacji systemu sterowania, przy czym zależy on od wielkości dzwonu i jego mechaniki podwieszenia. Przy kolejnych cyklachAfter setting a certain time of the bell operation in block 14, the triac block 3 is started, and the control voltage from its outputs is supplied to the motor 4 inputs, while in the control block 12 the course of sinusoidal voltage characteristics of each phase is analyzed and the specific triac section is switched on exactly in the time the characteristic curve passes through zero, i.e. when the instantaneous voltage is equal to zero. This prevents the occurrence of switching overvoltages and radio and network interference. The time of applying voltage to the motor when the bell is deflected in both directions is usually constant and the same regardless of the angle of deflection of the bell. When accelerating, the bell travels a short distance due to its high inertia, but the power-on time is shorter than the swing time. The bell travels the remaining distance by the force of inertia. Optocoupler sensors 8, 9, 10, 11 track the operation of the bell and the signal to reverse the movement of the axis 7, which causes the power supply to the motor to be switched over and the bell to accelerate again in the opposite direction. After a defined and constant time, the voltage, which, as mentioned earlier, is switched on for each of the phases at its value equal to zero, is switched off and the bell already with considerable momentum travels a greater deflection angle. The maximum angle of deflection is set on the regulator in block 14 and is set individually for each bell during the installation of the control system, depending on the size of the bell and its suspension mechanics. On subsequent cycles

173 315 rozpędzania dzwonu osiągnięty zostaje maksymalny kąt wychylenia dzwonu, o czym informują sygnały z czujników 10 i 11 dla każdego z kierunków. Czujnik 9 sygnalizuje moment braku pokrywania się bieżni stałej 5 z bieżnią ruchomą 6 silnika, dzięki czemu wyłączane jest napięcie zasilające silnik wcześniej niż wynikało by to z zadanego czasu rozpędzania, gdyż staje się ono w tym momencie zbędne. Ponowne załączanie napięcia zasilającego silnik następuje automatycznie, gdy tylko kąty wychylenia dzwonu zaczynają się zmniejszać poniżej wartości zadanej. Po określonym czasie pracy dzwonu, zadawanym w bloku 13, następują cykle hamowania, kołysania dzwonu w sposób podobny do jego rozpędzania lecz ze zmienionym kierunkiem pracy silnika, który przeciwdziałając bezwładnościowemu ruchowi dzwonu znacznie skraca czas jego wahań i nierównomiernej pracy serca dzwonu.173 315 of the acceleration of the bell, the maximum angle of deflection of the bell is reached, as indicated by signals from sensors 10 and 11 for each of the directions. The sensor 9 signals the moment when the fixed track 5 does not coincide with the moving track 6 of the motor, thanks to which the voltage supplying the motor is turned off earlier than it would result from the set acceleration time, as it becomes redundant at this point. The voltage supplying the motor is reconnected automatically as soon as the bell deflection angles begin to fall below the set value. After a certain time of the bell operation, set in block 13, cycles of braking and swinging of the bell follow in a manner similar to its acceleration, but with a changed direction of the motor operation, which, counteracting the inertial movement of the bell, significantly shortens the time of its oscillations and uneven operation of the bell's heart.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 2,00 złPrice PLN 2.00

Claims

Patent claim

Bell drive control system, characterized in that the supply voltage from the supply block (2) is supplied to the inputs supplying the triac block (3), and the outputs of the triac block are connected to the inputs of the linear motor (4) with a fixed race (5) and a moving raceway (6), which is rigidly connected with the axis (7) of the bell (1), and on the axis (7) there is a system of optocoupler sensors, from which the signal of the direction of the bell tilt from the sensor (8), the signal of motor operation control during the overlap both tracks from the sensor (9), the signal of the bell tilt angle to the left from the sensor (10), the signal of the bell tilt angle to the right from the sensor (11) are sent to the inputs of the control system (12), coupled with the bell tilt angle control unit (13) ) and the bell operating time block (14), while the outputs from the control block (12) are connected to the control inputs of the triac group block (3).