RU2024911C1

RU2024911C1 - Control unit of electromagnetic vibrator

Info

Publication number: RU2024911C1
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Тихомиров; В.В. Басков
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Авангард"
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: vibration engineering. SUBSTANCE: unit has electromagnetic vibrator 7 shunted with diode 8 and connected with constant-voltage source, phase discriminator 2, master oscillator 1, differential amplifier 12, integrating network 10, 11, two-level comparators 3, 13 and keys 5,6 and 14. The unit ensures the automatic frequency control of the master oscillator to the frequency resonance of the mechanical system and the amplitude stabilization of mechanical vibrations. EFFECT: simpler design and enhanced convenience of exploitation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вибрационной технике, а более конкретно - к техническим средствам возбуждения механических колебаний с помощью электромагнитного преобразователя, и может быть использовано в различных областях техники. Наиболее перспективно применение предлагаемого технического решения в вибропитателях, вибротранспортерах, виброподъемниках и т.п., причем в наибольшей степени его преимущества проявляются при возбуждении колебаний систем с меняющейся в ходе работы массой. The invention relates to vibration technology, and more specifically to technical means for exciting mechanical vibrations using an electromagnetic transducer, and can be used in various fields of technology. The most promising application of the proposed technical solution in vibratory feeders, vibro-conveyors, vibro-lifters, etc., and to the greatest extent its advantages are manifested in the excitation of oscillations of systems with mass changing during operation.

Целью изобретения является упрощение устройства повышения удобства его эксплуатации. The aim of the invention is to simplify the device to increase the convenience of its operation.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы работы узлов функциональной схемы. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; in FIG. 2 - diagrams of the operation of the functional circuit nodes.

Устройство управления электромагнитным вибратором содержит задающий генератор 1, фазовый детектор 2, первый двухуровневый компаратор 3, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 4, первый ключ 5, второй ключ 6, электромагнит 7 вибратора, шунтирующий диод 8, управляемый источник тока 9, регулировочный резистор 10 и зарядный конденсатор 11 интегрирующей цепочки, дифференциальный усилитель 12, измерительный шунт 13, третий ключ 14, амплитудный детектор 15, фильтр низких частот 16 и управляемый повторитель-инвертор 17, входящие в состав фазового детектора 2, второй двухуровневый компаратор 18. The electromagnetic vibrator control device comprises a master oscillator 1, a phase detector 2, a first two-level comparator 3, a pulse-width modulator (PWM) 4, a first key 5, a second key 6, a vibrator electromagnet 7, a shunt diode 8, a controlled current source 9, and an adjustment resistor 10 and a charging capacitor 11 of an integrating circuit, a differential amplifier 12, a measuring shunt 13, a third switch 14, an amplitude detector 15, a low-pass filter 16 and a controlled repeater-inverter 17, which are part of the phase detector 2, sec oh two-level comparator 18.

Работа устройства происходит следующим образом. The operation of the device is as follows.

Пилообразный сигнал с выхода генератора 1 (фиг. 2, а) поступает в ШИМ 4, в котором как результат сравнения с сигналом с блока 15 и с сигналом задания на опорном входе вырабатываются импульсы (фиг. 2, в). Сформированные таким образом импульсы поступают на управляющие входы ключей 5 и 6. Ключ 6 подключает источник стабильного тока 9 к цепочке 10, 11, постоянная времени разряда которой выбирается равной постоянной времени разряда цепи, в которую входит индуктивность электромагнита и последовательно соединенных сопротивления измерительного шунта 13 и диода 8. The sawtooth signal from the output of the generator 1 (Fig. 2, a) enters the PWM 4, in which pulses are generated at the reference input as a result of comparison with the signal from block 15 and with the reference signal at the reference input (Fig. 2, c). The pulses thus generated are fed to the control inputs of the keys 5 and 6. The key 6 connects the stable current source 9 to the circuit 10, 11, the discharge time constant of which is chosen equal to the discharge time constant of the circuit, which includes the inductance of the electromagnet and the resistance of the measuring shunt 13 and diode 8.

Колебания платформы вибратора вызывают изменение воздушного зазора в магнитной цепи и, следовательно, индуктивности колебательной системы, что в свою очередь приводит к появлению в экспоненте разрядного тока гармонической составляющей (фиг. 2, е), однозначно определяющей частоту, амплитуду и фазу колебаний платформы. Дифференциальный усилитель 12 производит вычитание из кривой тока разряда (фиг. 2, е) эталонной экспоненты (фиг. 2, ж), снимаемой с цепочки 10, 11. Результат вычитания в виде искаженной синусоиды (фиг. 2, з) поступает на вход амплитудного детектора 15. За счет изменения ширины импульса (фиг. 2, в) при этом компенсируется действие на платформу вибратора внешних сил. Oscillations of the vibrator platform cause a change in the air gap in the magnetic circuit and, consequently, inductance of the oscillatory system, which in turn leads to the appearance of a harmonic component in the exponent of the discharge current (Fig. 2f), which uniquely determines the frequency, amplitude and phase of the platform oscillations. Differential amplifier 12 subtracts from the curve of the discharge current (Fig. 2, f) the reference exponent (Fig. 2, g) taken from the chain 10, 11. The subtraction result in the form of a distorted sinusoid (Fig. 2, h) is input to the amplitude detector 15. By changing the width of the pulse (Fig. 2, c), this compensates for the effect of external forces on the vibrator platform.

Двухуровневые компараторы вырабатывают импульсы "Строб 1" и "Строб 2" - фиг. 2, г и 2, д. "Строб 1" поступает на управляющий вход ключа 14, что позволяет вырезать из разностного сигнала усилителя 12 симметричный (при f= f_рез) относительно максимума участок синусоиды. "Строб 2" делит "Строб 1" пополам, а повторитель-инвертор меняет знак входного сигнала в соответствии с уровнем логического сигнала на своем управляющем входе.Two-level comparators generate pulses "Gate 1" and "Gate 2" - FIG. 2, d and 2, d. "Gate 1" is supplied to the control input of the key 14, which makes it possible to cut out a symmetric section (with f = f _cut ) of the sinusoid relative to the maximum from the difference signal of amplifier 12. "Gate 2" divides "Gate 1" in half, and the repeater-inverter changes the sign of the input signal in accordance with the level of the logical signal at its control input.

При отклонении частоты колебаний механической системы от частоты f_рез меняется соотношение отрицательных и положительных площадей фигур, ограниченных участком синусоиды и "Стробом 1".When the frequency of oscillations of the mechanical system deviates from the frequency f _{rez, the} ratio of the negative and positive areas of the figures bounded by the section of the sinusoid and "Gate 1" changes.

Сигнал рассогласования через фильтр низких частот поступает на управляющий вход генератора 1, замыкая тем самым обратную связь по частоте. The mismatch signal through the low-pass filter is fed to the control input of the generator 1, thereby closing the frequency feedback.

Таким образом, устройство управления обеспечивает автоматическую подстройку частоты задающего генератора на резонанс частоты механической системы и стабилизацию амплитуды механических колебаний. Это позволяет стабилизировать скорость подачи вибропитателем или вибротранспортером деталей в зону обработки при изменении массы механической системы. Thus, the control device provides automatic tuning of the frequency of the master oscillator to the frequency resonance of the mechanical system and stabilization of the amplitude of mechanical vibrations. This makes it possible to stabilize the feed rate by a vibrating feeder or a vibratory conveyor of parts into the processing zone when the mass of the mechanical system changes.

Claims

ELECTROMAGNETIC VIBRATOR CONTROL DEVICE, containing an electromagnet, the winding of which is shunted by a diode and connected to a constant voltage source through the first switch, a phase detector and a master oscillator, the control input of which is connected to the output of the phase detector, characterized in that, in order to simplify the device and improve ease of use , it contains series-connected differential amplifier and amplitude detector, the output connected to the information input of the pulse-width module a torus with a master at the reference input, an integrating chain formed by a controlled current source and a charging capacitor connected via a second key, in parallel with which an adjustable discharge resistor is connected, the first and second two-level comparators connected by the inputs to the output of the master oscillator and the sync input of the pulse-width modulator, the output of the connected with control inputs of the first and second keys, the third key and a measuring shunt in the winding circuit of the electromagnet, while the phase detector is made in the form connected in series controlled repeater-inverter and low-frequency filter, the output of which is the output of the phase detector, the control input of the repeater-inverter is connected to the output of the first two-level comparator, the information input of the repeater-inverter through the third key, the control input connected to the output of the second two-level comparator, is connected to the output differential amplifier, inputs connected respectively to the output of the discharge resistor of the integrating circuit and the output of the measuring bus carbon fiber in the winding circuit of the electromagnet, and the control input of the current source is connected to the output of the differential amplifier.