SU1644103A2 - Устройство питани электромагнитного вибровозбудител - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вибротехнике и может быть использовано дл  управлени  электромагнитными вибровозбудител ми, примен емыми в горнорудной, строительной и других отрасл х промышленности. Цель изобретени  - расширение области приме1 а 4 i u. т нени  путем расширени  функциональных возможностей. Дл  этого в устройство введены третий и четвертый тиристоры 11,12, блоки 13, 14 управлени  тиристорами, фазосмещающие блоки 15, 16, задатчик 17 фазы колебаний , блок 18 задани  посто нного фазового сдвига, сумматоры 19,20,преобразователь 22 фаза - напр жение, делитель 23, задатчик 24 амплитуды колебаний и регул тор 25 амплитуды колебаний. Устройство может работать в двух режимах: дл  питани  однотакт- ного вибровозбудител  и дл  питани  двухтактного вибровозбудител . Зо втором случае осуществл етс  стабилизаци  амплитуды колебаний как изменением угла открыти  тиристора 12, так и изменением величины напр жени  регул тором 25. 1 ил. 5Ј 1гО

Description

Изобретение относитс  к вибротехнике и может быть использовано дл  управлени  электромагнитными вибровозбудител ми , примен емыми в горнорудной , строительной и других отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - расширение области применени  устройства путем расширени  его функциональных возможностей .

На чертеже показана функциональна  схема предлагаемого устройства.

Устройство питани  электромагнитного вибровозбудител  содержит трансформатор 1, вторична  обмотка которого имеет три вывода, тиристоры 2, 3, блоки 4,5 управлени  тиристорами , фазосмещающий блок 6,фазосмещающий блок 7, задатчик 8 фазы колебаний , блок 9 задани  посто нного фазового сдвига, сумматор 10,тиристоры 11,12, блоки 13,14 управлени  тиристорами, фазосмещающий блок 15, фазосмещак ций блок 16, задатчик 17 фазы колебаний, блок 18 задани  посто нного фазового сдвига, сумматоры 19,20, корректирующий блок 2 включающий преобразователь 22 фаза - напр жение и делитель 23, задатчик

24амплитуды колебаний, регул тор

25амплитуды колебаний.

На чертеже позици ми 26 - 28 обозначены выводы вторичной обмотки трансформатора 1, позици ми 29 - 31 - выводы всего устройства питани , которое, как показано на чертеже , подключено к электромагнитному вибровозбудителю в двухтактном исполнении .

Устройство питани  электромагнитного вибровозбудител  работает следующим образом.

При подключении устройства к источнику электроэнергии (не показан) с выходным напр жением, измен ющимс  по гармоническому закону, на выводах 26 - 28 трансформатора 1 по в- л етс  напр жение, подводимое к тиристорам 2,3,11,12.

Источник электроэнергии подключаетс  либо к выводам первичной обмот ки трансформатора 1, либо к регул тору 25 амплитуды колебаний в зависимости от режима работы (А или Б).

л

В режиме Аисточник электроэнергии подключаетс  к выводам первичной обмотки трансформатора 1, а электро

5

0

5

магнитный вибровозбудитель - к выводам 29 и 30 устройства, т.е. импульсы тока к вибровозбудителю протекают через тиристоры 2,3. При закрытом тиристоре 3 и изменении угла открыти  тиристора 2 измен етс  фаза напр жени , подводимого к вибровозбудителю , и, соответственно, фаза колебаний вибровозбудител . Требуема  фаза колебаний определ етс  уставкой задатчика 8 фазы колебаний, сигнал с которого поступает на управл ющий электрод тиристора 2 через фазосмещающий блок 6 и блок 4 управлени  тиристором.

Одновременно с изменением фазы колебаний измен етс  действующее значение напр жени , подводимого к вибровозбудителю , что приводит к изменению амплитуды колебаний его  кор . Дл  устройств с многодвигательным электромагнитным виброприводом, в которых должно осуществл тьс  синхронно-синфазное движение вибровозбуди- телей с равными амплитудами,изменение амплитуды колебаний при регулировании фазы колебаний недопустимо. Дл  стабилизации амплитуды колебаний при изменении фазы необходимо поддерживать действующее значение подводимого к вибровозбудителю напр жени  на заданном уровне. Дл  этого используетс  тиристор 3, который подключен к выводу 28 трансформатора 1, т.е. на более высокое напр жение, чем тиристор 2, подключенный к выводу 27. Управление тиристором 3 осу- ществл етс  таким образом, чтобы при увеличении угла открыти  6 тиристора 2 угол открыти  тиристора 3 уменьшалс ,.и наоборот. Тиристором 3 вибровоэбудитель на определенные интервалы времени подключаетс  на более высокое напр жение, что приводит к посто нству действующего значени  напр жени , подводимого к вибровозбудителю .

Алгоритм, по которому должен измен тьс  угол открыти  У« тиристора 3 при изменении угла открыти  &Јt тиристора 2, определ етс  из услови  посто нства действующего значени  напр жени  на вибровозбудителе.Характерной особенностью устройства  вл етс  то, что при изменении напр жени  на выводах трансформатора по гармоническому закону и выполнении соотношени м

0

0

45

50

55

где Е,

- напр жение между первым и

VE

.третьим выводами трансформатора I ;

Е. - напр жение между первым и вторым выводами трансформатора ,

ритм управлени  выражаетс  линейсоотношением /

v

п -

{

Дл  практической реализации алгоритма управлени  в устройство введены блок 9 задани  посто нного фазового сдвига, соответствующего половине периода напр жени  питани  вибро- воэбудител , и сумматор 10, входы которого подключены к задатчику 8 фазы колебаний и блоку 9 задани  посто нного фазового сдвига, а выход через фазосмещающий блок 7 и блок 5 управлени  тиристором - к управл ющему электроду тиристора 3.

С учетом того, что вибровозбудитель  вл етс  дл  устройства питани  индуктивной нагрузкой, изменение угла Qft осуществл етс  в диапазоне от О до fr/2.

Величина амплитуды колебаний  кор  вибровозбудител  регулируетс  (в случае необходимости) изменением величины напр жени , поступающего от источника электроэнергии.

В режиме Б источник электроэнергии подключаетс  к выводам регул тора 25, а электромагнитный вибровозбудитель - к выводам 29 - 3).

Возможность изменени  фазы колебаний  кор  двухтактного вибровозбудител  определ етс  специфическими особенност ми вибровозбудител  - наличием двух одинаковых электромагнитов , одного общего  кор , действием на  корь т говых усилий, направленных в противоположные стороны. Если при этом по одному электромагниту протекает периодическа  последовательность импульса тока, и по другому - така  же последовательность импульса тока, но отстающа  от первой на некоторый фазовый угол ф , то результирующие колебани   кор  будут определ тьс  соотношением

Asintft - As in (tot-(jl), (1)

где А - амплитуда колебаний от каждой последовательности импульсов.

Так как AsinuX - Asin()

U СР 2Asin -| cos (0)t1-),

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

то результирующие колебани   кор  происход т по гармоническому закону IfIf

cos (COt - -г-) с амплитудой 2Asin -,

откуда следует два известных частных случа :

при ip 0  корь неподвижен, так как sin л 0;

при Ср ft колебани   кор  происход т с двойной амплитудой, так как sin .

Из выражени (2) следует,что дл  изменени  фазы колебаний  кор  необходимо измен ть фазовый сдвиг между последовательност ми импульсов тока, поступающими на электромагниты двухтактного вибровозбудител . Лп  получени  второй последовательности импульсов тока, сдвинутой относительно первой на заданный фазовый угол, в устройство питани  введены тиристоры П,12, блоки 13 и 14, Лпзосме- щающие блоки 15 и 16, задатчик 17 фазы колебаний, блок 18 задани  посто нного фазового сдвига и сумматор 19,20, аналогичные цеп м управлени  тиристорами 2,3.

Первой характерной особенностью устройства  вл етс  различное подключение задатчиков 3 и 17 фазы колебаний . Задатчик 3 подключен как к сЬазо- смещающему блоку 6, так и к фазосме- щающему блоку 15 (подключение к фазо- смещающему блоку 15 осуществл етс  через сумматор 20), г.е. при изменении уставки первого задатчика фазовый сдвиг между пернон и второй последовательност ми импульсов тока не измен етс , а осуществл етс  лишь одинаковый сдвиг по фазе обеих последовательностей импульсов тока. В системах многодвигательного вибропри вода это необходимо дл  начальной установки фазы колебаний вибровозбудител . Необходимость в начальной установке фаз колебаний возникает из-за разброса характеристик вибровозбудителей , обусловленного разбросом характеристик упругих элементов.

Изменение фазового сдвига между последовательност ми импульсов тока, поступающими к электромагнитам вибровозбудител , осуществл етс  лишь эадатчиком 17, подключенным к входу сумматора 20 путем изменени  его уставки . Изменение уставки задатчика I7 измен ет угол открыти  тиристора 11. Поскольку угол открыти  тиристора 2 остаетс  неизменным, происходит изменение фазы колебаний  кор  двухтактного вибровозбудител .

При изменении уставок задатчиков 3 и 17 из-за изменени  углов открыти  тиристоров 2 и 11 измен етс  действующее значение тока, поступающего к электромагнитам вибровоэбуди- тел . Однако это изменение компенсируетс  изменением углов открыти  тиристоров 3 и 12 (см. описание работы в режиме А).

Второй характерной особенностью устройства  вл етс  введение дополнительных элементов, компенсирующих Вли ние на амплитуду колебаний  кор  возмущени , обусловленного специфическими свойствами двухтактного виб- ровозбудител . Из соотношени  (2) следует, что этим возмущением  вл ет Р

с  наличие множител  sin --- в выражении 2Asin - дл  результирующей

амплитуды колебаний  кор  двухтактного вибровозбудител , поскольку с изменением угла сдвига фаз tf результирующа  амплитуда колебаний измен етс .

Алгоритм работы устройства питани , обеспечивающий стабилизацию амплитуды колебаний, вытекает из соотношени 40

Ч 2Asin --7j- Aj,

3)

где А  - амплитуда колебаний, заданна  по тем или иным сообра- жени м (например, технологическим ) .

Из соотношени  (3) следует, что дл  обеспечени  посто нства заданно амплитуды колебаний при изменении угла (о, амплитуда колебаний А,создаваема  последовательностью импульсов тока, поступающей к электромагниту вибровозбудител , должна измен тьс  по закону

А А

д .

2s in 2

В устройстве изменение амплитуды колебаний А, создаваемой последовательностью импульсов тока, поступающей к электромагниту вибровозбудител , осуществл етс  путем изменени  действующего значени  тока, поступающего к каждому из электромагнитов . Дл  изменени  действующего значени  тока в устройстве питани  используетс  регул тор 25 амплитуды колебаний, подключенный к выводам первичной обмотки трансформатора 1.

Дл  управлени  изменением действующего значени  тока используетс  корректирующий блок 21. Поскольку величина фазового сдвига Јр определ етс  уставкой задатчика 17, т.е. величиной напр жени  U{, снимаемого с задатчика, задатчик 17 через первы вход корректирующего блока 21 подключен к преобразователю 22, на выходе которого формируетс  сигнал в виде напр жени 

Ф U2 2sin -

0 . KU 2sin 2

0

5

0

5

o 5

где К - коэффициент пропорциональности между углом (р и напр жением

V

3 делитель 23 в соответствии с законом (4) сигнал, поступающий с задатчика 24 в виде напр жени ,пропорционального заданному значению амплитуды колебаний А, делитс  на числен0

ное значение функции 2sin -™, соответствующее заданному фазовому сдвигу СР (при Ц 0 выходной сигнал делител  23 математически стремитс  к бесконечности, так как sin , однако с технической точки зрени  работа устройства питани  при малых. , углах С/ интереса не представл - . ет, поскольку при малых значени х угла ф результирующа  амплитуда

Ф колебаний 2Asin --- также мала;

это обсто тельство учитываетс  при настройке задатчика 17.

Сигнал, пропорциональный результату делени , через выход корректи- . рующего блока 21 поступает на вход регул тора 25. Пропорционально входному сигналу измен етс  выходной сигнал регул тора в виде электрического напр жени , измен ющегос  по гармоническому закону. Это напр жение трансформируетс  к вторичной обмотке трансформатора 1, что приводит к изменению действующего значени  напр жени , поступающего к электромагнитам вибровозбудител , и восстановлению заданной амплитуды колебаний  кор  двухтактного вибровозбудител .

Таким образом, стабилизаци  амплитуды колебаний  кор  вибровозбудител  обеспечиваетс  как изменением угла открыти  тиристора 12, так и изменением величины напр жени  на выходе регул тора 25 амплитуды колебаний .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство питани  электромагнитного вибровозбудител  по авт.св. № 1030936, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени , в него введены третей и четвертый тиристоры, третий и четвертый блоки управлени  тиристорами, третий и четвертый фазосмещающие блоки , второй и третий сумматоры,второй блок задани  посто нного фазового сдвига, второй задатчик фазы колебаний , преобразователь фаза - напр жение , делитель, задатчик амплитуды колебаний и регул тор амплитуды колебаний , включенный в цепь первичной

   обмотки трансформатора и подключенный управл ющим входом к выходу делител , у которого первый вход соединен с выходом задатчика амплитуды колебан ий, а второй вход - с выходом преобразовател  фаза - напр жение , причем анод третьего тиристора соединен с анодом первого тиристора,

   анод четвертого тиристора соединен с анодом второго тиристора, а катоды третьего и четвертого тиристоров объединены и  вл ютс  третьим выходом устройства, управл ющие выводы

   5 третьего и четвертого тиристоров соединены с выходами соответственно третьего и четвертого блоков управлени  тиристорами, подключенных входами к выходам соответственно

   0 третьего и четвертого фазосмещающих блоков, выход второго блока задани  посто нного фазового сдвига соединен с суммирующим входом второго сумматора , подключенного выходом к входу

   5 четвертого фазосмещающего блока, а вычитающим входом объединен с входом третьего фазосмещающего блока и подключен к выходу третьего сумматора, у которого первый вход соединен с

   0 выходом первого задатчика фа ы колебаний , а второй вход объединен с входом преобразовател  фаза - напр жение и подключен к выходу второго задатчика фазы колебаний.