УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВИБРАТОРА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВИБРАТОРА


RU (11) 2197056 (13) C2

(51) 7 H02P1/26, H02P3/24, H02P5/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.01.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2000130660/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.12.06 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.12.06 
(45) Опубликовано: 2003.01.20 
(56) Аналоги изобретения: ВОЛЫНСКИЙ Б.А. и др. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.503, рис. 17.22. SU 1450065 A1, 07.01.1989. SU 877770 А, 30.10.1981. GB 1229085 A, 14.11.1968. GB 1407131 A, 24.09.1975. US 4320328 А, 16.03.1982. ЕР 0883232 А1, 09.12.1998. US 6054836 A1, 25.04.2000. 
(71) Имя заявителя: ОАО "Богословский алюминиевый завод" 
(72) Имя изобретателя: Попов П.Л.; Федотова Л.А. 
(73) Имя патентообладателя: ОАО "Богословский алюминиевый завод" 
(98) Адрес для переписки: 624460, Свердловская обл., г. Краснотурьинск, ул. К.Маркса, 1, "БАЗ-СУАЛ" БРИЗ, З.Р.Букриной 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВИБРАТОРА 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуска и останова центробежных вибраторов, применяемых для очистки от налипания на стенках бункеров сыпучих материалов при их переработке. Техническим результатом является повышение удобства эксплуатации, эффективности и надежности работы центробежных вибраторов. Устройство для управления электродвигателем вибратора состоит из кнопочного переключателя, магнитного пускателя, электромеханического реле, стабилизированного блока питания, двух оптосимисторов, формирователя импульсов сброса, генератора импульсов, счетчика импульсов, двоично-десятичного дешифратора, однополюсного многопозиционного переключателя, усилителя и усилителя-инвертора. Указанный технический результат достигается за счет обеспечения заданного количества циклов включения и отключения электродвигателя вибратора при однократном нажатии на кнопку "Пуск" с выдерживанием определенного времени включенного и отключенного состояний электродвигателя. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к устройствам управления электродвигателями переменного тока и может быть использована для пуска и остановки электродвигателей центробежных вибраторов, применяемых для очистки от налипания на стенках бункеров сыпучих материалов при их переработке.

Известны устройства для управления электродвигателями переменного тока, обеспечивающие пуск, останов и реверсию асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором [1, с.78, рис. 42,а) и б)].

Наиболее близким к заявляемому является устройство [2, с.503, рис.17.22] , содержащее кнопочный переключатель, образованный последовательно соединенными замыкающим контактом кнопки "Пуск" и размыкающим контактом кнопки "Стоп", и магнитный пускатель, первый вывод обмотки которого через последовательно соединенные контакты кнопочного переключателя связан с первым полюсом источника переменного напряжения, второй полюс которого соединен со вторым выводом обмотки магнитного пускателя. Главные замыкающие контакты магнитного пускателя включены в цепи питания фазных обмоток электродвигателя, а вспомогательный контакт его подключен параллельно замыкающему контакту кнопки "Пуск".

Такое устройство обеспечивает запуск электродвигателя при нажатии на кнопку "Пуск" и останов его при нажатии на кнопку "Стоп". Использование его эффективно при продолжительных по времени режимах работы механизмов, приводимых в движение электродвигателями.

Однако, как показывает практика, применение центробежных вибраторов для очистки от налипания на стенках бункеров сыпучих материалов наиболее эффективно в моменты их включения и отключения. При непрерывной работе вибратора возникают резонансные явления и эффективность очистки снижается.

Кроме того, инструкция по эксплуатации центробежных вибраторов не допускает их длительной работы. При непрерывной работе вибратора электродвигатель перегревается и быстро выходит из строя. Поэтому инструкция предписывает выдерживать определенные длительности циклов работы и пауз между ними для нормальной эксплуатации вибратора [3, с.6, табл.2]. А это требует многократных включений и отключений электродвигателя вибратора с использованием кнопок "Пуск" и "Стоп" с фиксацией времени между каждым повторным его включением и отключением. Последнее создает неудобства в эксплуатации вибраторов.

Задачей изобретения является повышение удобства эксплуатации, эффективности и надежности работы центробежных вибраторов за счет обеспечения заданного количества циклов включения и отключения их электродвигателей при однократном нажатии на кнопку "Пуск" с выдерживанием определенного времени включенного и отключенного состояний электродвигателя, длительность которых, как и количество циклов работы, может регулироваться.

Сущность изобретения заключается в следующем. На чертеже приведена схема устройства для управления электродвигателем вибратора. Устройство содержит кнопочный переключатель 1, образованный последовательно соединенными замыкающим контактом кнопки "Пуск" и размыкающим контактом кнопки "Стоп", магнитный пускатель 2, электромеханическое реле 3, стабилизированный блок питания 4, первый 5 и второй 6 оптосимисторы, формирователь импульса сброса 7, генератор импульсов 8, счетчик импульсов 9, двоично-десятичный дешифратор 10, однополюсный многопозиционный переключатель 11, усилитель 12 и усилитель - инвертор 13. Первый вывод обмотки магнитного пускателя 2 через последовательно соединенные контакты кнопочного переключателя 1 связан с первым полюсом источника переменного напряжения, а замыкающие контакты магнитного пускателя 2 включены в цепи питания фазных обмоток электродвигателя вибратора, замыкающий контакт электромеханического реле 3 включен параллельно замыкающему контакту кнопки "Пуск" кнопочного переключателя 1, а первый вывод обмотки электромеханического реле 3 соединен с первым выводом обмотки магнитного пускателя 2 и первым входом стабилизированного блока питания 4, второй вход которого связан со вторым полюсом источника переменного напряжения, который через силовую часть первого оптосимистора 5 соединен со вторым выводом обмотки магнитного пускателя 2 и через силовую часть второго оптосимистора 6 связан со вторым выводом обмотки электромеханического реле 3, выход стабилизированного блока питания 4 соединен со входом формирователя импульса сброса 7, выход которого подключен ко входу генератора импульсов 8 и ко входу установки нуля R счетчика импульсов 9, счетный вход которого C1 связан с выходом генератора импульсов 8, выходы счетчика импульсов 9 подключены к соответствующим входам двоично-десятичного дешифратора 10, нечетные выходы которого (1,3,...,m) связаны с неподвижными контактами однополюсного многопозиционного переключателя 11, а четные выводы (0,2, ..., m-1), соединенные между собой, подключены ко входу усилителя 12, подвижный контакт однополюсного многопозиционного переключателя 11 соединен со входом усилителя-инвертора 13, а выход стабилизированного блока питания 4 через светоизлучающую часть первого оптосимистора 5 связан с выходом усилителя 12 и через излучающую часть второго оптосимистора 6 соединен с выходом усилителя-инвертора 13.

Устройство работает следующим образом. При нажатии кнопки "Пуск" кнопочного переключателя 1 напряжение от источника переменного напряжения подается на релейно-контактную часть схемы устройства и подводится к входам стабилизированного блока питания 4. С выхода блока питания 4 выпрямленное стабилизированное напряжение подается на все элементы электронной части устройства. Формирователь импульса сброса 7 вырабатывает короткий положительный импульс, который с его выхода подается на R-вход счетчика импульсов 9 и на вход генератора импульсов 8. Счетчик импульсов 9 устанавливается в нулевое состояние, а генератор импульсов 8 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы, частота следования которых может регулироваться. Эти импульсы подаются на счетный вход C1 счетчика импульсов 9. С выходов счетчика импульсов 9 сигналы, отражающие в двоичном коде число поданных на его вход C1 импульсов, поступают на соответствующие входы двоично-десятичного дешифратора 10. На выходах двоично-десятичного дешифратора сигналы появляются в определенной последовательности, обеспечивая заданное количество циклов включения - отключения электродвигателя вибратора. При поступлении на вход C1 счетчика импульсов 9 первого импульса от генератора импульсов 8 на выходе "0" дешифратора 10 сигнал имеет уровень логического нуля, а на остальных выходах - единичный. Нулевой уровень сигнала на любом из соединенных между собой четных выходах (0,2, .., m-1) дешифратора 10 приводит к отсутствию сигнала на входе усилителя 12 и нулевому уровню сигнала на его выходе. В результате этого появляется разность потенциалов между выходом блока питания 4 и выходом усилителя 12 и через излучающую часть первого оптосимистора 5 начинает протекать ток. Отпирается силовая часть первого оптосинистора 5 и ток от источника переменного напряжения начинает протекать через обмотку магнитного пускателя 2. Магнитный пускатель 2 срабатывает и замыкает свои контакты в цепи питания электродвигателя вибратора. Вибратор включается в работу.

Одновременно единичный сигнал с последнего выхода дешифратора 10 через замкнутый контакт переключателя 11 поступает на вход усилителя-инвертора 13. На выходе последнего сигнал становится равным нулю, в результате чего появляется разность потенциалов между выходом блока питания 4 и выходом усилителя-инвертора 13 и через излучающую часть второго оптосимистора 6 начинает протекать ток. Отпирается силовая часть второго оптосимистора 6 и ток от источника переменного напряжения начинает протекать через обмотку электромеханического реле 3. Электромеханическое реле 3 срабатывает и, замыкая свой контакт, подключенный параллельно замыкающему контакту кнопки "Пуск" кнопочного переключателя 1, встает на самоудерживание. В результате этого, после отключения кнопки "Пуск" и размыкания ее замыкающего контакта напряжение от источника подводится к первому выводу обмотки магнитного пускателя 2, к первому входу стабилизированного блока питания 4 и к первому выводу обмотки электромеханического реле 3 через замкнувшийся контакт последнего.

При поступлении на вход C1 счетчика импульсов 9 второго импульса от генератора импульсов 8 сигнал нулевого уровня появится на выходе "1" дешифратора 10, а на остальных его выходах сигналы будут иметь единичный уровень. Наличие сигналов единичного уровня на всех четных выходах (0,2, ... , m-1) дешифратора 10 приведет к появлению такого же сигнала на входе и выходе усилителя 12. В результате этого исчезнет разность потенциалов между выходом блока питания 4 и выходом усилителя 12 и прекратится протекание тока через излучающую часть первого оптосимистора 5. Запирается силовая часть первого оптосимистора 5 и прекращается протекание тока через обмотку магнитного пускателя 2. Магнитный пускатель 2, возвращаясь в исходное состояние, размыкает свои контакты в цепи питания электродвигателя вибратора. Вибратор отключается.

При поступлении на вход C1 счетчика импульсов 9 третьего импульса от генератора импульсов 8 сигнал нулевого уровня появится на выходе "2" дешифратора 10, что приводит к повторному включению вибратора.

При поступлении на вход C1 счетчика импульсов 9 четвертого импульса от генератора импульсов 8 сигнал нулевого уровня появится на выходе "3" дешифратора 10 и вибратора снова отключится.

Поступление каждого следующего импульса от генератора импульсов 8 на вход C1 счетчика импульсов 9 будет вызывать перемещение сигнала нулевого уровня по выходам дешифратора 10 в направлении увеличения их номеров. При этом появление сигнала нулевого уровня на четных выходах дешифратора 10 будет приводить к включению электродвигателя вибратора, а на нечетных выходах - к его отключению.

После того, как сигнал нулевого уровня появится на выходе "m" дешифратора 10, связанном через замкнутый контакт переключателя 11 с входом усилителя-инвертора 13, сигнал на выходе последнего приобретет единичный уровень. Исчезнет разность потенциалов между выходом блока питания 4 и выходом усилителя-инвертора 13 и прекратится протекание тока через излучающую часть второго оптосимистора 6. Запирается силовая часть второго оптосимистора 6 и прекращается протекание тока через обмотку электромеханического реле 3. Электромеханическое реле 3, возвращаясь в исходное состояние, размыкает свой контакт в цепи питания схемы устройства переменным напряжением. Прекращается протекание тока через обмотку магнитного пускателя 2, который, размыкая свои контакты, отключает электродвигатель вибратора. Снимается переменное напряжение с входов стабилизированного блока питания 4, в результате чего прекращается подача с его выхода выпрямленного стабилизированного напряжения на все элементы электронной части устройства. Устройство для управления электродвигателем вибратора, отработав заданное число циклов его включений и отключений, возвращается в исходное состояние.

Прерывание заданного числа циклов включения и отключения электродвигателя вибратора производится нажатием кнопки "Стоп" кнопочного переключателя 1. При этом со схемы устройства снимается переменное напряжение и она возвращается в исходное состояние, независимо от того, какое число циклов включения и отключения отработал вибратор.

Количество циклов включения и отключения электродвигателя вибратора при однократном нажатии кнопки "Пуск" может изменяться путем переключения подвижного контакта однополюсного многопозиционного переключателя 11. При этом изменяется номер нечетного выхода дешифратора 10, связанного с входом усилителя-инвертора 13. Переключение подвижного контакта переключателя 11 в сторону уменьшения номера нечетного выхода дешифратора 10, связанного с входом усилителя-инвертора 13, уменьшает количество циклов включения и отключения электродвигателя вибратора.

Длительность включенного и отключенного состояния вибратора в каждом цикле его работы может регулироваться путем изменения частоты следования импульсов, вырабатываемых генератором импульсов 8 устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство для управления электродвигателем вибратора повышает удобство его эксплуатации за счет обеспечения заданного количества циклов включения и отключения электродвигателя при однократном нажатии на кнопку "Пуск" с выдерживанием определенного времени включенного и отключенного состояний, увеличивает эффективность и надежность работы вибратора благодаря возможности регулировки количества его повторных включений и продолжительности работы при каждом очередном включении.

Опытная эксплуатация устройства для управления электродвигателем вибратора подобного типа в глиноземном цехе ОАО "Богословский алюминиевый завод" подтвердила все перечисленные выше его положительные свойства.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фотиев М.М. Электропривод и электрооборудование металлургических цехов. М.: Металлургия, 1990.

2. Волынский Б. А. , Зейн Е. Н., Шатерников В.Е. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1987.

3. Вибраторы электромеханические общего назначения ИВ-98, ИВ-99А, ИВ-107. Паспорт 2-1.003 ПС. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для управления электродвигателем вибратора, содержащее кнопочный выключатель, образованный последовательно соединенными замыкающим контактом кнопки "Пуск" и размыкающим контактом кнопки "Стоп", и магнитный пускатель, первый вывод обмотки которого через последовательно соединенные контакты кнопочного переключателя связан с первым полюсом источника переменного напряжения, а замыкающие контакты магнитного пускателя включены в цепи питания фазных обмоток электродвигателя вибратора, отличающееся тем, что в него дополнительно введены электромеханическое реле, стабилизированный блок питания, первый и второй оптосимисторы, формирователь импульсов сброса, генератор импульсов, счетчик импульсов, двоично-десятичный дешифратор, однополюсный многопозиционный переключатель, усилитель и усилитель-инвертор, при этом замыкающий контакт электромехнического реле включен параллельно замыкающему контакту кнопки "Пуск" кнопочного переключателя, а первый вывод обмотки электромеханического реле соединен с первым выводом обмотки магнитного пускателя и первым входом стабилизированного блока питания, второй вход которого связан со вторым полюсом источника переменного напряжения, который через силовую часть первого оптосимистора соединен со вторым выводом обмотки магнитного пускателя и через силовую часть второго оптосимистора связан со вторым выводом обмотки электромеханического реле, выход стабилизированного блока питания соединен со входом формирователя импульса сброса, выход которого подключен ко входу генератора импульсов и ко входу установки нулевого состояния R счетчика импульсов, счетный вход которого С1 связан с выходом генератора импульсов, выходы счетчика импульсов подключены к соответствующим входам двоично-десятичного дешифратора, нечетные выходы которого (1,3, . . . , m) связаны с неподвижными контактами однополюсного многопозиционного переключателя, а четные выходы (0,2, . . . , m-1), соединенные между собой, подключены к входу усилителя, подвижный контакт однополюсного многопозиционного переключателя соединен со входом усилителя-инвертора, а выход стабилизированного блока питания через светоизлучающую часть первого оптосимистора связан с выходом усилителя и через излучающую часть второго оптосимистора соединен с выходом усилителя-инвертора.