Устройство для отключения электродвигателя при перегрузке

 

Изобретение относится к электротехнике , к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в шаговом электроприводе, работающем при изменяющихся в широких пределах нагрузках на валу. Цель состоит в расширении функциональных возможнос / / Ч J тей путем отключения шагового двигателя (ШД). Устройство состоит из диска 1 с отверстиями, закрепленного на оси полумуфты 3 фрикционной муфты, вторая полумуфта 4 которой закреплена на валу ШД 5, и двух оптопар «з светодиодов 6 и 7 и фотодиодов 8 и 9, с игналы с которых обрабатьшаются электронной схемой. Расположение оптопар под углом об +й или 180-(о6 -/3 ) . где sL - угловой шаг электродвигате-„ ля, jb - угловой размер отверстия, уг™ лозой шаг которьгк 2(ii +/1) позволяет электронной схеме при возникновении перегрузки на валу ШД 5, приводящей к вибрациям вала в пределах угр лового шага, выработать сигнал блокировки , запрещающий подачу импульсов на электродвигатель. 5 ил. / zT СО СЛ СП фиг. 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) CM 4 Н 02 P 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4026843/24-07 (22) 29.11.85 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (72) М.Г.Соловьев (53) 621.313.525 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 974492, кл. H 02 Н 7/085, 1982.

Радио, 1983, № 8, с. 40. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПЕРЕГРУЗКЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в шаговом электроприводе„ работающем при изменяющихся в широких пределах нагрузках на валу. Цель состоит в расширении функциональных возможностей путем отключения шагового двигателя (ЩД). Устройство состоит из диска 1 с отверстиями, закрепленного на осН полуиуфты 3 фрикционнои муфте! вторая полумуфта 4 которой закреплена на валу ШД 5, и двух оптопар из светодиодов 6 и 7 и фотодиодов 8 и 9, сигналы с которых обрабатываются электронной схемой. Расположение оптопар под углом + 3 или 180 -(й, †(3 ). где — угловой шаг электродвигаre- „ ля,, — угловой размер отверстия, угловой шаг которых )" >2(k + P) позво ляет электронной схеме при возникновении перегрузки на валу ШД 5, приводящей к вибрациям вала в пределах углового шага, выработать сигнал блокировки, запрещающий подачу импульсов на электродвигатель. 5 ил.

13561

На фиг.3 показано расположение оптопар для малых углов (Ii 10 ).

Здесь оптопары (для простоты показа« ны только зачерненные фотодиоды 8 и 9) расположены под углом 180 — (о4 +P ) . Фотодиоды 8 и 9 оптопар через усилители 10 и 11 подключены к входам RS-триггера 12 (фиг.4). Выход триггера 12 соединен с первым входом gp схемы HJIH 13, второй вход которой подключен к источнику 14 импульсов сброса, а выход соединен с входам сброса счетчика 15 импульсов . Выход счетчика 15 подключен к первому входу элемента И 16, к второму входу которого подключен источник 17 управляющих импульсов шаговой частоты f, „

4 причем выход элемента И 16 соединен

Изобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими машинами и может быть использовано при разработке шагового электроприВ вода, работающего при изменяющихся в широких пределах нагрузках на валу.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем отключения шагового электродвигателя.

На фиг.1 показан диск с отверстиями, используемый при большом шаге двигателя; на фиг.2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 — то же, но при малом шаге двигателя; на фиг.4 — блоксхема устройства; на фиг.5 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство состоит из непрозрачного диска 1 с отверстиями 2, расположенными по окружности диска (фиг.1). Диск 1 жестко закреплен на ведомом валу сцепной полумуфты 3, приводимой в движение полумуфтой 4, закрепленной на валу шагового электродвигателя 5, Угол между отверстиями диска выбирается из соотношения (> 2(oL + P ), где Ж вЂ” угловой шаг шагового электродвигателя 5, P — угловой размер отверстия в диске 1. С одной стороны диска 1 установлены светодиоды 6 и 7, с другой — фотодиоды

8 и 9 основной и дополнительной оптопар. Дополнительная оптопара расположена под углом 6, + P к основной.

На фиг.". приведен -пример расположения оптопар, когда угол достаточно велик для того, чтобы оптопары можно было расположить рядом. При уменьшении угла габариты светодиодов и фотодиодов оптопар могут помешать тако-40 му их расположению.

75 2 со счетным входом счетчика 15 и является выходом устройства, откуда импульсы f поступают на устройство управления шаговым электродвигателем 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии элемент И 16 открыт и пропускает импульсы 18 шаговой частоты Е (фиг,5) на шаговый электродвигатель 5, который вращает полумуфты 3 и 4 и вместе с ними диск

1. При отсутствии перегрузки с выходов фотодиодов 8 и 9 снимаются импульсы 19 и 20, усиливаемые усилителями

10 и 11 и.подаваемые далее на входы

S u R триггера 12 (фиг,5). Так как отверстия 2 расположены под углом " а оптопары — под углом (oL+ P ) то период следования Т импульсов 19 и

20 соотносится с периодом следования

Т импульсов 18 так же, как соотносятся углы Ф. и Р длительность tp импульсов 19 и 20 определяется углом а их временной сдвиг — углом (g+ ) °

Под воздействием импульсов 19 и 20 триггер 12 периодически изменяет свое состояние и на его выходе вырабатываются импульсы 21,.которые, .проходя через элемент ИЛИ 13, периодически сбрасывают счетчик 15 в исходное "нулевое" состояние. Емкость счетчика 15 выбирается такой, чтобы при известном соотношении частот импульсов 21 и 18 он успевал устанавливаться в нулевое состояние до переполнеч ля.

При возникновении перегрузки на ведомом валу шаговый электродвигатель 5 выпадает из синхронизма и его вал начинает совершать колебательные движения в пределах углового шагао, что приводит к соответствующим колебаниям полумуфт 3, 4 и диска 1. Так как оптронные пары расположены под углом о +,, а отверстия — под углом, то колебания диска вызывают появление импульсов только на одном фотодиоде оптопар — 8 или 9. Это приводит к тому, что триггер 12 "останавливается" и на вход счетчика 15 импульсы не поступают. Счетчик 15 переполняется импульсами 18> на его выходе появляется запрещающий сигнал

22, элемент И 16 закрывается и импульсы 23 с его выхода перестают

3 13561 поступать на шаговый электродвигатель 5, что ведет к его остановке.

Для выхода устройства из указанного состояния достаточно подать на счетчик 15 импульс сброса от источ5 ника 14 импульсов сброса. Импульсы сброса генерируются в моменты времени, определяемые алгоритмом работы того электромеханического устройства, в котором используется шаговый 10 электродвигатель. Устройство позволяет эффективно останавливать шаговый электродвигатель при возникновении перегрузок, чем и достигается цель изобретения.

Формула изобретения

Устройство для отключения электродвигателя при перегрузке, содержащее 2п установленный на валу диск с отверстиями, оптопару, взаимодействующую с отверстиями диска,. усилитель, сое.диненный с выходом оптопары, и счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е- 25. с я тем, что, с целью расширения

75 4 функциональных возможностей путем отключения шагового двигателя, в него дополнительно введены второй усилитель, RS-триггер, элемент ИЛИ, элемент И, вторая оптопара, смещенная относительно первой на угол (+ P ) либо (180 — (М вЂ” P )) где о — угловой шаг ротора двигателя,,6 — угловой размер отверстия в диске, угловой шаг которых равен или превышает величину 2 (+ ), фотодиоды оптопар через усилитель подключены к входам RS-триггера, выходом соединенного с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к источнику импульсов сброса, а выход— к входу сброса счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом.элемента И, а выход последнего— со счетным входом счетчика импульсов, при этом второй вход элемента И является клеммой для соединения с источником управляющих импульсов, а выход элемента И вЂ” клеммой для соединения с распределителем импульсов защищаемого электродвигателя.

1356175

Topno ewe //zdu° тй пслуму@ты

Составитель В.Алфимов

Техред Л.Сердюкова

Редактор А.Маковская

Корректор С.Черни

Заказ 5808/52 Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4