Пристрій плавного пуску та регулятор потужності

Реферат: UA 106325 U UA 106325 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електромеханіки і призначена для забезпечення плавного пуску та регулювання потужності у електродвигунах постійного струму малої та середньої потужності. Відомий [1] пристрій для пуску і керування електродвигуна електротранспорту постійної напруги, який включає з'єднані через вмикач з джерелом живлення електродвигун та напівпровідниковий елемент. Напівпровідниковий елемент виконаний у вигляді тиристора, анод якого підключений до електродвигуна, а катод тиристора та вмикач з'єднані з джерелом живлення через випрямляч. Відомий регулятор має можливість регулювання потужності у широких межах та має високі витрати енергії, що зумовлює недостатній коефіцієнт корисної дії. Це пояснюється тим, що у відомому регуляторі, який призначений для роботи від джерела змінної напруги, постійна напруга, необхідна для навантаження, формується за допомогою випрямляча, при цьому π мінімальне значення перевищує потрібний рівень стабілізованої напруги. Різниця цих напруг падає на потужному тиристорі. Потужність, що розсіюється на тиристорі, є достатньо великою, що зумовлює низький коефіцієнт корисної дії, особливо при формуванні низької постійної напруги. Регулювання потужності у широких межах не забезпечується, тому що відсутні засоби змінення форми живильної напруги, чого потребує тиристор, який використовується у відомому регуляторі потужності. Найбільш близьким по технічній суті до пристрою, що заявляється, прийнятий за найближчий аналог, є електромеханічний регулятор потужності [2], який включає з'єднані через вмикач з джерелом живлення електродвигун та напівпровідниковий елемент, виконаний з двох частин контактний валик, з'єднаний з електродвигуном, установлену з можливістю переміщення струмопідвідну щітку, струмознімну щітку і подільник напруги, а напівпровідниковий елемент виконаний у вигляді транзисторного ключа, при цьому струмопідвідна щітка з'єднана з джерелом живлення через подільник напруги і знаходиться у контакті з першою або другою частинами контактного валика, струмознімна щітка знаходиться у контакті з першою частиною контактного валика і з'єднана з керуючим входом транзисторного ключа, вихід якого з'єднаний з навантаженням. Недоліком такого пристрою є велика кількість механічних компонентів та наявність струмоведучих щіток, що знижує надійність та точність регулювання потужності. Крім цього, виконання плавного пуску можливо у ручному режимі і без врахування реальних властивостей механічного навантаження електродвигуна. Задачею корисної моделі є отримання можливості плавного пуску з врахуванням реальних властивостей механічного навантаження електродвигуна, підвищення надійності та точності регулювання потужності. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому пристрої плавного пуску та регуляторі потужності електродвигун постійного струму, з'єднаний з джерелом живлення через транзисторний ключ, між приводним валом електродвигуна постійного струму і веденим валом виконавчого механізму встановлені два дископодібні корпуси з отворами, між якими закріплена торсійна пружна з'єднувальна вставка, а по обидві сторони яких встановлені світлодіод та фотодіод, вихід якого з'єднаний з входом узгоджувального фільтра, вихід якого з'єднано з керуючим входом транзисторного ключа. Суть корисної моделі пояснюється блок-схемою пристрою плавного пуску та регулювання потужності. Пристрій складається з двох дископодібних корпусів з отворами 1 на приводному валу електродвигуна постійного струму 2 і на веденому валу виконавчого механізму 3, між якими закріплена торсійна пружна з'єднувальна вставка 4, а по обидві сторони встановлені світлодіод 5 та фотодіод 6, вихід якого підключений до входу узгоджувального фільтра 7, вихід якого підключений до керуючого входу транзисторного ключа 8, силові виведення якого ввімкнені між джерелом постійного струму 9 і електродвигуном постійного струму 1. Пристрій плавного пуску та регулятор потужності працює наступним чином. Для пуску електричного двигуна 2 у вихідному стані дископодібні корпуси з отворами 1 слід встановити таким чином, щоб отвори на них знаходилися навпроти один одного та навпроти світлодіода 5 та фотодіода 6. Сигнал від освітленого фотодіода 6 через узгоджувальний фільтр 7 надає сигнал на відкриття транзисторного ключа 8 та електродвигун 2 починає обертання. Перекриття отвору в дископодібних корпусах з отворами 1 призведе дозакривання транзисторного ключа 8, але інерційність якоря двигуна 2 та виконавчого механізму 3 проверне вал ще на деякий кут, що призведе до нового освітлення фотодіода 6 - вмикання транзисторного ключа 8 та нового вмикання електродвигуна 2. Це буде повторюватися з наростаючою швидкістю, причому інтенсивність пуску можливо задати розмірами отворів в корпусах 1 та параметрами узгоджувального фільтра 7. При збільшенні (зменшенні) моменту опору виконавчого механізму, 1 UA 106325 U 5 10 15 завдяки торсійній пружній з'єднувальній вставці 4, змінюється взаємне розташування отворів в корпусах 1, що призводить до зменшення тривалості освітлення фотодіода 6 - часу вмикання транзисторного ключа 8, що призведе до зменшення діючого значення напруги, яка підводиться до електродвигуна постійного струму 2, таким чином при пуску враховуються реальні механічні параметри виконавчого механізму 3. При сталому обертанні електродвигуна постійного струму 2 регулювати його потужність можливо впливом на параметри пасивних елементів узгоджувального фільтра 7, що призведе до змінювання форми і тривалості імпульсів управління транзисторного ключа 8, що в свою чергу змінить діюче значення напруги, яка підводиться до електродвигуна постійного струму 2, а значить його потужність. Таким чином, введення в пристрій плавного пуску та регулятора потужності додаткових елементів та зв'язків між ними дозволяє отримати технічний результат - можливість плавного пуску з врахування потужності механічного навантаження електродвигуна, підвищення надійності та точності регулювання потужності. Джерела інформації: 1. Патент UA22237A Пристрій для пуску і керування електродвигуна електротранспорту постійної напруги МПК Н02Р 1/00 / [О.О. Скрипнік]. - опубл. 30.06.1998, бюл. № 3, 1998 р. 2. Патент UA49529A Електромеханічний регулятор потужності МПК 6 Н02Р 1/00 / [В.Д. Бак]. опубл. 16.09.2002, Бюл № 9, 2002 р. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Пристрій плавного пуску та регулятор потужності, який містить електродвигун постійного струму, з'єднаний з джерелом живлення через транзисторний ключ, який відрізняється тим, що між приводним валом електродвигуна постійного струму і веденим валом виконавчого механізму встановлені два дископодібні корпуси з отворами, між якими закріплена торсійна пружна з'єднувальна вставка, а по обидві сторони яких встановлені світлодіод та фотодіод, вихід якого з'єднаний з входом узгоджувального фільтра, вихід якого з'єднано з керуючим входом транзисторного ключа. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2