電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置的製作方法

2023-08-07 09:47:11 1

專利名稱：電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於異步電動機的控制系統，一種用於電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置。
電動螺旋壓力機，作為一種進一步完善摩擦螺旋壓力機性能結構的鍛壓設備，在工業生產中正在得到廣泛的應用。該設備依靠特製的可逆電動機的電磁力矩，直接驅動飛輪工作。工作時，每一個工作循環電動機啟動兩次，電動機總是工作在額定轉速以下的過渡過程中。壓力機頻繁的工作循環(每分鐘30－60次)，需要電動機的三相電源頻繁的換相。在現有的電動螺旋壓力機控制系統中都是採用有觸點電器，這樣不可避免的出現①由於電動機頻繁啟動，對電網造成電流衝擊，影響了同一電網內其它用電設備的工作穩定性。②存在著嚴重的觸點飛弧、熔焊和響應時間不穩定等問題，大大降低了電器的使用壽命及工作可靠性，從而制約了電動螺旋壓力機的大量應用和發展。
本實用新型的目的是設計一種使用壽命長的無觸點控制系統，取代原有的有觸點繼電器電路，適應電動螺旋壓力機的驅動電機頻繁啟動的工作要求，並且在啟動過程中實現電壓過零觸發，抑制電動機啟動時電流衝擊。


圖1為本實用新型控制系統結構框圖；圖2為本實用新型主控制電路原理圖；圖3為本實用新型電壓過零觸發原理圖。
如
圖1所示，電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置是由直流穩壓電源［1］，電源三相不平衡保護電路［2］，電壓過零觸發電路［3］、［4］，電動機溫升保護電路［5］，主控制電路［6］等組成。其中主控制電路由單穩延時電路、無穩振蕩電路、雙穩開關電路、正反轉互鎖電路，固態繼電器，及由安裝在床身上的磁性開關和安裝在滑塊上的永久磁鐵組成的滑塊行程控制電路等構成。在電源線路中，套在電源導線上的鐵氧體磁環［L1、L2、L3］，用於抑制電流上升率和縮短雙向可控矽關斷時間；四隻雙向可控矽［ks1、ks2、ks3、ks4］，實現交流電源的通斷及改變施加於電動機的電源相序。
如圖2所示，單穩延時電路是由光電耦合器［IC1、IC8］、時基集成塊［IC2、IC6、IC7］，電阻［R2、R3、R4、R5、R14、R15、R16、R17、R18］，可變電阻［W1、W2、W3］，電容［C1、C2、C3、C9、C10、C11］和二極體［D5、D7］組成；無穩振蕩電路是由時基集成塊［IC3、IC5］，電阻［R6、R7、R12、R13］，電容［C5、C7］構成；正反轉互鎖電路是由二極體［D1、D6］與［IC2］、［IC7］的單穩電路構成；雙穩開關電路是由時基集成塊［IC4］，電阻［R8、R9、R10］，電容［C6］，開關［AN1、K2、K4］構成。
如圖3所示，電壓過零觸發電路是由三極體［T1］，電阻［R19、R20、R21］，電容［C12］和脈衝變壓器［MB1］組成的脈衝放大電路和由三極體［T2］，電阻［R24、R25］、電容［C15］組成的零電壓檢測環節，及由單向可控矽［KP1］、二極體［D9、D10］，電阻［R22、R23、R26］、電容［C4］和整流橋［D11］組成的強觸發環節等構成。電壓過零觸發電路與主控制電路中的無穩振蕩電路相連接。本觸發電路可以防止雙向可控矽在電源電壓較高時開通，避免了因高階躍電壓的衝擊而產生的負載電流的衝擊，使可控矽在電源電壓為「零」時開通，在通過的電流為零時關斷。用較高頻率的脈衝列控制觸發單向可控矽［KP1］，既能保證雙向可控矽［KS］可靠開通，又能立即將其關斷，關斷時間小於10毫秒。電容［C15］用於抑制三極體［T2］基極電壓的上升率，使本觸發電路對各種功率因數值的感性負載均能實現良好的觸發，防止了出現「半波整流」的現象。控制正轉的過零觸發電路與控制反轉的過零觸發電路相同。
應用該無觸點控制裝置進行單次打擊時，選擇開關［K4］處於位置I，按動按鈕［AN1］，使雙穩開關的［IC4］3腳輸出高電位，固態繼電器［SSR1］導通，壓力機上的制動器鬆開，安裝在制動器旁的開關［K1］閉合，光電耦合器［IC1］導通，使單穩電路的［IC2］3腳輸出高電位，並開始延時0～1秒，同時無穩振蕩電路［IC3］輸出脈衝信號，經過零觸發電路［3］使雙向可控矽［KS1、KS2］被觸發導通，電動機正轉，滑塊下行；調節［W1］可以控制電動機通電時間，亦即調節運動系統儲備的打擊能量。當滑塊運動到接近下止點位置時，安裝在滑塊上的磁鐵接近磁性開關［K3］，使其閉合，通過二極體［D1］可靠地使［IC3］關閉，然後光電耦合器［IC8］導通，單穩電路的［IC7］3腳變成低電位開始延時0～1秒，為了充分利用運動系統打擊結束後所具有的回彈能量，在［IC7］動作後，不應立即讓［IC5］搭成的無穩振蕩電路有脈衝輸出，而是經［IC6］的短暫延時後，方使(21)點有脈衝輸出，經過零觸發電路［4］使可控矽［KS3、KS4］導通，電動機反轉，滑塊回程。回程中電動機通電時間由［W3］調節。當滑塊回到預定位置時，滑塊上的磁鐵與磁性開關［K2］靠近，使其閉合，雙穩電路的［IC4］3腳變低電位，電動機斷電，固態繼電器［SSR1］斷開，制動器抱剎飛輪，回滑停止在原始位置，一次工作結束。
連續打擊時，將選擇開關［K4］撥到位置Ⅱ。工作原理與單次打擊時的工作原理基本相同，區別在於滑塊每次回程到預定位置時，不再使［IC4］關閉，而是使［IC1］再次導通，開始下一次打擊。
該無觸點控制裝置，適應於電動螺旋壓力機上驅動電機頻繁啟動的工作要求以及與之相似工作狀態的感性負載的電源控制，由於啟動過程中實現可控矽電壓過零觸發，明顯地減緩了電機啟動電流對電網的衝擊幹擾，並且具有功能全，使用壽命長，抗幹擾能力強，造價低等優點，有益於電動螺旋壓力機的推廣使用。
附圖標記［1］直流穩壓電源電路；［2］電源三相不平衡保護電路；［3］電動機正轉電壓過零觸發電路；［4］電動機反轉電壓過零觸發電路；［5］電動機溫升保護電路；［6］主控制電路。
權利要求1.電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，是由直流穩壓電源[1]、電源三相不平衡保護電路[2]、電壓過零觸發電路[3]、[4]、電動機溫升保護電路[5]、主控制電路[6]組成，其特徵是主控制電路[6]是由單穩延時電路、無穩振蕩電路、雙穩開關電路、正反轉互鎖電路、固態繼電器，及由安裝在床身上的磁性開關和安裝在滑塊上的永久磁鐵組成的滑塊行程控制電路構成，電壓過零觸發電路是由脈衝放大電路、零電壓檢測環節和強觸發環節構成，電壓過零觸發電路與主控制電路中的無穩振蕩電路相聯接。
2.根據權利要求1所述的電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，其特徵是所述主控制電路中的單穩延時電路是由光電耦合器〔IC1、IC8〕、時基集成塊〔IC2、IC6、IC7〕，電阻〔R2、R3、R4、R5、R14、R15、R16、R17、R18〕，可變電阻〔W1、W2、W3〕、電容〔C1、C2、C3、C9、C10、C11〕和二極體〔D5、D7〕組成。
3.根據權利要求1所述的電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，其特徵是所述主控制電路中的無穩振蕩電路是由時基集成塊〔IC3、IC5〕，電阻〔R6、R7、R12、R13〕和電容〔C5、C7〕構成。
4.根據權利要求書1所述的電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，其特徵是所述主控制電路中的正反轉互鎖電路是由二級管〔D1、D6〕與〔IC2〕、〔IC7〕的單穩電路構成。
5.根據權利要求1所述的電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，其特徵是所述主控制電路中的雙穩開關電路是由時基集成塊〔IC4〕、電阻〔R8、R9、R10〕、電容〔C6〕、開關〔AN1、K2、K4〕構成。
6.根據權利要求1所述的電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，其特徵是所述的電壓過零觸發電路中的脈衝放大電路是由三極體〔T1〕、電阻〔R19、R20、R21〕、電容〔C12〕和脈衝變壓器〔MB1〕組成。
7.根據權利要求1所述的電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，其特徵是所述的電壓過零觸發電路中的零電壓檢測環節是由三極體〔T2〕、電容〔C15〕和電阻〔R24、R25〕組成。
8.根據權利要求1所述的電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，其特徵是所述的零觸發電路中的強觸發環節是由單向可控矽〔KP1〕、二極體〔D9、D10〕、電阻〔R22、R23、R26〕、電容〔C14〕和整流橋〔D11〕構成。
專利摘要電動螺旋壓力機的無觸點控制裝置，主要有主控制電路、過零觸發電路和電源線路等構成，其中主控制電路是由單穩延時電路、無穩振蕩電路、雙穩開關電路，正反轉互鎖電路、固態繼電器，及磁性開關等構成，過零觸發電路與主控制電路中的無穩振蕩電路相連接。該裝置適應於電動螺旋壓力機驅動電機頻繁啟動的工作要求，功能全、壽命長，並且在啟動過程中實現可控矽電壓過零觸發，減緩了電動機啟動電流對電網的衝擊。
文檔編號B21J9/00GK2164932SQ9221955
公開日1994年5月18日 申請日期1992年8月15日 優先權日1992年8月15日
發明者夏天赳, 解春雷, 洪國棟 申請人:山東工業大學