一种柔性启动的电磁式防闭塞装置控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种柔性启动的电磁式防闭塞装置控制器，与电磁振动器4电气连接，所述防闭塞装置控制器控制所述电磁振动器4，使其具备柔性启动功能；所述防闭塞装置控制器，包括激振强度控制模块1、柔性启动模块2和功率输出模块3，所述功率输出模块3对电磁振动器4进行功率输出。本实用新型由于其柔性启动特性，可提高钢质料仓、料斗寿命，同时由于可以自由设定激振强度，可应对不同品种、不同颗粒度、不同潮解度的物料，方便地进行强度调节。
【专利说明】一种柔性启动的电磁式防闭塞装置控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制装置，尤其涉及一种具有柔性启动功能的电磁防闭塞装置的控制器。
【背景技术】
[0002]目前，矿山、冶金、化工、建材、机械等领域的钢质料仓、灰斗等的给料、排料过程中，为防止物料由于内摩擦、潮解、带电、成分偏析等原因而引起的堵塞、搭拱现象，加快出料速度，均设有防闭塞装置振动器。传统的振动电机能耗高、故障率高、寿命短。电磁式防闭塞装置以其高振打力、高效率、低维护、低能耗等优点被广泛应用于粉块料介质料仓，但电磁振动器启动时，电磁力即时建立，即刻产生额定振动力。大型钢质料仓或灰斗的仓壁质量较大，具有一定的刚性，直接施加高强度振动力，对于料仓等设备并不是有益的，甚至具有较大的破坏作用。
【发明内容】
[0003]本实用新型为了解决现有技术中的不足而提供一种具有柔性启动功能的电磁振动器的控制器，使电磁振动器启动时，振动强度逐渐增大至设定值，整个装置在高效振动、流畅出料的同时，有效地防止直接强力启动对料仓本体产生的破坏性。
[0004]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0005]一种柔性启动的电磁式防闭塞装置控制器，与电磁振动器4电气连接，所述防闭塞装置控制器控制所述电磁振动器4，使其具备柔性启动功能；
[0006]所述防闭塞装置控制器，包括激振强度控制模块1、柔性启动模块2和功率输出模块3，所述功率输出模块3对电磁振动器4进行功率输出；所述激振强度控制模块I可设定输出电压有效值以及对应的设定激振强度；所述柔性启动模块2使防闭塞装置控制器启动时的输出电压有效值自动进行O?设定输出电压有效值的渐变，其晶闸管的导通角从O逐渐上升到给定值，激振强度从O逐渐变化到设定激振强度，实现电磁振动器4的柔性启动；
[0007]所述电磁振动器4通过螺栓固定于料仓本体的侧壁上；通过所述防闭塞装置控制器的控制，使电磁振动器4启动时的激振强度逐渐上升至设定激振强度，仓壁本体的振动幅度跟随其逐渐上升，避免了强烈突发的破坏性振动；
[0008]作为本实用新型所述的柔性启动的电磁式防闭塞装置控制器的一种优选方案，所述激振强度控制模块I以西门子晶闸管移相控制芯片TCA785为核心电路(如图2中Ul所示)，所述功率输出模块3为晶闸管SCR等；通过改进所述晶闸管SCR导通角控制脚(晶闸管移相控制芯片TCA785第11脚)连接的外围电路，得到柔性启动模块2(如图3所示)。
[0009]所述柔性启动模块2，即所述晶闸管SCR导通角控制脚连接的外围电路，包括PNP三极管Q21、第三电阻R3、可变电位器RP1、第一电阻R21、第二电阻R22和电容C21，所述可变电位器RPl连接振动强度给定端A点，A点又并通过限流电阻R6连接晶闸管SCR导通角控制脚，A点向晶闸管SCR导通角控制脚提供一个预设给定直流电压Vll ;当激振强度核心电路内部形成的锯齿波电压V1大于预设给定直流电压Vll时，触发信号输出端输出相应半周的触发脉冲，触发角Φ由Vll的电平控制，Vll的有效范围为[0.2，Vs-2]，Vll越高，触发角Φ越大，晶闸管SCR的导通角α越小；V11越低，触发角Φ越小，晶闸管SCR的导通角α越大；ΡΝΡ三极管Q21 —端连接B点及可变电位器RP1、第三电阻R3，一端连接C点及电容C21，另一端连接第一电阻R21、第二电阻R22 ;
[0010]有益效果:本实用新型由于其柔性启动特性，可提高钢质料仓、料斗寿命，同时由于可以自由设定激振强度，可应对不同品种、不同颗粒度、不同潮解度的物料，方便地进行强度调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型使用状态电气连接示意图；
[0012]图2为本实用新型控制器中的激振强度控制模块I和功率输出模块3的电路图(包含负载的电磁振动器4)；
[0013]图3为本实用新型控制器中的柔性启动模块2电路图；
[0014]图4为激振强度核心电路内部形成的锯齿波VlO及预设给定直流电压Vll ；
[0015]图5为激振强度控制模块I输出的晶闸管触发脉冲V15。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0017]以除尘出灰斗为例，安装于钢质灰斗侧壁的电磁振动器4与本实用新型控制器按图1、图2连接，每次启动时，控制器得电，控制晶闸管SCR进行3秒钟左右的电压逐渐上升软启动，避免了直接启动对钢制灰斗焊缝及连接螺栓的冲击。
[0018]图2为本实用新型控制器优选实施例中的激振强度控制模块和功率输出模块的电路图(包含负载的电磁振动器)；
[0019]其中:ZL为电磁振动器；
[0020]SCR为单向晶闸管，与外围电路组成电磁式防闭塞装置控制器的功率输出模块；
[0021]Ul为西门子TCA785晶闸管移相控制芯片，与外围电路组成电磁式防闭塞装置控制器的激振强度控制模块，TCA785第11脚为晶闸管SCR导通角控制脚，通过改进所述TCA785第11脚连接的外围电路，实现电磁振动器振动强度控制预设和启动时的柔性启动；
[0022]D6为负载续流二极管，为电磁振动器在关断瞬间产生的感生电流提供续流通道；
[0023]RlO为限流电阻；
[0024]Tl为隔离变压器，使强电部分与控制电路的弱电部分隔离，并提供交流220V对交流24ν的电压转换；
[0025]Cl、D1、Rl、D2、C2、C3、C4组成电源尖峰吸收、半波整流、滤波、稳压电路，提供控制电路所需的15ν直流工作电源电压Vs ；
[0026]U2为光电耦合器，用以进行强弱电隔离；
[0027]L1、R5为TCA785的5脚提供同步电压信号，D3、D4为同步电压整形电路；
[0028]TCA785的第6脚为脉冲信号使能端，通过R2接Vs ；
[0029]R9、RP2、C10与TCA785内部电路形成锯齿波电压VlO及预设给定直流电压Vll (见图4)；
[0030]图2的A点为振动强度给定端，向晶闸管SCR导通角控制脚(TCA785第11脚)提供一个预设给定直流电压Vll (见图4)，当锯齿波电压VlO大于预设给定直流电压Vll时，触发信号输出端(TCA785第14、15脚)输出相应半周的触发脉冲，因本本应用只需触发单向晶闸管，故只用TCA785第15脚；触发角Φ由Vll的电平控制，Vll的有效范围为[0.2，Vs-2](含义是:V11的取值范围为从0.2伏电压到比工作电源电压Vs低2伏，并且包含0.2伏和Vs-2伏的两个端值)，V11越高，触发角Φ越大，晶闸管SCR的导通角α越小；V11越低，触发角Φ越小，晶闸管SCR的导通角α越大。
[0031]C13、C11为给定电压Vll的抗干扰电容。
[0032]图3是本实用新型优选实施例中的关键的柔性启动模块2，它为TCA785的11脚提供启动过程的软启动控制电压和所需的目标激振强度控制电压。
[0033]其中:
[0034]电磁振动器正常工作过程段，PNP三极管Q21截至，第三电阻R3、可变电位器RPl通过对直流电源Vs分压，为TCA785第11脚提供电磁振动器工作过程的强度设定电压；通过旋转可变电位器RPl旋钮，可设定正常工作时，控制器输出电压(有效值)以及对应的设定激振强度。
[0035]Q21为PNP三极管，第一电阻R21、第二电阻R22和电容C21为PNP三极管Q21提供启动偏置。其中第二 R22取值为第三电阻R3的1/10?1/20，启动时，供电电压VS建立，由于电容C21的存在，C点电位初始电平为0V，Q21基极获得一个拉电流，Q21发射极与集电极间饱和导通，第三电阻R3与第二电阻R22的等效并联作用将B电位拉高至接近Vs，A点电位也被拉高，此时触发信号输出端(TCA785第15脚)输出脉冲的触发角Φ最大，接近180度，晶闸管SCR接近截止，此时晶闸管SCR的导通角α接近最小，振动强度最弱；
[0036]随着电容C21的充电，C点位不断升高，PNP三极管Q21退出饱和状态，进入放大区，Q21发射极与集电极间电流逐渐变小，R3与R22的等效并联阻值上升，B点电位逐步下降，A点电位开始由高位向设定值下降。(Α点电位原本是由R3和RPl通过旋钮调出的固定值，为TCA785的11脚提供正常工作时的强度控制电压Vll ;本发明的关键就是，加入PNP三极管Q21等元器件，使它在启动时，能提供一个自动变化的值，使控制器在启动时输出的触发脉冲对应的晶闸管SCR的导通角α由小变大。当PNP三极管Q21完全截至时，柔性启动控制脱离，启动完成，进入到正常工作状态后，A点电压仅由R3和RPl分压决定，为固定值。)
[0037]当C21接近充满时，C点电位接近Vs，Q21完全截至，相当于R22被等效切出电路，进入由R3、RPl为TCA785第11脚独立提供预设给定电压Vll的正常工作状态(控制需要的预设给定强度，由操作者调节电位器RPl得到)。柔性启动时间T ^ 2*C21*(R22+R21)。
[0038]D21为C21提供泄放回路，以保证重复启动时，C21能够再次充电。
[0039]图5为激振强度控制模块I输出的晶闸管触发脉冲V15。
[0040]虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种柔性启动的电磁式防闭塞装置控制器，其特征在于，与电磁振动器(4)电气连接，所述防闭塞装置控制器控制所述电磁振动器(4)，使其具备柔性启动功能；所述防闭塞装置控制器，包括激振强度控制模块(1)、柔性启动模块(2)和功率输出模块(3)，所述功率输出模块(3 )对电磁振动器(4 )进行功率推动；所述激振强度控制模块(1)可设定输出电压有效值以及对应的激振强度；所述柔性启动模块(2)使防闭塞装置控制器启动时的输出电压有效值自动进行0?设定输出电压有效值的渐变，其晶闸管的导通角从0逐渐上升到给定值，激振强度从0逐渐变化到设定激振强度，实现电磁振动器(4)的柔性启动。
2.根据权利要求1所述的防闭塞装置控制器，其特征在于，所述电磁振动器(4)通过螺栓固定于料仓本体的侧壁上；通过所述防闭塞装置控制器的控制，电磁振动器(4)启动时的激振强度逐渐上升至设定激振强度，仓壁本体的振动幅度跟随其逐渐上升，避免了强烈的突发性振动对仓体损伤。
3.根据权利要求1所述的防闭塞装置控制器，其特征在于，所述激振强度控制模块(1)以晶闸管移相控制芯片为核心电路，所述功率输出模块(3)为晶闸管SCR ;所述柔性启动模块(2)是通过改进晶闸管移相控制芯片外围电路而得到，使所述晶闸管SCR的导通角在启动过程中，逐渐增大。
4.根据权利要求3所述的防闭塞装置控制器，其特征在于，所述柔性启动模块(2)，包括PNP三极管Q21、限流电阻R6、第三电阻R3、可变电位器RP1、第一电阻R21、第二电阻R22和电容C21，所述可变电位器RP1连接振动强度给定端A点并通过限流电阻R6连接到晶闸管SCR导通角控制脚，A点向晶闸管SCR导通角控制脚提供一个预设给定直流电压VII ;当激振强度核心电路内部形成的锯齿波电压V10大于预设给定直流电压VII时，触发信号输出端输出相应半周的触发脉冲，触发角Φ由预设给定直流电压VII的电平控制，其有效范围为[0.2，Vs-2];通过PNP三极管Q21 —端连接B点及可变电位器RP1、第三电阻R3，一端连接C点及电容C21，另一端连接第一电阻R21、第二电阻R22，实现柔性启动。
【文档编号】B06B1/04GK204182557SQ201420627536
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】杨志斌 申请人:南京精诚美珂智能科技有限公司