CN86107921A - 电动印刷机驱动电机或其类似装置的控制电路 - Google Patents

Abstract

电动印刷机驱动电机的控制电路具有两个功率调整环节，其一含有第一个晶体管用在第一个转矩——方向上驱动电机，其二含有第二个晶体管用在另一个转矩——方向上驱动电机。设置了一个分离设备，以便至少在一个指定的功率调整环节失效时把它与其余的电路实施电隔离，并把其余电路与代替它的另一功率调整环节连接。借此缩短功率调整环节失效时的停机时间。

Description

本发明涉及电动印刷机驱动电机及其类似装置的控制电路。该电路具有二个功率调整环节，其中第一个含有半导体的功率调整环节用于第一个转矩方向的电机驱动，而第二个含有半导体的功率调整环节则用作另一个转矩方向上的电机驱动。

这样的控制线路是大家都知道的。沿第一个转矩方向的电机驱动意味着：或是该电机沿此方向运动因而作机械功，或是该马达逆转，但藉助由电产生的沿第一个转矩方向作用的转矩进行电制动。同样，对于第二个转矩方向也是这样。这个为人所熟知的控制电路能够让驱动电机，因而整个印刷机至少在电机沿所谓的第一个方向运转时可用电来制动。为了简单起见，在此把前进方向或正程看作第一个方向。

电机的电制动可以用不同的方式来完成，例如通过阻力制动或者通过反馈制动（Nutzbremsung）。采用阻力制动会引起一些麻烦，例如制动用的制动器需占地方和/或制动过程中会发热等。为了避免这些麻烦，经常优先采用反馈制动，即电机在制动时把电能反馈到电源中去。本发明也优先采用反馈制动，但是本发明不限于采用反馈制动。

根据当今的技术现状，高质量的印刷机，特别是胶印机的驱动电机一般选用直流电机，并采用交流电源（这里应理解为多相交流电源）供电。本文所描述的实施例中也采用这样的装置。

如果当电机作正程运转时，由于所用的半导体之一损坏而使供应电枢电流的功率调整环节失效，那么在使用常规控制电路的条件下，印刷机以及类似的由驱动电机带动的机器就不能工作，直到故障排除为止。即使采用昂贵的半导体也难以完全避免其损坏。印刷机的驱动电机的逆程运转一般仅用于调整工作，例如和更换胶印版有关的工作。当逆程运转时所用的功率调整环节由于半导体损坏而失效时，那么一般情形下，正程运转也不再可能。同样在这种情况下，电制动也不再可能进行。显然，这样的机器在切断电机的供电后将由于所驱动的印刷机产生的阻尼力矩，而不是由电制动的作用而趋于静止。

本发明的目的在于：缩短因个别半导体损坏而引起的停机时间。本发明的目的是这样解决的：设置分离装置，当某个指定的功率调整环节失效时，至少可把它与其余的电路进行电隔离，并让其余的电路与另一个取代它的功率调整环节相连。

下面为简单起见，这个所谓的指定的功率调整环节应指控制电机正程运转的那个功率调整环节。在采用通常的控制电路的场合，当这个调整环节失效时，必须首先进行修理，然后机器才能重新工作;而根据本发明，先把损坏的功率调整环节施行电隔离。并连入另一个代替它的功率调整环节。此后即用这环节来控制机器的正程运转。这时机器就不可能再进行电制动，如上面讲过的，当切断电源时，机器也能在没有电制动的状态下趋于静止。

在最简单的情况下，分离设备可以这样实现：二个功率调整环节的控制端和负载端（强电源端）通过足够长的柔性电缆或硬的电源母线，以螺纹紧固接头与其余的控制电路、电源以及通向电机的导线相连接。当控制正程运转的功率调整环节损坏时就把通到二个功率调整环节的所有连接头分开，然后让完好的功率调整环节取代坏的环节连入电路。

这样，尽管不用快速的便于操作的电气开关或自动开关，仅仅使用这种螺纹紧固连接也能相对缩短机器的停机时间，例如仅需几分钟。在切换以后，即可以把坏的功率调整环节卸下就地修理，也可以送到制造厂去修理，或是去订购一替换件。由于晶体管元件的高可靠性，上面所描述的应急工作状态可以高可靠地维持，直到可能进行修理。

如果在印刷机的控制电路中，电制动所需要的功率调整环节（这也是逆程运转时所需要的调整环节）失效，那么仅需把这一环节实行电隔离。

至少对强电流导线的隔离是适宜的，因为半导体损坏时必须考虑到持续的短路。

为了让一个功率调整环节能毫无困难地取代另一个，最好象本发明的一个实施方案那样使这二个功率调整环节实际上完全相等。

象本发明的一个实施方案那样把每一个功率调整环节做成一个可以容易地从控制电路上分开的单元是有益的。这样，坏的功率调整环节可以与控制电路分开，在上述切换后控制电路仍能依靠这个唯一正常的功率调整环节继续工作。然后这个由控制电路中取出的坏的功率调整环节就可不慌不忙地就地修理或送到制造厂去修理。

正如开始时已经提及的那样，这些功率调整环节在本发明的一个实施例中是一些可调整的电流整流器，同时在本发明的一个实施例中每个功率调整环节含有一个交流桥式电路，特别是用于三相交流电的桥式电路。

如果象本发明的一个实施例那样，设置一个用于切换功率调整环节的开关，则在功率调整环节之一失效时可以特别快的完成向应急工作状态的切换。在简单的情况下可以手工操作，结果印刷机或者其他的由驱动电机带动的机器，在确认功率调整环节之一失效后，在几秒内就可重新准备好启动。也可以设置一个可控制的开关，当功率调整环节之一失效时自动操作，结果就不需要任何停机时间。

确认和/或显示功率调整环节之一失效的方式和方法以及上面所提到的自动开关在这种情况下操作的方式、方法不是本发明的研究对象。

在本发明的一个实施例中当指定的功率调整环节失效时设置了一个辅助的制动装置。其优点在于：当该指定的功率调整环节失效时电机及与之耦合的印刷机可特别快地趋于静止。

这样辅助的制动装置可以藉不同方式来实现。例如，在一个实施例中设置了一个辅助刹车装置，而控制设备可以这样切换：至少当指定的功率调整环节失效而在发生一种对电机实行电制动的状态的同时，产生一控制信号使这刹车装置起作用。

而且控制电路是这样切换的：产生一个用于附加设置的刹车的控制信号，以取代原来的用于为电制动设置的功率调整环节的控制信号。为此，必要时可通过相应的放大，例如通过一继电器来达到。如果在这个实施例中用于另一个转矩方向的功率调整环节，即通常是电制动所需要的环节失效时，仅需对这个功率调整环节实施电隔离，并让控制电路如上述那样切换，以便让附加设置的刹车用作工作刹车。

这里，当指定的功率调整环节失效时这附加设置的刹车用来制动电机，以便在修理尚未进行之前用作工作刹车。相反，当控制电路处在完好的状态时这个附加设置的刹车就没必要用于制动过程以避免过早地磨损，这时此附加设置的刹车就可以作安全装置，例如当维修时用来锁住印刷机，结果即使当驱动电机通电时机器也不能启动。此外，附加设置的刹车可用作向电机供电的电源停电时的安全装置。在这种情况下刹车闸可藉助弹簧或类似物进入刹车状态，而平时当电源完好时则保持在留有间隙的状态。这个附加设置的刹车既可以是一个电动机械刹车，也可以是液体或气体传动的刹车，但无论如何他们必须是可以电控的。

代替电制动而使用附加设置刹车的上述切换大致上也可应用于本发明的其它实施例，在这些情况下此附加的制动能力可以这样实现：让电机的励磁可以换向，或者在本发明的另一个实施例中电枢电流的方向可改变。

下面的框图表示了本发明的基本单元，藉助于框图对本发明的一个实施例的下列描述及要求可以看出本发明的其他的特征和优点。各别的特征既可以单独地也可以多个任意地组合在一起在本发明的实施例中实现。这些图是：

图1：一个印刷机的主要驱动电路框图，其中含有控制电路的一个实施例。

图2：由两个桥式电路构成的连接器的示意图。

图1简要地显示了电机1工作所需要的控制电路，其中电机1采用直流并激电动机。该电路是通过连接导线2（三极地）与交流电源连接。在两根连接导线2中串联有电源换流器3。连接导线2通向第一个含六个可控硅整流管的桥式电路，再通向第二个、与桥式电路6反向平行地连入的桥式电路7，或者与桥式电路6的结构相同。桥式电路6把交流电变成直流电，在电机正程运转时供电，而桥式电路7则当电机作逆程运转时供电，或者当电机正程运转但在进行电刹车时把能量由电机1向交流电源回输。为了简化起见，图中未标出连向可控硅整流管的控制电路。

只要两个桥式电路6和7均正常工作，驱动胶板印刷机的电机1的运输方向和转速额定值便可通过调整电位器10来给定，电位器10的中心抽头与减法电路11的一个输入端相连，减法电路的另一输入端则与一台转速计的输出信号相连。转速计与电机1耦合，并输出一正比于转速的电压信号。在本实施例中采用了一个测速发电机。减法电路11的输出信号连向转速调整器13的输入端。根据电机1的转速是否偏离由电位器10给定的电压所决定的旋转方向和转速，根据电机的转速是小于还是大于额定值，由转速调整器13来调节电流调整器14。电流调整器14调节一个成套操纵装置15，它对桥式电路6和7之一的可控硅整流管输出相位合适的导通脉冲，以便由电流测量装置20、3得到的电流实际值的数值和出现在转速调整器13的输出端的电流额定值在比较器19处相等。桥式电路6和7中总是仅有一个工作，电流反向逻辑器18藉助于脉冲转换开关16完成下列工作：根据转速调整器13的输出信号的方向（转矩方向）把成套操纵装置15产生的脉冲总是通向所需要的桥式电路6或7。当电流在刚才导通的桥式电路中结束后就进行切换。

由于电流调整器14只确定电流的量值，极性转向器17完成下述工作：藉助于导通脉冲的转换也改变转速调整器13输出端的电流额定值的极性。带有两个交流电桥的直流电机的上述工作原理是众所周知的。

如果桥式电路6由于晶体管（即可控硅整流管5）之一的短路或开路而失效时，桥式电路6从电路中隔离，而桥式电路7则按原来桥式电路6的接法接入。这时桥式电路7就用来在电机1正程运转时供电。为了切换控制电路设置了转换开关21，它向额定值给定装置10输出一个转换信号，用该信号可这样影响该额定值给定装置：电机1的逆程运转不能再藉助于额定值给定装置10来给定。此外，转换开关21的切换信号还连到控制电磁刹车23的控制逻辑器22的输入端上。同时该转换开关的输出信号还连到电流反向逻辑器18的另一个输入端，而电流反向逻辑器的第三个输出端则与控制逻辑器22的另一个输入端相连。

如果转换开关21工作时，电流转换逻辑器总是让脉冲电路16保持在这样一种状态，使它对电机1作正程运转时所需要的桥式电路实现控制。如果由额定值输出器10产生一个对电机1的转速是特征性的输出信号，该转速以一预定量低于它的有效值，使转速调整器13产生一负的输出电压，该电压连到电流反向逻辑器18，使之向控制逻辑器22输出一信号，这导致刹车23使电机1制动。同时，藉助电流反射逻辑器18影响极性换向器17，使之向电流调整器14传递这样一个信号，让电流调整器不再允许向电机1供电的桥式电路的晶体管导通，以致不再从交流电源汲取电功率。

控制逻辑器22的输出信号可取两种数值，根据其所取的数值，电动机械刹车或是处在保持一微小间隙（放松）的状态或是处在刹车状态。

在图2中，相隔一定距离安置的两个冷却体24，并将其固定在配电箱的一个支架26上。在每个冷却体24上固定有三个可控硅整流管模块28，它们总是形成两个整流支路。此可控硅整流管模块总是含有两个调整端29，一个交流端30和两个直流端31和32。交流端30一方面与一整流支路的阳极相连，同时又与另一个整流支路的阴极连接。在直流端31和32上是供给电机的正或负电压。每个冷却体24上的三个可控硅整流管模块28构成一个总共含6个整流支路的交流桥式电路。两个桥式电路藉助于螺丝紧固接头固定的电流母线如图连接，电流母线35连向交流电源，而电流母线37连向电动机1。两个桥式电路中的每一个能通过拧松螺丝而与母线35、37完全脱离。如果假设图2中下面的桥式电路是图1中的桥式电路7，再假设此桥式电路失效，那么在电流母线35与37完全与桥式电路7分离后，桥式电路6可简单地通过桥式电路6的直流端的交换来取代桥式电路7。

冷却体24藉助螺丝固定于框架26上，松开螺丝后即能轻易地把其取走。

本发明用于印刷机主驱动的一个或多个电机，但也可用于印刷机的其它电机，例如支架提升电机，它可以在轮转印刷机中把输送纸张的支架连续地或步进地升高或降低。

Claims (10)

1、电动印刷机或类似机械的控制电路包括两个驱动电机用的功率调整环节：一个功率调整环节含有第一个晶体管用于第一个转矩方向；另一个功率调整环节含有第二个晶体管用于控制另一个转矩方向，该电路的特征在于设置了一个分离设备，以便至少在一个指定的功率调整环节失效时把它与其余电路实现电隔离，并把其余电路与代替它的另一个功率调整环节连接。

2、根据权利要求1的控制电路其特征在于：两个功率调整环节的基本结构是相同的。

3、根据权利要求1和2的控制电路，其特征在于：每个功率调整环节是一个容易从控制电路上分离开的单元。

4、根据上述任何一个权利要求的控制电路其特征在于：功率调整环节是可调节的整流器。

5、根据权利要求4的控制电路的特征在于：每个功率调整环节含有一个交流桥式电路（7;6）

6、根据上述任何一个权利要求的控制电路其特征在于：为了对失效的功率调整环节实施电隔离，并对控制电路与功率调整环节间的连接进行切换，设置了机械开关。

7、根据上述任何一个权利要求的控制电路。其特征在于：在一指定的功率调整环节失效时设置了一个附加的制动功能装置。

8、根据权利要求7的控制电路，其特征在于：补充地设置了刹车装置（23），而控制电路可以这样切换，以致至少当一个指定的功率调整环节失效，当要产生电机（1）电制动的状态时，它产生了一个控制信号以启动刹车（23）

9、根据权利要求7的控制电路，其特征在于：电机的励磁是可以倒相的。

10、根据权利要求7的控制电路，其特征在于：电枢电流的方向是可变的。

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