JPS627084B2 - - Google Patents
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- JPS627084B2 JPS627084B2 JP21357081A JP21357081A JPS627084B2 JP S627084 B2 JPS627084 B2 JP S627084B2 JP 21357081 A JP21357081 A JP 21357081A JP 21357081 A JP21357081 A JP 21357081A JP S627084 B2 JPS627084 B2 JP S627084B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G27/00—Jigging conveyors
- B65G27/10—Applications of devices for generating or transmitting jigging movements
- B65G27/32—Applications of devices for generating or transmitting jigging movements with means for controlling direction, frequency or amplitude of vibration or shaking movement
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は共振型電磁振動機用制御装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for a resonant electromagnetic vibrator.
共振型電磁振動機には種々の機種が公知である
が、例えば電磁フイーダについて述べると、駆動
部は板ばねを介して被加振体としてのトラフに結
合されている。駆動部は電磁石を含み、このコイ
ルに交流を通電すると、加振力が発生し、トラフ
はこの交流の周波数で振動する。このような電磁
フイーダは駆動部の質量、トラフの質量、板ばね
のばね常数などから成る2質量系の振動系を構成
し、これらにより固有振動数もしくは共振周波数
が決定される。そして通常はこの固有振動数また
はこれに近い振動数の加振力でトラフが加振され
る。すなわち、一般には駆動電源として商用電源
が用いられるが、電磁フイーダはその固有振動数
が商用電源の周波数に一致するように、またはこ
れに近くなるように設計される。これによりトラ
フに所定の振巾を得るための加振力の大きさを極
小に、またはこれに近くすることができる。従つ
て、駆動部の電磁石のコイルに通電する電流の大
きさを小さくすることができて、消費電力を少な
くすることができる。 Various types of resonant electromagnetic vibrators are known, and in the case of an electromagnetic feeder, for example, a drive section is coupled to a trough as a vibrated body via a leaf spring. The drive unit includes an electromagnet, and when an alternating current is applied to this coil, an excitation force is generated, and the trough vibrates at the frequency of this alternating current. Such an electromagnetic feeder constitutes a two-mass vibration system consisting of the mass of the driving part, the mass of the trough, the spring constant of the leaf spring, etc., and the natural frequency or resonance frequency is determined by these. The trough is normally excited with an excitation force at or near this natural frequency. That is, although a commercial power source is generally used as a driving power source, the electromagnetic feeder is designed so that its natural frequency matches or is close to the frequency of the commercial power source. Thereby, the magnitude of the excitation force for obtaining a predetermined swing width in the trough can be minimized or close to this. Therefore, the magnitude of the current flowing through the electromagnetic coil of the drive unit can be reduced, and power consumption can be reduced.
然るに、トラフに何ら移送材料を供給しない、
すなわち無負荷か、負荷が非常に小さい場合には
問題はないが、負荷がある程度大きくなると加振
力が一定であるにも拘らず、トラフの振巾が小さ
くなる。これは移送材料を含む被加振体の重量が
増加したことゝ、これによる固有振動数の変動と
の相乗作用によるものであるが、従来は、これに
対処するためにこの固有振動数の変動分を見込ん
で、無負荷時における固有振動数を定めていた。
然るに、負荷が一定であれば、ほゞ目的は達成さ
れるが、負荷が変動すれば、これに応じて固有振
動数も振巾も変動する。従つて、固有振動数でト
ラフを振動させることによるメリツトは失われる
ばかりか、所定の作用が得られなくなる。 However, the trough is not supplied with any transfer material;
That is, there is no problem when there is no load or when the load is very small, but when the load increases to a certain extent, the amplitude of the trough becomes small even though the excitation force is constant. This is due to the synergistic effect of the increase in the weight of the vibrated body including the transferred material and the resulting fluctuation in the natural frequency. The natural frequency under no load was determined by taking into account the amount of time required.
However, if the load is constant, the objective is almost achieved, but if the load changes, the natural frequency and amplitude will change accordingly. Therefore, not only is the advantage of vibrating the trough at the natural frequency lost, but the desired effect cannot be obtained.
また、電磁フイーダの設計段階において、その
固有周波数を、使用する交流電源の周波数に一致
させること及び振巾を所定の値にすることは、
種々の設計上の制約が加わり、それだけ設計を困
難にする。 In addition, at the design stage of the electromagnetic feeder, it is necessary to match its natural frequency with the frequency of the AC power source used and to set the amplitude to a predetermined value.
Various design constraints are added, making the design that much more difficult.
他方、電磁フイーダの材料輸送速度は、トラフ
の振巾×加振力の周波数にほゞ比例することが理
論的にも実験的にも証明されている。 On the other hand, it has been theoretically and experimentally proven that the material transport speed of an electromagnetic feeder is approximately proportional to the amplitude of the trough multiplied by the frequency of the excitation force.
本発明は上述の点に鑑みてなされ、簡単な設計
で共振型電磁振動機を製造することができ、かつ
最小の消費電力で常に一定の輸送速度を得ること
のできる共振型電磁振動機用制御装置を提供する
ことを目的とする。この目的は本発明によれば、
交流電源;該交流電源に接続される交流→直流変
換器;該変換器に接続される直流→交流変換器;
該直流→交流変換器の交流出力を受ける駆動部を
有する共振型電磁振動機;該共振型電磁振動機の
被加振体の検出された振動と前記交流出力に基づ
く加振力との位相差を検出する位相検出手段;と
前記共振型電磁振動機の固有振動数またはこれに
近い振動数における振動と加振力との位相差π/2又
はこれに近い値と、前記位相検出手段の出力とを
比較する第1比較手段;と前記被加振体の検出さ
れた振動の振巾と、前記加振力の周波数とを乗算
する乗算手段と;この乗算手段の出力と所定の輸
送速度とを比較する第2比較手段とを具備し、前
記第1比較手段の出力に基づいて前記直流交流変
換器の交流出力の周波数を制御して前記加振力の
周波数を前記固有振動数またはこれに近い振動数
に一徴するように制御し、かつ前記第2比較手段
の出力に基づいて前記交流→直流変換器の直流出
力のレベルを制御して前記加振力の大きさを、前
記被加振体の輸送速度が前記所定の輸送速度に一
致するように制御することを特徴とする共振型電
磁振動機用制御装置、によつて達成される。 The present invention has been made in view of the above points, and is a control for a resonant electromagnetic vibrator that can manufacture a resonant electromagnetic vibrator with a simple design and that can always obtain a constant transport speed with minimum power consumption. The purpose is to provide equipment. According to the invention, this purpose is
AC power supply; AC to DC converter connected to the AC power supply; DC to AC converter connected to the converter;
A resonant electromagnetic vibrator having a drive unit that receives the AC output of the DC to AC converter; a phase difference between the detected vibration of the vibrated body of the resonant electromagnetic vibrator and the excitation force based on the AC output; a phase difference π/2 or a value close to this between the vibration and the excitation force at the natural frequency of the resonant electromagnetic oscillator or a frequency close thereto; and the output of the phase detection means. and a multiplication means for multiplying the amplitude of the detected vibration of the vibrated body by the frequency of the excitation force; the output of the multiplication means and a predetermined transport speed. and a second comparing means for comparing the frequency of the excitation force to the natural frequency or the frequency of the excitation force by controlling the frequency of the AC output of the DC/AC converter based on the output of the first comparison means. The magnitude of the excitation force is controlled so that the vibration frequency is uniformly close to that of the excitation force, and the level of the DC output of the AC to DC converter is controlled based on the output of the second comparison means. This is achieved by a control device for a resonant electromagnetic vibrator, which controls the transport speed of the body to match the predetermined transport speed.
以下、本発明が適用される実用例について図面
を参照して説明する。 Practical examples to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
第1図は実施例の共振型電磁振動機用制御装置
のブロツク回路図を示すが、図において概略的に
示すように本実施例で制御される共振型電磁振動
機は電磁フイーダ1であつて、これは被加振力と
してのトラフ2と、加振機としての電磁石式駆動
部3とから成つており、これらは公知のように重
ね板ばねを介して結合されている。この駆動部3
の電磁石コイルに後述のように制御された交流が
供給されるのであるが、本実施例による制御装置
は主として商用交流電源4に接続される交流−直
流変換器5と、商用交流電源4と同期して働ら
き、交流−直流変換器5の直流出力レベルを制御
するパルスを発生するゲート回路6と、交流→直
流交換器5の直流出力を交流に変換するための直
流→交流変換器7と、電磁フイーダ1のトラフ2
の振動すなわち振巾を検出するための振巾検出器
8と、直流→交流変換器7の交流出力と振巾検出
器8の出力との位相差を検出するための位相検出
器9と、この位相検出器9の出力と、設定された
位相とを比較するための比較器10と、この比較
器10の出力を受けて、PI制御を行ないこの大き
さに応じた電圧を発生するPI(Proportional
Integral)制御器11と、このPI制御器11の出
力を受けて、この大きさに応じた周波数のパルス
を発生するV−F変換器12と、このV−F変換
器12の出力パルスを後に詳述する直流→交流変
換器7内の4個のトランジスタに分配するための
パルス分配器13と、振巾検出器の出力とPI制御
器11の出力とを受け、これらを乗算する乗算器
30と、この出力と設定された輸送速度とを比較
するための比較器14と、この比較器14の出力
を受けてPI制御を行ない、この大きさに応じた電
圧を発生するPI制御器15とから成つている。 FIG. 1 shows a block circuit diagram of a control device for a resonant electromagnetic vibrator according to an embodiment. As schematically shown in the figure, the resonant electromagnetic vibrator controlled in this embodiment is an electromagnetic feeder 1. , which consists of a trough 2 as an excitation force and an electromagnetic drive section 3 as an exciter, which are coupled via a stacked leaf spring as is known. This drive section 3
A controlled alternating current is supplied to the electromagnetic coil as described below, and the control device according to this embodiment mainly uses an AC-DC converter 5 connected to the commercial AC power supply 4 and a synchronization with the commercial AC power supply 4. a gate circuit 6 that operates as a gate circuit and generates a pulse that controls the DC output level of the AC-DC converter 5; and a DC-AC converter 7 that converts the DC output of the AC-DC exchanger 5 into AC. , trough 2 of electromagnetic feeder 1
An amplitude detector 8 for detecting the vibration, that is, the amplitude of A comparator 10 for comparing the output of the phase detector 9 with a set phase, and a PI (Proportional
Integral) controller 11, a V-F converter 12 that receives the output of this PI controller 11 and generates a pulse with a frequency according to the magnitude, and outputs the output pulse of this V-F converter 12. A pulse distributor 13 for distributing to the four transistors in the DC to AC converter 7, which will be described in detail, and a multiplier 30 that receives the output of the amplitude detector and the output of the PI controller 11 and multiplies them. , a comparator 14 for comparing this output with a set transport speed, and a PI controller 15 that performs PI control in response to the output of this comparator 14 and generates a voltage according to this magnitude. It consists of
PI制御部15の出力はゲート回路6に供給さ
れ、交流→直流変換器5に対するゲートパルスの
位相を制御する。従つて、直流→交流変換器7か
らは、乗算器30の出力と、位相検出器9の出力
とに応じて制御された大きさと周波数の交流が得
られ、これが電磁フイーダ1の駆動部3の電磁石
コイルに供給される。この電磁石コイルに通電さ
れる交流の周波数で、かつこの交流の大きさに応
じた大きさの加振力を駆動部3が発生する。 The output of the PI control section 15 is supplied to the gate circuit 6, which controls the phase of the gate pulse to the AC to DC converter 5. Therefore, an alternating current whose magnitude and frequency are controlled according to the output of the multiplier 30 and the output of the phase detector 9 is obtained from the DC to AC converter 7, and this is used to drive the drive unit 3 of the electromagnetic feeder 1. Supplied to the electromagnetic coil. The drive unit 3 generates an excitation force at the frequency of the alternating current applied to the electromagnetic coil and having a magnitude corresponding to the magnitude of the alternating current.
次に上述の交流→直流変換器5及び直流交流→
変換器7の詳細について第2図を参照して説明す
る。 Next, the above-mentioned AC → DC converter 5 and DC AC →
Details of the converter 7 will be explained with reference to FIG.
交流→直流変換器5において、ダイオード
D1,D2及びサイリスタSCR1,SCR2によつてブリ
ツヂ回路が構成され、これに商用交流電源4が接
続される。サイリスタSCR1,SCR2のゲート電極
にはダイオードD3,D4を介してゲート信号供給
端子Gから、第1図のゲート回路6のゲートパル
スが供給される。このゲートパルスによつてサイ
リスタSCR1,SCR2の通電角が制御された整流出
力がブリツジ回路から得られ、ダイオードD9、
リアクトルL及びコンデンサC1から成る平滑回
路で平滑された直流出力として、第1図では図示
しなかつた保護回路20を介して、直流→交流変
換器7に供給される。 In the AC to DC converter 5, the diode
D 1 , D 2 and thyristors SCR 1 , SCR 2 constitute a bridge circuit, to which a commercial AC power supply 4 is connected. The gate pulse of the gate circuit 6 shown in FIG. 1 is supplied to the gate electrodes of the thyristors SCR 1 and SCR 2 from the gate signal supply terminal G via the diodes D 3 and D 4 . A rectified output in which the conduction angles of the thyristors SCR 1 and SCR 2 are controlled by this gate pulse is obtained from the bridge circuit, and the diodes D 9 and
The DC output is smoothed by a smoothing circuit consisting of a reactor L and a capacitor C1 , and is supplied to the DC to AC converter 7 via a protection circuit 20 (not shown in FIG. 1).
直流→交流変換器7においては、トランジスタ
TR2とTR5とが一方の対をなし、トランジスタ
TR3とTR4とが他方の対をなす。また、各トラン
ジスタTR2〜TR5と並列にそれぞれ過電圧吸収用
のダイオードD5〜D8が接続される。トランジス
タTR2とTR4との接続点及びダイオードD5とD7と
の接続点は電磁フイーダ1の駆動部3の電磁石コ
イル23の一方の端子21に接続され、トランジ
スタTR3とTR5との接続点及びダイオードD6とD8
との接続点は電磁石コイル23の他方の端子22
に接続される。電磁石コイル23はコア24に公
知のように巻装されている。トランジスタTR2〜
TR5のベース電極B2〜B5には第1図におけるパル
ス分配器13から矩形波状のパルスがベース信号
として供給されるが、一方のトランジスタTR2,
TR5のベース電極B2,B5と、他方のトランジスタ
TR3,TR4のベース電極B3,B4とには交互にベー
ス信号が供給される。従つて、一方の対のトラン
ジスタTR2,TR5が導通状態にあるときは、他方
の対のトランジスタTR3,TR4は非導通状態にあ
り、また一方の対のトランジスタTR2,TR5が非
導通状態にあるときは、他方の対のトランジスタ
TR3,TR4は導通状態にある。 In the DC to AC converter 7, a transistor
TR 2 and TR 5 form one pair, and the transistor
TR 3 and TR 4 form the other pair. Further, overvoltage absorbing diodes D5 to D8 are connected in parallel with each of the transistors TR2 to TR5 , respectively. The connection point between the transistors TR 2 and TR 4 and the connection point between the diodes D 5 and D 7 are connected to one terminal 21 of the electromagnetic coil 23 of the drive unit 3 of the electromagnetic feeder 1, and the connection point between the transistors TR 3 and TR 5 is Connection points and diodes D 6 and D 8
The connection point is the other terminal 22 of the electromagnetic coil 23
connected to. The electromagnetic coil 23 is wound around the core 24 in a known manner. Transistor TR 2 ~
A rectangular wave pulse is supplied as a base signal from the pulse distributor 13 in FIG. 1 to the base electrodes B 2 to B 5 of TR 5 , but one transistor TR 2 ,
Base electrodes B 2 and B 5 of TR 5 and the other transistor
Base signals are alternately supplied to base electrodes B 3 and B 4 of TR 3 and TR 4 . Therefore, when one pair of transistors TR 2 and TR 5 is in a conducting state, the other pair of transistors TR 3 and TR 4 are in a non-conducting state, and one pair of transistors TR 2 and TR 5 is in a non-conducting state. When in the non-conducting state, the transistors of the other pair
TR 3 and TR 4 are in a conductive state.
保護回路20は線路に巻回された検出コイル2
5、抵抗RとトランジスタTR1との直列回路から
成り、検出コイル25により過電流が検出された
場合には、図示しない遮断回路により、交流→直
流変換器5におけるゲート信号供給端子Gへのゲ
ートパルスは遮断され、直流→交流変換器7にお
けるトランジスタTR2〜TR5のベース電極B2〜B5
へのベース信号は遮断される。また、これと同時
に、トランジスタTR1のベース電極B1にベース信
号が供給され、トランジスタTR1は導通状態とな
つて、交流→直流変換器5におけるコンデンサ
C1に蓄えられている電荷は抵抗Rを介して放電
される。これによつて、上述の各回路素子が過電
流から保護される。なお、コンデンサC1の両電
極間の電圧を検出するようにし、過電圧を検出し
たときに、上述のような保護作用をさせるように
してもよい。 The protection circuit 20 includes a detection coil 2 wound around the track.
5. Consists of a series circuit of a resistor R and a transistor TR 1 , and when an overcurrent is detected by the detection coil 25, a cutoff circuit (not shown) shuts down the gate to the gate signal supply terminal G in the AC to DC converter 5. The pulse is interrupted and the base electrodes B 2 - B 5 of the transistors TR 2 - TR 5 in the DC to AC converter 7
The base signal to is cut off. At the same time, a base signal is supplied to the base electrode B1 of the transistor TR1 , and the transistor TR1 becomes conductive, and the capacitor in the AC to DC converter 5 is turned on.
The charge stored in C1 is discharged through the resistor R. This protects each of the above-mentioned circuit elements from overcurrent. Note that the voltage between both electrodes of the capacitor C1 may be detected, and when an overvoltage is detected, the above-mentioned protective action may be performed.
本実施例のゲート回路6はまた次のように構成
されている。すなわち、図示しないが、この装置
の起動ボタンを押すと、ゲート回路6にスタート
指令信号が与えられ、これによりゲート回路6か
らは第3図Bに示すようなゲートパルスが発生す
るように構成されている。第3図A〜Dにおいて
は、記動直後の各部の信号の時間的変化が示され
ているが、第3図Aに示す商用交流電源4の交流
の瞬時値が零のときを基準としてゲートパルスの
位相θが、θ=180゜−k1t(但しtは時間、k1は
常数)のように変化するように構成されている。
すなわち、第3図Cに示すように、整流波形(サ
イリスタSCR1,SCR2、ダイオードD1,D2によつ
て構成されるブリツジ回路の出力)がθn>θn
+1>…………とθが変化するのであるが、この
θが所定の値αになるまで、k1の割合で減少する
ように構成されている。この所定の値αは比較器
14に設定される輸送速度の値によつて決定され
る。また図示しないが、この装置の停止ボタンを
押すと、ゲート回路6にストツプ指令が与えら
れ、これによりゲートパルスの位相が180゜にな
るまでθ=α+k1tと変化するようにゲート回路
6が構成される。 The gate circuit 6 of this embodiment is also configured as follows. That is, although not shown, when the start button of this device is pressed, a start command signal is given to the gate circuit 6, whereby the gate circuit 6 generates a gate pulse as shown in FIG. 3B. ing. In FIGS. 3A to 3D, temporal changes in the signals of each part immediately after recording are shown. The pulse phase θ is configured to change as θ=180°−k 1 t (where t is time and k 1 is a constant).
That is , as shown in FIG .
θ changes as + 1 > . This predetermined value α is determined by the transport speed value set in the comparator 14. Although not shown, when the stop button of this device is pressed, a stop command is given to the gate circuit 6, which causes the gate circuit 6 to change as θ=α+k 1 t until the phase of the gate pulse reaches 180°. configured.
上述の常数k1は次のような点を考慮して定めら
れる。すなわち一般に振動機にある周波数の加振
力を与えると、この振動系の粘性抵抗係数や固有
振動数の高さに応じて起動時及び停止時には第4
図Aに示すような過渡状態で振動する。従つて起
動直後及び停止直後には振巾が非常に大きく、や
がて定常値もしくは零になるが、このような過渡
状態が振動機の所望の作用に悪影響を及ぼすこと
がある。本実施例ではこの点に鑑みて、第4図B
で示すようになめらかに振動機が起動し、停止す
るように常数k1が定められている。すなわち、粘
性抵抗係数が小さいときには、θが所定の値αに
なるまでの時間、すなわち振巾の立上り時間を長
く、また粘性抵抗係数が大きいときには該立上り
時間を短かくするように制御している。停止する
ときの立下り時間についても同様である。 The above-mentioned constant k 1 is determined in consideration of the following points. In other words, in general, when an excitation force of a certain frequency is applied to a vibrator, the 4th frequency is applied at startup and stop depending on the viscous resistance coefficient and the height of the natural frequency of the vibration system.
It vibrates in a transient state as shown in Figure A. Therefore, the amplitude is very large immediately after starting and immediately after stopping, and eventually reaches a steady value or zero, but such a transient state may adversely affect the desired action of the vibrator. In this embodiment, in view of this point, FIG.
The constant k 1 is determined so that the vibrator starts and stops smoothly as shown in . That is, when the viscous drag coefficient is small, the time required for θ to reach a predetermined value α, that is, the rise time of the amplitude, is controlled to be long, and when the viscous drag coefficient is large, the rise time is controlled to be shortened. . The same applies to the falling time when stopping.
第3図Bに示すようなゲートパルスにより、交
流→直流変換器5におけるブリツヂ回路からは第
3図Cに示すような整流出力が得られ、これは平
滑回路により平滑されて、交流→直流変換器5か
らは第3図Dに示すような直流電圧が得られる。
この直流電圧はゲートパルスの位相θがαになる
と共に定常値Eになるのであるが、E≒k2α(k2
は常数)であり、Eの高さによつてトラフ2への
加振力が一義的に定まるので、結局αによつてト
ラフ2の輸送速度が定まることになる。 Due to the gate pulse shown in FIG. 3B, a rectified output as shown in FIG. 3C is obtained from the bridge circuit in the AC to DC converter 5, and this is smoothed by the smoothing circuit to complete the AC to DC conversion. A DC voltage as shown in FIG. 3D is obtained from the device 5.
This DC voltage reaches a steady value E as the phase θ of the gate pulse becomes α, but E≒k 2 α(k 2
is a constant), and since the excitation force to the trough 2 is uniquely determined by the height of E, the transportation speed of the trough 2 is ultimately determined by α.
次に比較器10に設定される位相値について説
明する。 Next, the phase value set in the comparator 10 will be explained.
電磁振動機1の駆動部3が発生する加振力と、
これを受けて振動するトラフ2の振巾との間の位
相差δは振動工学上、一般に次のような関係式で
表わされる。 Excitation force generated by the drive unit 3 of the electromagnetic vibrator 1;
The phase difference δ between the amplitude of the trough 2 that vibrates in response to this is generally expressed by the following relational expression in terms of vibration engineering.
tanδ=2γλ/1−λ2
上式においてγは振動系の粘性抵抗係数であ
り、
λ=f/fo=加振力の周波数/振動系の共振周波
数である。 tanδ=2γλ/1−λ 2 In the above equation, γ is the viscous drag coefficient of the vibration system, and λ=f/fo=frequency of excitation force/resonance frequency of the vibration system.
従つて、f=fo、すなわちλ=1のときが、共
振状態であり、このときには上式からδ=π/2とな
る。またλ→0ではδ→0であり、λ→∞ではδ
→π/2である。従つて、δはfの増加の共に0→π/
2
→π/2と変化するが、この変化の様子は粘性抵抗係
数γによつて異なり、γ=0のときにはf=foで
δはステツプ的に0からπ/2となる。然しながら実
際には粘性抵係数γは零ではあり得ないので、共
振状態ではδ=π/2となる。然しながら、本実施例
では制御の安定性からπ/2よりわずかに小さい値が
比較器10に設定される。 Therefore, when f=fo, that is, when λ=1, there is a resonance state, and in this case, from the above equation, δ=π/2. Also, at λ→0, δ→0, and at λ→∞, δ
→π/2. Therefore, δ increases from 0 to π/ as f increases.
2 → π/2, but the manner of this change differs depending on the viscous drag coefficient γ. When γ=0, f=fo and δ changes stepwise from 0 to π/2. However, in reality, the viscous drag coefficient γ cannot be zero, so δ=π/2 in the resonance state. However, in this embodiment, a value slightly smaller than π/2 is set in the comparator 10 for stability of control.
なお、直流→交流変換器7の交流出力が駆動部
3の電磁石コイル23に通電されることにより、
吸引力が発生し、これが加振力となるのである
が、交流出力と加振力の位相は同一である。な
お、この位相は厳密には同一ではないが、わずか
な一定の位相差を増減すれば一致させることがで
きるので、以下同一として説明する。 Note that when the AC output of the DC to AC converter 7 is energized to the electromagnetic coil 23 of the drive unit 3,
An attractive force is generated, which becomes an excitation force, but the phases of the AC output and the excitation force are the same. Note that although these phases are not strictly the same, they can be made to match by increasing or decreasing a slight fixed phase difference, so the following description will be made assuming that they are the same.
本発明の実施例による電磁振動機用制御装置は
以上のように構成されるか、次にこの作用につい
て説明する。 The electromagnetic vibrator control device according to the embodiment of the present invention is constructed as described above, and its operation will be explained next.
今、図示しない起動ボタンを押すと、スタート
指令信号がゲート回路6に供給され、第3図Bに
示すようなゲート信号が交流→直流変換器5のサ
イリスタSCR1,SCR2のゲート電極に供給され
る。これによりそのブリツジ回路から第3図Cに
示すような整流出力が得られ、これは平滑回路に
より平滑されて第3図Dに示すような出力が交流
→直流変換器5から得られ、これは直流→交流変
換器7に供給される。 Now, when a start button (not shown) is pressed, a start command signal is supplied to the gate circuit 6, and a gate signal as shown in FIG. 3B is supplied to the gate electrodes of the thyristors SCR 1 and SCR 2 of the AC to DC converter 5. be done. As a result, a rectified output as shown in FIG. 3C is obtained from the bridge circuit, which is smoothed by the smoothing circuit, and an output as shown in FIG. 3D is obtained from the AC to DC converter 5, which is It is supplied to the DC→AC converter 7.
他方、このときの位相検出器9の出力と設定位
相値との差に応じて変動する周波数のパルスがパ
ルス分配器13から直流→交流変換器7における
トランジスタTR2,TR5のベース電極B2,B5と
TR3,TR4のベース電極B3,B4とに交互に供給さ
れる。今、このパルスが一方の対のトランジスタ
TR2,TR5のベース電極B2,B5に供給されたとす
ると、これらのトランジスタTR2,TR5は導通状
態となり、電流がトランジスタTR2→端子21→
コイル23→端子22→トランジスタTR5と流
れ、コイル23を励磁する。次に他方の対のトラ
ンジスタTR3,TR4のベース電極B3,B4にパルス
が供給されると、これらトランジスタTR3,TR4
は導通状態となり、電流がトランジスタTR3→端
子22→コイル23→端子21→トランジスタ
TR4と流れ、コイル23を励磁する。このよう
に、コイル23には、交流−直流変換器5の直流
出力のレベルに応じた大きさの交流が流れること
になる。この交流によつて電磁石24に交流吸引
力が発生し、トラフ2を加振する。 On the other hand, a pulse with a frequency that varies depending on the difference between the output of the phase detector 9 and the set phase value at this time is transmitted from the pulse distributor 13 to the base electrodes B 2 of the transistors TR 2 and TR 5 in the DC to AC converter 7. , B 5 and
The base electrodes B 3 and B 4 of TR 3 and TR 4 are alternately supplied. Now, this pulse is applied to one pair of transistors.
If supplied to the base electrodes B 2 and B 5 of TR 2 and TR 5 , these transistors TR 2 and TR 5 become conductive, and the current flows through the transistor TR 2 → terminal 21 →
The current flows from the coil 23 to the terminal 22 to the transistor TR5 , and the coil 23 is excited. Next, when a pulse is supplied to the base electrodes B 3 and B 4 of the other pair of transistors TR 3 and TR 4 , these transistors TR 3 and TR 4
becomes conductive, and the current flows through the transistor TR 3 → terminal 22 → coil 23 → terminal 21 → transistor
The current flows through TR 4 and excites the coil 23. In this way, an alternating current of a magnitude corresponding to the level of the direct current output of the alternating current-direct current converter 5 flows through the coil 23. This alternating current generates an alternating current attraction force in the electromagnet 24, which excites the trough 2.
起動時には第3図Dで示されるような立上り特
性の直流出力が直流→交流変換器7に供給される
ので、第4図Bに示すようにトラフ2は極めて安
定に起動する。交流→直流変換器5の直流出力は
やがて設定輸送速度に対応するレベルEに達する
のであるが、もし起動と同時にこのレベルの直流
が直流→交流変換器7に供給されると、トラフ2
は第4図Aに示すような過渡状態で振動を開始
し、その作用に悪影響を及ぼす。 At startup, a DC output with a rising characteristic as shown in FIG. 3D is supplied to the DC to AC converter 7, so that the trough 2 is started extremely stably as shown in FIG. 4B. The DC output of the AC to DC converter 5 eventually reaches a level E corresponding to the set transport speed, but if DC at this level is supplied to the DC to AC converter 7 at the same time as startup, the trough 2
begins to vibrate in a transient state as shown in FIG. 4A, which adversely affects its operation.
位相検出器9からは直流→交流変換器7の交流
出力と振巾検出器8の出力との間の位相差を検出
する出力が発生し、これが比較器10で説定位相
値(本実施例で〓2よりわづかに小さい値)と比較
され、これらの差が零になるようにPI制御部11
で制御された周波数のパルスがパルス分配器13
から直流→交流変換器7に供給される。従つて、
トラフ2は共振周波数に非常に近い振動数で振動
するように制御される。 The phase detector 9 generates an output that detects the phase difference between the AC output of the DC to AC converter 7 and the output of the amplitude detector 8. 2 ), and the PI control unit 11 adjusts the difference so that the difference becomes zero.
The pulses with a frequency controlled by the pulse distributor 13
is supplied to the DC to AC converter 7. Therefore,
The trough 2 is controlled to vibrate at a frequency very close to the resonant frequency.
他方、振巾検出器8の出力と加振力の周波数の
瞬時値を表わすPI制御器11の出力との乗算値は
設定輸送速度と比較器14で比較され、これらの
差が零になるようにPI制御器15で制御された位
相のゲート信号が交流→直流変換器5に供給さ
れ、これによりこの変換器5からは設定輸送速度
に対応するレベルの直流出力が得られる。従つて
トラフ2は所望の輸送速度を得る振巾値で振動す
ることになる。 On the other hand, the multiplication value of the output of the amplitude detector 8 and the output of the PI controller 11 representing the instantaneous value of the frequency of the excitation force is compared with the set transport speed by a comparator 14, and the difference between them is reduced to zero. A gate signal whose phase is controlled by the PI controller 15 is supplied to the AC to DC converter 5, whereby a DC output at a level corresponding to the set transport speed is obtained from the converter 5. The trough 2 will therefore vibrate with an amplitude value that provides the desired transport speed.
以上のようにして定常状態では共振周波数に
ほゞ等しい周波数で、かつ所望の輸送速度を得る
振巾でトラフ2は振動しているが、今このトラフ
2に移送材料、例えば砂をトラフ2の左端部上方
に設けられた図示しないホツパーから供給したと
する。砂はトラフ2の振動により移送力を受けて
図において右方へと移送させ、トラフ右端から排
出されるのであるが、このように負荷を受ける
と、トラフ2の振巾は小さくなろうとし移送材料
を含む振動系の共振周波数は低下する。然るに本
実施例によれば、トラフ2の振巾×加振力の周波
数が検出され、設定輸送速度と比較器14で比較
され、常にこの設定輸送速度となるように交流→
直流変換器5が直流出力を発生するので、負荷状
態においても所望の輸送速度を得る振巾値で振動
する。また共振周波数は負荷と共に低下するが、
直ちにこのときの加振力と振巾との位相差が検出
され、これが比較器10で設定位相値と比較さ
れ、この位相値となるように直流→交流変換器7
の交流出力の周波数が制御されるので、振動数は
無負荷時より減少するが、やはり共振状態は保持
される。 As described above, in the steady state, the trough 2 is vibrating at a frequency approximately equal to the resonant frequency and at an amplitude that provides the desired transport speed. It is assumed that the water is supplied from a hopper (not shown) provided above the left end. The sand is transferred to the right in the figure by the transfer force caused by the vibration of the trough 2, and is discharged from the right end of the trough, but when subjected to such a load, the width of the trough 2 becomes smaller and the sand is transferred. The resonant frequency of the vibration system containing the material decreases. However, according to this embodiment, the amplitude of the trough 2 x the frequency of the excitation force is detected and compared with the set transport speed by the comparator 14, and the AC →
Since the DC converter 5 generates a DC output, it vibrates at an amplitude value that provides a desired transport speed even in a loaded state. Also, the resonant frequency decreases with the load,
The phase difference between the excitation force and the amplitude at this time is immediately detected, this is compared with the set phase value in the comparator 10, and the DC to AC converter 7 is adjusted to match this phase value.
Since the frequency of the AC output is controlled, the frequency decreases compared to when there is no load, but the resonance state is still maintained.
トラフ2の振動を停止すべく、図示しない停止
ボタンを押すと、ストツプ指令信号がゲート回路
6に供給される。これにより、強制的にゲート信
号の位相θは180°になるまでθ=α+k1t(但し
αは無負荷時の定常状態における値)の式に従つ
て変化する。従つて、ゲート信号は第3図Bで示
す変化とは逆方向に変化し、交流→直流変換器5
におけるブリツヂ回路の整流出力も第3図Cに示
す変化とは逆方向に変化する。これにより交流→
直流変換器5の直流出力は第3図Dに示す変化と
は逆方向に変化し、零に近づく、従つて、第4図
Bに示すように静かに停止する。もし、このよう
な立下り特性を与えずに、直流出力のレベルをE
から直接零にすると、トラフ2は第4図Aに示す
ように過度振動を行なうことになる。 When a stop button (not shown) is pressed to stop the vibration of the trough 2, a stop command signal is supplied to the gate circuit 6. As a result, the phase θ of the gate signal is forced to change according to the equation θ=α+k 1 t (where α is a value in a steady state with no load) until it reaches 180°. Therefore, the gate signal changes in the opposite direction to the change shown in FIG. 3B, and the AC to DC converter 5
The rectified output of the bridge circuit also changes in the opposite direction to the change shown in FIG. 3C. This allows exchange →
The DC output of the DC converter 5 changes in the opposite direction to the change shown in FIG. 3D and approaches zero, thus coming to a quiet stop as shown in FIG. 4B. If the DC output level is set to E without providing such a falling characteristic,
If it is brought directly to zero, the trough 2 will undergo transient oscillations as shown in FIG. 4A.
もしトラフ2の運転中に、または起動時に何ら
かの理由で過大な電流が流れた場合には、保護回
路20における検出コイル25によりこれが検出
されて、トランジスタTR1のベース電極B1にベー
ス信号が供給され、トランジスタTR1は導通状態
になる。これにより、コンデンサC1の電荷は抵
抗Rを介して放電されると共に、サイリスタ
SCR1,SCR2のゲート電極へのゲート信号は遮断
され、トランジスタTR2〜TR5のベース電極B2〜
B5へのベース信号は遮断される。これにより、
各回路素子は保護される。 If an excessive current flows for some reason during operation of the trough 2 or at startup, this will be detected by the detection coil 25 in the protection circuit 20 and a base signal will be supplied to the base electrode B 1 of the transistor TR 1 . The transistor TR1 becomes conductive. As a result, the charge in the capacitor C1 is discharged through the resistor R, and the thyristor
Gate signals to the gate electrodes of SCR 1 and SCR 2 are cut off, and the base electrodes B 2 - of transistors TR 2 - TR 5
The base signal to B5 is blocked. This results in
Each circuit element is protected.
以上、本発明の実施例について説明したが、勿
論、本発明はこれらに限定されることなく本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is of course not limited to these and can be modified in various ways based on the technical idea of the present invention.
例えば、以上の実施例では電磁振動機として電
磁フイーダが示されたがパーツフイーダ、パツカ
ー、スパイラルエレベータなど種々の電磁振動機
に本発明は適用可能である。 For example, in the above embodiments, an electromagnetic feeder was shown as the electromagnetic vibrator, but the present invention is applicable to various electromagnetic vibrators such as parts feeders, truck cars, and spiral elevators.
特にパーツフイーダに適用した場合、実施態様
として、起動時及び停止時に加振力すなわち交流
→直流変換器5の出力の立上り時間及び立下り時
間を第3図Dに示すように(但し立下り時間につ
いては逆方向)振動系の粘性抵抗係数に応じて制
御するように構成すると、従来、起動時及び停止
時に見られた振動の過渡状態の大振巾によつて、
ボール内の部品がおどり上つて、その姿勢が乱れ
るということがなくなる。従つて、パーツフイー
ダの整送作用もしくは整列作用が起動時及び停止
時に乱されることがない。 Particularly when applied to a parts feeder, as an embodiment, the rise time and fall time of the excitation force, that is, the output of the AC to DC converter 5, at startup and stop are as shown in FIG. 3D (however, regarding the fall time (in the opposite direction) When configured to control according to the viscous drag coefficient of the vibration system, the large amplitude of the vibration transient state conventionally seen at startup and stop
This eliminates the possibility that the parts inside the ball would jump up and disrupt its posture. Therefore, the feeding or aligning action of the parts feeder is not disturbed when starting or stopping.
また、回路構成も図示した実施例に限定される
ことなく、例えば第2図において直流→交流変換
器7ではスイツチング用に4個のトランジスタ
TR2〜TR5が用いられたが、2個だけで構成する
ことも可能である。 Further, the circuit configuration is not limited to the illustrated embodiment; for example, in FIG. 2, the DC to AC converter 7 has four transistors for switching.
Although TR 2 to TR 5 were used, it is also possible to use only two.
また、以上の実施例では位相検出器9ではトラ
フ2の振巾の位相と直流→交流変換器7の出力の
位相とが比較されるとしたが、これに限らず例え
ば電磁石24の磁束の位相とトラフ2の振巾の位
相とが比較されてもよい。 Further, in the above embodiment, the phase detector 9 compares the phase of the amplitude of the trough 2 and the phase of the output of the DC to AC converter 7, but the present invention is not limited to this, and for example, the phase of the magnetic flux of the electromagnet 24 is compared. and the phase of the amplitude of the trough 2 may be compared.
また以上の実施例では設定される位相値をπ/2よ りわづかに小さい値としたが勿論π/2としてもよ い。 In addition, in the above embodiment, the phase value to be set is π/2. I set it to a slightly smaller value, but of course you could also set it to π/2. stomach.
以上述べたように本発明の共振型電磁振動機用
制御装置によれば、電磁振動機を従来より簡単に
設計することができ、また駆動部と被加振体とを
結合する板ばねの大きさや、枚数、締めつけ力な
どの調整は全く不要であつて常に共振状態または
これに近い状態で電磁振動機の被加振体を所定の
輸送速度を得るように振動させることができる。
従つて、加振力の大きさを極小化することがで
き、それだけ消費電力を少なくすることができ
る。 As described above, according to the control device for a resonant electromagnetic vibrator of the present invention, it is possible to design an electromagnetic vibrator more easily than before, and the size of the leaf spring that connects the driving part and the vibrated body can be increased. There is no need to adjust the sheath, number of sheaths, tightening force, etc., and the body to be vibrated by the electromagnetic vibrator can always be vibrated in a resonant state or in a state close to this so as to obtain a predetermined transport speed.
Therefore, the magnitude of the excitation force can be minimized, and power consumption can be reduced accordingly.
第1図は本発明の実施例による共振型電磁振動
機用制御装置のブロツク回路図、第2図は第1図
における交流→直流変換器、直流→交流変換器及
びこれらと関連する部分の詳細な回路図、第3図
は第1図におけるゲート回路の作用を説明するた
めのグラフ、及び第4図は実施例の作用を説明す
るためのグラフである。
なお、図において、1……電磁フイーダ、2…
…トラフ、3……駆動部、5……交流→直流変換
器、6……ゲート回路、7……直流→交流変換
器、8……振巾検出器、9……位相検出器、1
0,14……比較器、11,15……PI制御器、
12……V−F変換器、30……乗算器。
Fig. 1 is a block circuit diagram of a control device for a resonant electromagnetic vibrator according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 shows details of the AC to DC converter, DC to AC converter, and related parts in Fig. 1. FIG. 3 is a graph for explaining the operation of the gate circuit in FIG. 1, and FIG. 4 is a graph for explaining the operation of the embodiment. In the figure, 1...electromagnetic feeder, 2...
... Trough, 3 ... Drive section, 5 ... AC to DC converter, 6 ... Gate circuit, 7 ... DC to AC converter, 8 ... Amplitude detector, 9 ... Phase detector, 1
0, 14... Comparator, 11, 15... PI controller,
12... V-F converter, 30... Multiplier.
Claims (1)
流変換器;該変換器に接続される直流→交流変換
器;該直流→交流変換器の交流出力を受ける駆動
部を有する共振型電磁振動機;該共振型電磁振動
機の被加振体の検出された振動と前記交流出力に
基づく加振力との位相差を検出する位相検出手
段;と前記共振型電磁振動機の固有振動数または
これに近い振動数における振動と加振力との位相
差π/2又はこれに近い値と、前記位相検出手段の
出力とを比較する第1比較手段;と前記被加振体
の検出された振動の振巾と、前記加振力の周波数
とを乗算する乗算手段と;この乗算手段の出力と
所定の輸送速度とを比較する第2比較手段とを具
備し、前記第1比較手段の出力に基づいて前記直
流交流変換器の交流出力の周波数を制御して前記
加振力の周波数を前記固有振動数またはこれに近
い振動数に一致するように制御し、かつ前記第2
比較手段の出力に基づいて前記交流→直流変換器
の直流出力のレベルを制御して前記加振力の大き
さを、前記被加振体の輸送速度が前記所定の輸送
速度に一致するように制御することを特徴とする
共振型電磁振動機用制御装置。 2 前記共振型電磁振動機の起動時に前記交流→
直流変換器の直流出力のレベルを零から前記所定
の振巾に対応するレベルにまで徐々に増大させ、
停止時には該レベルから零にまで徐々に減少させ
るようにした前記第1項に記載の制御装置。[Scope of Claims] 1 AC power source; an AC to DC converter connected to the AC power source; a DC to AC converter connected to the converter; a drive unit that receives the AC output of the DC to AC converter; a resonant electromagnetic vibrator; a phase detection means for detecting a phase difference between the detected vibration of the vibrated body of the resonant electromagnetic vibrator and the excitation force based on the AC output; and the resonant electromagnetic vibrator. a first comparing means for comparing the output of the phase detecting means with a phase difference π/2 between the vibration and the excitation force at the natural frequency or a frequency close to this, or a value close to this; and a multiplication means for multiplying the amplitude of the detected vibration of the body by the frequency of the excitation force; a second comparison means for comparing the output of the multiplication means with a predetermined transport speed; 1. Controlling the frequency of the AC output of the DC/AC converter based on the output of the comparison means so that the frequency of the excitation force matches the natural frequency or a frequency close to this, and 2
The level of the DC output of the AC to DC converter is controlled based on the output of the comparison means to adjust the magnitude of the excitation force such that the transport speed of the vibrated body matches the predetermined transport speed. A control device for a resonant electromagnetic vibrator. 2. When starting up the resonant electromagnetic vibrator, the alternating current →
gradually increasing the level of DC output of the DC converter from zero to a level corresponding to the predetermined amplitude;
2. The control device according to claim 1, wherein the control device gradually decreases from the level to zero when stopping.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21357081A JPS58113014A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Control unit for resonance type electromagnetic vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21357081A JPS58113014A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Control unit for resonance type electromagnetic vibrator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58113014A JPS58113014A (en) | 1983-07-05 |
| JPS627084B2 true JPS627084B2 (en) | 1987-02-16 |
Family
ID=16641390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21357081A Granted JPS58113014A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Control unit for resonance type electromagnetic vibrator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58113014A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4811835A (en) * | 1986-10-07 | 1989-03-14 | K-Tron International, Inc. | Vibratory material feeder |
| US5074403A (en) * | 1989-05-08 | 1991-12-24 | K-Tron Technologies, Inc. | Apparatus and method for two loop control of vibratory material feeders |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP21357081A patent/JPS58113014A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58113014A (en) | 1983-07-05 |
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