Электропривод

 

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД, СОСТОЯЩИЙ из двух электричеких двигателей постоянного тока, каждый из -которых содержи подвижную и неподвижную части, обмотку возбуждения, якорную обмотку и коллектор со щетками, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации и упрощения конструкции, подвижная часть каждого из упомянутых двигателей состоит из двух одинаковых установленных рядом в направлении , перпендикулярном движению, ферромагнитных сердечников с размещенными на них обмотками возбуждения и якорной обмоткой, якорные обмотки обоих двигателей подключены к одному общему коллектору, а неподвижные части двигателей выполнены в виде ферромагнитных полос с выступами , размещенными в два ряда (Л вдоль движения. к со ел 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g (50 Н 02 К 41/035

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2912668/24-07 (22) 19. 04. 80 (46) 15 ° 06. 83. Бюл. Р 22 (72) В.Т. Беликов, A Ä. Ивлев, В.М.Ситниченко, В. И. Швец и Л. В. Буштян (71) Одесский орцена Трудового Красного Знамени политехнический инсти-. тут (53) 621 ° 313.282(088.8) (56) 1. Чиликин M.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированногo электропривода. М., Энергия, 1979, с.538-557.

2. Андреев В.П., Сабинин Ю.А, Основы электропривода. M.-Л., МЭИ, 1963 с.674-675. (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОПРИВОД, состоящий иэ двух электричеких двигателей постоянного тока, каждый из .кото„„SU„„. 023574 А рых содержи1 подвижную и неподвижную части, обмотку возбуждения, якорную обмотку и коллектор со щетками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности синхронизации и упрощения конструкции, подвижная часть каждого из упомянутых двигателей состоит из двух одинаковых установленных рядом в направлении, перпендикулярном движению, ферромагнитных сердечников с размещенными на них обмотками возбужде.ния и якорной обмоткой, якорные обмотки обоих двигателей подключены к одному общему коллектору, а неподвижные части двигателей выполнены в виде ферромагнитных полос с выступами, размещенными в два ряда вдоль движения.

1023574 му коллектору.,Ъ

2. Электропривод по п.1, о т лича ющийся тем,чтоподвижная часть каждого из упомянутых двигателей снабжена парой доПолнительных аналогичных сердечников с обмоткой возбуждения и якорной об-, моткОй, смещенных по отношению к упомянутым сердечникам в направлении перемещения и жестко соединенных

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах, требующих синхронного возвратно-поступательного и прямолинейного перемещения двух подвижных опор, например двух концов порта ла в широкопортальных машинах термической резки, а также соответствующих грузоподъемных устройств в виде перегружателей протяженных кон вейерных терминалов и т.п..

Известны системы синхронного вращения валов (осей), не связанных механически, в которых механическую связь валов невозможно осуществить по конструктивным соображениям (козловые краны, портальные краны и т.п.), поэтому насаживаются дополнительные электрические машины (синхронные или асинхронные), создающие при наличии рассогласования добавочные моменты, подгоняющие один вал и притормаживающие второй, благодаря чему появившееся рассогласование устраняется $1(.

Известен также электропривод, состоящий из двух электрических дви- гателей постоянного тока, каждый из которых содержит подвижную и неподвижную части, обмотку возбуждения, якорную обмотку и коллектор со щетками. Для синхронизации вращения двигатели постоянного тока должны быть снабжены дополнительными контактными кольцами, на которые выводятся три симметричные точки обмотки якоря, сдвинутые относительно друг друга на 120 эл.град. Кольца двух или нескольких машин электрически соединяются между собой. Со стороны колец машины работают как параллельно включенные синхронные генераторы. При возникновении рассогласования по якорным обмоткам начинает протекать уравнительный ток, благодаря чему появляются синхронизирующие моменты, удерживающие машины в . режиме синхронного вращения 21 °

Недостатком известного способа .синхронизации вращения постоянного тока является снижение величины синс ними, а якорные обмотки дополнительных сердечников подключены к второ3. Электропривод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что щетки коллектора дополнительных модулей сдвинуты на 90 эл.град по отношению к геометрической нейтрали. хронизирующих моментов с понижением ,скорости. При малых скоростях вра.щения якорей, когда ЭДС, наводимая в них, практически равна нулю, синхро5 низирующие моменты также практически исчезают, что делает невозможным использование такой синхронизации для перемещения длинномерных порталов, например машин термической резки, где

)0 движение с очень низкими скоростями (порядка десятков миллиметров в минуту) является основным технологическим режимом работы электропривода.

Цель изобретения — повышение точности синхронизации и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе с двумя двигателями постоянного тока подвижная часть каждого из упомянутых двигателей состоит из двух одинаковых

1 установленных рядом в направлении, перпендикулярном движению, ферромагнитных сердечников с размещенными на них обмотками возбуждения и якорной обмоткой, якорные обмотки обоих двигателей подключены к одному общему коллектору, а неподвижные части двигателей выполнены в виде ферромагнитных полос с высту30 пами, размещенными в два ряда вдоль, движения.

Кроме того, для повышения синхронизирукщего эффекта, подвижная часть каждого из упомянутых двигателей мо35 жет быть снабжена парой дополнительных аналогичных сердечников с обмоткой возбуждения и якорной обмоткой, смещенных по отношению, к упомянутым сердечникам в направg0 ленин перемещения и жестко соединенных с ними, а якорные обмотки дополнительных сердечников подключены к второму коллектору.

Щетки коллектора дополнительных

45 модулей могут быть сдвинуты на

90 эл.град. по отношению к геометрической нейтрали, обеспечивая тем самыч высокий эффект синхронизации.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого электропри1023574!

О вода; на фиг.2 — электрическая схема соединения якорной обмотки; на фиг.З и 4 — конструктивная схема двигателя с увеличением синхрониэирующего эффекта.

Подвижная часть каждого двигателя несет обмотки 1 возбуждения и якор. ные обмотки 2. Неподвижный формирователь поля состоит из двух необмотанных ферромагнитных полос 3, полюсообраэующие выступы 4 которых . располагаются на полосах в два ряда в шахматном порядке. Сердечники 5 подвижной части каждого двигателя установлены рядом в направлении, перпендикулярном движению, и имеют 15 общую якорную обмотку 2 ° Обмотка 1 возбуждения размещена на каждом сердечнике 5.

Якорные обмотки обоих двигателей (каждый двигатель имеет два сердеч- 20 ника) подключены к одному общему коллектору 6.

На фиг.2 представлена электрическая схема объединения активных провод ников модулей в общую якорную обмотку синхронизированного двигателя.

В качестве примера здесь показано объединение проводников в обмотку по типу однослойной якорной обмотки.

Можно использовать и специальную двухслойную якорную обмотку. При установке, например, линейного или . барабанного электромеханического кол. лектора 6 со щетками 7 якорная обмотка двигателя образуется следующим образом. Секции одного двигателя, состоящие из активных проводников 8-15, подключаются непосредственно к коллекторным пластинам коллектора 6. Секции второго двигателя, образуемые проводниками 16-23, 40 через штепсельный разъем 24 и кабель

25 связи подключаются к коллекторньм пластинам (как показано на фиг.2).

Питание на обмотку якоря подается с помощью щеток 7. . 45

Привод работает следующим образом.

При йодаче питания на обмотку. 1 возбуждения двигателей создаются основные магнитные потоки Фд, замыкающиеся через верхний инижний сер;;дечники 5 одного двигателя и левую

1ферромагнитную полосу с выступами 4, верхний и нижний сердечники второго . двигателя и первую Ферромагнитную полосу с выступами. При протекании якорных токов по проводникам создаются электромагнитные силь1 F 9, перемещающие сердечники, а с ними и портал механизма, в нужном направлении. Электромеханический коллектор 6 (или соответствующий полупроводни- 60 ковый коммутатор) производит переключения активных проводников якорной обмотки из одной параллельной ветви в другую таким образом, чтобы направления электромагнитных уси 65 лий не изменялись. При этом параллельные ветви попеременно образуются проводниками сердечников, благодаря чему последние движутся синхрон но. Движущие силы F>+ являются при этом и синхрониэирующими. Реверс и регулирование скорости производятся методами, обычными для электродвигателей постоянного тока.

Если подвижная часть одного двигателя, жестко связанная с коллектором 6, замедляется или ускоряется, соответственно изменяется и принудительная коммутация секций второго двигателя, который таким образом синхронизируется с первым, поскольку определенному порядку коммутации строго соответствует определенное вэаимоположение сердечников и выступов ферромагнитных полос.

Дополнительный эффект синхронизации достигается в конструкции, представленной на фиг.3 и фиг.4.

Подвижная часть каждого из двигателей снабжена парой дополнительных аналогичных сердечников с об-. моткой возбуждения и якорной обмоткой, смещенных по отношению к упомянутым сердечникам в направлении перемещения.

При этом электромеханические коллекторы 6 установлены перекрестно, т.е. жестко связаны с соответствующими сердечниками. Таким образом, эф. фект синхронизации появляется в этом случае независимо от места колебания силы механического сопротивления, так как при точках нагрузки, испытываемых левой опорой портала (первый двигатель), в правой его опоре принудительно коммутируются коллектором якорные .обмотки второго двигателя, а при подобных толчках, испытываемых правой опорой портала, якорные обмотки первого двигателя на левой опоре принудительно коммутируются коллектором второго двигателя.

Кроме того, якорные обмотки этих дополнительных сердечников коммутируются электромеханическими коллектором или полупроводниковым коммутатором таким образом, чтобы оси и направления магнитных потоков якоря и возбуждения совпадали, т.е. чтобы при отсутствии рассогласования их якорные обмотки создавали чисто продольную намагничивающую реакцию якоря. Конструктивно ,это обеспечивается смещением щеток второго коллектора на 90 эл.град. по отношению к геометрической нейтрали.

Как известно из теории электрических машин, в этом случае любое возмущающее воздействие, стремящееся вывести якорь машины постоянного тока из этого положения, приводит к появлению электромагнитной

1023574 силы, возвращающей якорь в исходное положение при снятии возмущающего .воздействия, т.е. появляется синх ронизирующий эффект, дополняющий основной, создаваемый основными сердечниками, имеющими коммутацию, при которой оси магнитных потоков возбуж дения и реакции якоря находятся в квадратуре.

Таким образом конструкция привода, представленная на фиг.4, реа лизует возможность прецизионной синхронизации длинномерных порталов

Использование изобретения позволит устранить перекосы в процессе перемещения подвижных опор порталов по параллельным траекториям без применения специальных электрических машин, образующих систему электрического вала или согласующих устройств другого типа.

1023574

Составитель С. Венгржановская

Редактор Л,Алексеенко Техред Т.Фанта Корректор О.Билак

Подписное

Заказ 4234/46 Тираж 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4