Привод кабельного барабана

 

1. ПРИВОД КАБЕЛЬНОГО БАРАБА НА , содержащий Систему управления и линейный асинхронный двигатель, включающий два индуктора в виде магнитопроводов с параллельно включенньвли многофазными обмотками перемен ,ного тока и дискошлй токопроводяошй вторичный элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулирования силы тяги двигателя, в систему управления введен управляемый выпрямитель и датчик натяжения кабеля, в пазах одного из индукторов установлены магнитные клинья, на которых намотана обмотка подмагничивания у вторичного элемента на радиусе размещения индукторов выполнен участок с пониженной электропроводностью , а датчик натяжения к11беля соединен с управляющим входом выпрямителя , к выходу которого подключена «в обмотка подмагничивания. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

1(51) Н 02 K 41/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пю делАм изоБРетений и откРытий

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3495627/24-07 (22) 04.10.82 (46) 07.12.83. Бюл. Р 45 (72) Х.Х.Калда, П,П.Эспак и Я.Я.Ярвик (71) Таллинский политехнический институт (53) 621.313.33(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 551177009977, кл, Н 02 Cj 1/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 734839, кл. Н 02 G 1/18,.1977, 3, Патент ФРГ 9 2505543, кл. H 02 Q 1/18; 1975. ,(54)(57) 1 ° ПРИВОД КАБЕЛЬНОГО EAPAHA;НА, содержащий систему управления и линейный асинхронный двигатель, включающий два индуктора в виде магнитопроводов с параллельно включен« ными многофаэными обмотками перемен,ного тока и дисковый токопроводящий вторичный элемент, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения регулирования силы тяги двигателя, в систему управления введен управляемый выпрямитель и датчик натяжения кабеля, в пазах одного нэ индукторов установлены магнитные клинья, на которых намотана обмотка подмагннчивания у вторичного элемента на радиусе раэмещения индукторов выполнен участок с пониженной электропроводностью, а датчик натяжения кабеля соединен с управляющим входом выпрямителя, к выходу которого подключена Pg обмотка подмагничивания.

1059641

2. Приводпоп. 1, отличаю шийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в систему управления дополнительно введены датчик положения участка с пониженной электропроводностью и элемент И, соеИзобретение отнооится к приводам кабельных барабанов и может быть использовано в электротехнике, преимущественно в системах электроснабжения подвижных электропотребителей с гибким кабелем.

Известны кабельные барабаны, внут ри которых расположен двигатель, выполненный в виде подпружиненных тросов и системы блоков, Такая система обеспечивает постоянное по величине натяжение кабеля flj, Недостатком такого привода является сложная конструкция двигателя.

Известно устройство для намотки кабеля, которое содержит барабан, 15 установленный в подшипниках на опорном элементе, электропривод расположенный внутри барабана, основание, устройство для регулирования натяжения кабеля с конечным выключателем, 2О связанным с электроприводом. При движении устройства к питающей колонке электродвигатель и тормоз включаютоя в электросеть и корпус барабана, вращаясь, наматывает кабель. При нревы.шении усилия натяжения в кабеле сверх допустимого конечный выключатель выключается (2) .

Недостатком такого привода являет" ся наличие передаточной системы в yg виде редуктора; что увеличивает массу установки. Кроме того, включение электродвигателя связано направлением движения устройства, что не позво ляет испольэовать такой привод в кабельных барабанах, у которых траек-. тория движения имеет случайный характер.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является привод кабельного барабана, содержащий систему управления и линейный асинхронный двигатель, включающий два индуктора в виде магнитопроводов с включенными параллельно многофазными 45 обмотками переменного тока и дисковый токопроводящий внутренний элемент ЗД, Недостатками устройства являются отсутствие воэможности регулирования момента, развиваемого двигателем, в Я коде работы кабельного барабана и диняющий датчик натяжения кабеля с управляющим входом выпрямителя и вторым входом соединенный с датчиком положения участка с пониженной электропроводностью. относительно большое потребление мощности.

Цель изобретения — упрощение регулирования силы тяги двигателя. указанная цель достигается тем, что система управления привода кабельного барабана снабжена управляемым выпрямителем и датчиком натяжения кабеля, при этом в пазах одного из индукторов установлены магнитные клинья, на которых намотана обмотка подмагничивания, у вторичного элемента на радиусе размещения индукторов выполнен участок с пониженной электропроводностыо, а датчик натяжения кабеля соединен с управляющим входом выпрямителя, к выходу которого подключена обмотка подмагничивания.

Кроме того, привод кабельного барабана может быть дополнительно снабжен датчиком положения участка с пониженной электропроводностью и элементом и, соединяющим датчик натяжения кабеля с управляющим входом выпрямителя и вторым входом соединен с датчиком положения участка с пониженной электропроводяостью, что позволяет уменьшить потребляемую приводом мощность

На фиг. 1 и 2 представлены два вида кабельного барабана; на фиг. 3 — разрез активной части индуктора; на фиг. 4 - силовая часть и система управления приводом; на фиг. 5 - 7 зависимости сил от положения отверстия вторичной системы по отношению к индукторам в разных режимах работы привода.

Привод кабельного барабана с управляемым линейным двигателем содержит два неподвижных индуктора 1 и 2, вторичный элемент 3 с отверстием (участком с пониженной электропроводно-.",.к стью) 4, которые расположены на раме 5. Вторичный элемент 3 является частью кабельного барабана 6. Индукторы 1 и 2 содержат зубчатый магнитопровод 7, трехфазную обмотку 8, обмотку 9 подмагничивания, катушки которой намотаны вокруг магнитных клиньев 10, На раму 5 закреплена ось 11, вокруг нее вращается барабан 6, на который наматывается кабель 12.

1059641

Система управления приводом 13 (фиг ° 4) содержит датчики 14 положения участка с пониженной электропро- водностью и натяжения кабеля 15, логический элемент И 1б и управляемый выпрямитель 17, Фиксацию барабана

5 осуществляет элекгромагнит 18 с подвижными штифтами l9 и с щелями 20 и Zl

На фиг. 5 — 7 приведены диаграммы сил F в зависимости от координат

10 участка .с пониженной электропроводностью по отношению индукторов 1 и 2. Тут F,, Fz u Fz - силы, развиваемые первым, вторым и обоими индукторами, Гк " сила натяжения кабеля.

Силы Р„ и Р индукторов l и 2 направлены согласно.

Привод кабельного барабана работает следующим образом.

При включении индукторов 1 и 2 в 20 сеть (фиг. 4-и 1) создается их трехфазными обмотками бегущее магнитное поле, которое пронизывает щеку барабана 6 (часть из которой образует вторичный элемент 3), наводит там 25

ЭДС, токи и магнитное поле вторичного элемента. IIpH взаимодействии магнитного поля индукторов и вторичного . элемента возникают силы F и F обусловленные индукторами 1 и 2. ес- 30 ли сила Г + Fz =- Е больше, чем сила натяжения кабеля F .то барабан начинает вращаться, наматывая кабель 12 на барабан 6. Если F = Г», то барабан не вращается, а если Fg 4 Fz, то 35 .осуществляется размотка кабеля.

Однако в предложенном приводе сила, развиваемая индукторами,зависит (фиг. 5) от положения отверстия а (участка с пониженной электропровод- 40 ностью) вторичного элемента по отношению к индуктору 1 и от тока управления индуктора 2. Если отверстие находится под индуктором 1, тогда развиваемая им сила уменьшится за счет уменьшения эквивалентной проводимости45 вторичной системы, В зависимости от соотношения размеров отверстия 4 и индуктора развиваемая индуктором 1 сила может быть в пределах от 0 до максимальной, Сила равна нулю, если 50 отверстие 4 полностью накроет индуктор 1, максимальная — если индуктор ) полностью накрыт вторичным элементом 3, т.е. отверстие 4 не находится под индуктором. Таким образом, ка- 55 бельный барабан, который может свободно поворачиваться вокруг оси 11 принимает такое положение, при котором сила индукторов F равна силе натяжения кабеля Fy, . При этом ток 60 управления в обмотках подмагничивания отсутствует, и сила, развиваемая индуктором 2, минимальна. На фиг. 5 представлен характер изменения сил

H Fg Развиваемых индукторами 1 и Z, и их суммы F> в зависимости от расстояния Х края отверсжя 4 в диске по отношению края индуктора при неизменной силе натяжения кабеля Рк, если ток подмагничивания

Нндуктора 2 равен нулю.

Если барабан неподвижен, тогда координата Х в зависимости от величины силы к может быть в пределах от О до X„.

Например, при заданном Р„ Х"-Хд (фиг. 5). При необходимости намот ки кабеля 12 на барабан 6 надо увеличить силу индукторовГу. Для этого служит индуктор 2. Прн увеличении тока в обмотке 9 подмагничивания магнитная проницаемость магнитных клиньев 10 уменьшится, поток через клин 10 уменьшается, а через воздушный зазор и вторичную систему 3 увеличится. Это приводит к увеличению развиваемой индуктором 2 силы Р и результирующая сила Ру становится больше, чем сила натяжения к кабеля 12 (фиг. 6) . В результате бара бан 6 начинает вращаться и производится намотка кабеля 12 на барабан 6.

:Для уменьшения биения силы F<

1(фиг. 5)„ индуктор 2 должен работать с повышенной силой только в интервале

Х),a Х.Z Х . В остальное время целесо-, образно отключить ток управления индуктора 2, так как сила индукторов

F> >F„. Для реализации этого в предлагаемой системе управления привода применен датчик 14 положения участка с пониженной электропроводностью, который дает разрешающий сигнал для включения. тока управления, когда отверстие в диске находится под индуктором 1. Второй разрешающий сигнал поступает в блок управления от датчика натяжения кабеля 15, который сообщает о необходимости намотки кабеля.

Благодаря применению элемента И (фиг. 4) ток управления включается только при наличии на выходе датчи" ков 14 положения и натяжения кабеля 15 разрешающих сигналов 1, При появлении на выходе элемента И сигнала 1 включается улравляемый выпрямитель (УВ) и осуществляется подмагннчивание индуктора 2. Индуктор 2 работает с полной мощностью (фиг, b) лишь кратковременно. Это уменьшает nozpeoление мощности и позволяет использовать режимы перегрузки и, следовательно, уменьшить габариты и вес индуктора 2.. когда отверстие 4 доходит до индуктора 1, датчик 14 вновь включает ток управления индуктора 2, н цикл повторяется. Размотка кабеля производится за счет силы натяжения кабеля. Двигатель работает при э том в режиме торможения противоключением.

Для фиксации барабана прсле отключения питания привода служит электро1059641 магнит 16, к подвижной части которого закреплен штифт 17. После отключения питания электромагнита подвижная часть электромагни IB возвращается B исходное положение и штифт 17 проникает в щель 18. При этом барабан может повернуться только на угол, который определен промежутком между щелями 18 и 19, Предлагаемый привод кабельного барабана с линейным асинхронным дви. гателем имеет возможность регулирования силы двигателя в ходе работы, Такой привод особенно пригоден в системах электроснабжения передвижных потребителей (например, электро- 15 погрузчика, который работает на Переменном токе}, получающих питание при помощи гибкого кабеля и траектория движения которых имеет. случайный характер. Сила натяжения кабеля, 20 зависит от длины размотанной части, т.е. зависит от расположения потребителя относительно пункта закрепления кабеля к источнику питания. Линейный асинхронный двигатель находится постоянно под напряжением во время работы установки.

При стоянке предлагаемый привод автоматически выбирает развиваемую силу, необходимую для поддержания кабеля на требуемом уровне. Соответственно регулируется и потребляемая мощность привода, что позволяет сэко номить электроэнергию по сравнению с приводом, который работает все время с постоянной силой и мощностью.

Отключать привод на время стоянки установки при случайном характере движения невыгодно, так как это требует дополнительной аппаратуры управления и тормоз для фиксации должен быть выбран на более тяжелый режим его работы, что увеличит его габариты и мощность, 1059641 г f

С3 адмотка С:3 Фамил фдв С3

Составитель В.Ютфимов

Редактор М.Ткач Техред Л.Микеш Корректор Г.Решетник

Заказ 9853/56 Тираж 687 Пбдп иснсе

ВНИИПИ Госуда рств ен ного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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