Шаговый электропривод
Изобретение относится к электротехнике и направлено на повышение надежности и срока службы шагового электропривода с асинхронным двигателем 1 с фазным ротором . Цель достигается за счет введения дополнительного асинхронного двигателя 8 с фазным ротором значительно меньшей мощности , чем мощность двигателя I. Мощность двигателя 8 определяется потерями в цепях ротора двигателя 1. Валы обоих двигателей жестко соединены .между собой. Исключение в приводе щеточного контакта позволяет использовать его в агрессивных и взрывоопасных средах. 2 ил. HZH tc «i 05 а ю Фиг.1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Р 8/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763959/24-07 (22) 29.06.84 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Московский ордена Ленина и ордена
Октябрьской Революции энергетический институт (72) Л. Б. Масандилов, Ю. И. Гетман и С. В. Кузиков (53) 621.317.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 748765, кл. Н 02 P 7/62, 1980.
Авторское свидетельство СССР № 1026276, кл. Н 02 Р 8/00, 1983.
Лавринов Н. А. Шаговый электропривод с асинхронным двигателем с фазным ротором. — Труды МЭИ. Вып. 302, М., 1976, с. 12 — 16.
„„Я0„„1246327 А1 (54) ШАГОВЫЛ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и направлено на повышение надежности и срока службы шагового электропривода с асинхронным двигателем 1 с фазным ротором. Цель достигается за счет введения дополнительного асинхронного двигателя 8 с фазным ротором значительно меньшей мощности, чем мощность двигателя 1. Мощность двигателя 8 определяется потерями в цепях ротора двигателя 1. Валы обоих двигателей жестко соединены между собой. Исключение в приводе гцеточного контакта позволяет использовать его в агрессивных и взрывоопасных средах. 2 ил.
1246327
Изобретение относится к электротехнике, а именно к шаговым электроприводам с асинхронными двигателями, и может быть использовано для электропривода механизмов с малой частотой вращения рабочего органа.
Цель изобретения — повышение надежности и срока службы.
На фиг. 1 показана структурная схема электропривода; на фиг. 2 — то же, с одновремен1(ым регулированием питания ос новного и дополнительного двигателя.
Устройство (фиг. 1) содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, источник 2 постоянного тока, блок 3 коммутирующих элементов, выпрямитель 4, последовательно соединенные генератор 5 тактовых импульсов и распределитель 6 импульсов, а также командный блок 7, подключенный своими выходами к управляющему Входу генератора 5 и к входу выбора направления распределителя 6 импульсов. .Выход расI!pcäåëHòåëÿ 6 IIðHcoåäHftен к управляющему входу блока 3 коммутируK)III Hx элементов, причем обмотки ротора асинхронного двигателя соединены llo несимметричной схемс с
BhlXO. 1OM Выпрямите.:IH 4, 11 Об vIOTKH C I 3TOp3 подключены к источнику 2 постоянного тока через блок 3 коммутирующих элементов. Кроме этого, в устройство введен дополнительный асинхронный двигатель 8 с фазпым ротором, две фазы обмотки статора которого подключены к зажимам источника 9 переменного тока, а обмотки ротора — к входу выпрямителя 4, причем валы двигателей и 8 соединены между собой жесткой связью
10, на которой установлен выпрямитель 4, через резистор 11, соединенный с Обмоткой ротора двигателя I.
В устройстве по фиг. 2 источник 2 постоянного тока вьшолнеи в виде последовательно соединенных преобразователя 12 ffeременного напряжения и дополнительного выпрямителя 13, причем выход преобразователя 12 переменного напряжения одновременно является и выходом источника 9 переменного тока, который подключен к статору вспомогательного асинхронного двигателя 8. В данном случае источник 9 переменного тока выполнен в виде преобразователя 12 переменного напряжения, входом подключенного к сети 14 переменного тока.
Устройство (фиг. ) работает следующим образом.
Шаговый режим асинхронного двигателя 1 в этой схеме обеспечивается тем, что обмотки ротора основного двигателя соединены по несимметричной схеме и питаются постоянным током От выпрямителя 4, а обмотки статора подключаются к источнику
2 постоянного тока с помощью блока 3 коммутирующих элементов по определенному закону (программе), изменяя в пространстве результирующий вектор электрического
) f0
35 состояния. Этот закон коммутации обмоток стато.)а двигателя 1 задастся распределителем 6 импульсов, который управляет работой блока 3 коммутирующих элементов. Режимом работы распределителя 6 импульсов управляет командный блок 7 и генератор 5 тактовых импульсов. Выпрямитель 4 преобразует роторное переменное напряжение дополнительного асинхронного .>(вигa->еля 8 в постоянное напряжение, которое пропорционально скольжению асинхронного двигателя 8. При малой частоте Вращения рабочего органа это сколь)кение близко к единице.
Поэтому амплитуда ЗДС ротора двигателя 8 изменяется незначительно, что определяет практически постоянную величину тока на выходе выпрямителя 4 при неизменном напряисе ии статора двигателя 8.
В исходноM сocToHIIHH Включены Hc Гочник 2 постояш ОГО тока H исго-!ник 9 перемен loi 3 Tof«HH вход генератора 5 приходит сигнал с Bh,õoä3 командного блока 7, 3311Р :::I<31ОГЦИЙ П(С Уllлеl ИС. ИМИ /ЛhСОВ5 С ВЬ!—
XO, i,3 I BltB()3TOP3 c) li3 Т3 КТОБЫЙ ВХОД РЗС
11Рее >е;IH" B;!)I 6, (дРъГОГО Blлхо13 K(>?IBHifHGГс> блока 7 на вход выбора,:.Вправления pacfip(дел>!те>!я 6 приходит си! Иал, задаюп1ий про-p3мму работы распределителя 6 и, следовательно, закон коммутациH обмоток статоря д lit Ãàòåëí (в 3 и,)и м (р, .:Ioi 1!>!еска)1 0.1инив 3, .. я движения вала дви Гател я <(Вперед» или логический воль для движения
«1!азад»). Г>аспределите.!ь 6 на выходе име ет сигнал, обеспечивающий с помощью блока 3 на:альн lo комбинацию питания обмото1(статора двигателя постоянным током от источника 2. При этом статорные обмотки аси;(хронного двигателя 8 получают питание оТ зажимов ис!Очника 9 переменного тока, а роторное напряжение двигателя 8 ьч>ш рямл яется Rbl l lpH и ителем 4 и подается на роторные обм<>гки Основного дви!.ателя 1, в результате чего по ним протекает постоянный ток. Таким образом, в исходном состояHHH по статорным и роторным обмоткам дви1 f1 pOT(Kdk)T IIOCTOHII Ilhl(TOKH H,1BHгатель ра:<вивает сивх!В>визиру!Ощий мoмеит. > p3BHof5eiirviBающий момент сопротив, !Е f l it i i I i 3 ЕГО B 3, 1У и .,10 Х> Е! I Ò, < O;i, (3 В 3 Е
l1ОВ1l.1лп включения электродвигателя 1 в шаговь)й режим работы с командного блока 7 подается сигнал, завуcKdlolllH!1 !енератор 5. Г!ри этом импульсы с выхода последнего по;и вход )аспреде> лителя 6. При посд<до: 3T(.л; иом врохож.тенин импульсoB на тактовом входс распрсделктсля 6 по программе меня>отс:я состояния на его <зыходе. В соответ<-li
1246327
Формула азобретеная
40 постоянного тока последовательно подключаются различные комбинации обмоток статора двигателя и происходит вращение в пространстве (дискретно) результирующего вектора электрического состояния в направлении «Вперед» или «Назад». При этом происходит пошаговое вращение ротора двигателя 1 в прямом (при логической единице на входе выбора направления распределителя 6) или в обратном (при логическом нуле на входе выбора направления распределителя 6) направлениях.
Останов двигателя 1 осуществляется с помощью командного блока 7 подачей сигнала на вход генератора 5, запрещающего прохождение импульсов на тактовый вход распределителя 6. При этом двигатель 1 развивает статический синхронизирующий момент и обеспечивает фиксацию ротора в положении, соответствующем установленной комбинации возбужденных фаз статора.
Однофазное включение двигателя 8 и наличие резистора l l с большим сопротивлением обуславливает тормозной режим этого двигателя. Двигатель 8 развивает тормозной момент, который демпфирует колебания вала электропривода, возникаюгцие в процессе его шагового передвижения. Следовательно, двигатель 8 с одной стороны подает напряжение к выпрямителю 4 для возбуждения ротора двигателя 1, а с другой— способствует демпфированию колебаний ротора.
Для более равномерного нагрева обмоток статора и ротора с целью получения заданного момента двигателя 1 и расширения диапазона регулирования его синхронизирующего момента целесообразно управлять токами одновременно статорных и роторных обмоток.
В приводе (фиг. 2) источник 2 постоянного тока содержит последовательно соединенные преобразователь 12 переменного напряжения и дополнительный выпрямитель 13, а статорные обмотки асинхронного двигателя 8 получают питание с выхода преобразователя 12 переменного тока.
Устройство, представленное на фиг. 2 работает аналогично описанному, но токи статорных и роторных обмоток двигателя 1 одновременно регулируются в этом устройстве с помощью преобразователя 12 переменного напряжения.
Предлагаемый шаговый электропривод с асинхронным двигателем позволяет повысить надежность и долговечность работы путем введения дополнительного асинхронного двигателя с фазным ротором значительно меньшей мощности (мощность двигателя 8 определяется потерями в цепях ротора двигателя I) и исключения щеточного контакта, что позволяет использовать его при работе в агрессивных и взрывоопасных средах. Затраты на использование и установку дополнительного асинхронного двигателя сравнительно малой мощности составляют небольшую долю от стоимости самого привода.
Шаговый электропривод, содержащий трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором. источник постоянного тока, соединенный с фазами статора через блок коммутирующих элементов, выпрямитель, с выходом которого связаны соединенные по несимметричной схеме фазы ротора, последовательно соеди ненные генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов, выходом соединенный с управляющими входами блока коммутирующих элементов, командный блок, подключенный выходами к управляющему входу генератора тактовых импульсов и входу выбора направления распределителя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и срока службы, в него введены источник переменного тока, дополнительный асинхронный двигатель с фазным ротором и резистор, связывающий фазы ротора основного двигателя и выход выпрямителя, к входу которого подключены фазы ротора дополнительного двигателя, две обмотки статора которого подключены к источнику переменного тока, валы двигателей жестко соединены между собой, а выпрямитель расположен на вращающейся части привода.
1246327
Составите.lh В. Алфимов
Редактор Н. Бобкова Текред И. Верее Корректор И. Муска
Заказ 4018/53 Тираж 631 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
