Электропривод возвратно-поступательного движения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использова-- но в электроприводах автоматических устройств с возвратно-поступательным движением рабочего органа. Цель изобретения - повьшение тягового усилия и КПД. Электропривод состоит из якоря с секционированной обмоткой 5, явнополюсного индуктора 1 и блока коммутации 2, выполненного, в виде однофазного мостового инвертора, а обмотка якоря 5 состоит из пяти секций - двух средних 6 и 7, двух крайних 13 и 14 и одной центральной 10, центральная секция 10 включена между первым внешним зажимом 12 и первым входом 8 инвертора, средние секции 6,7 включены последовательно-встречно между собой и подключены к выходам 3 и 4 инвертора, крайние секции 13, 14 включены в .соседние плечи инвертора последовательно с соответствующими средними секциями 6, 7 и встречно с центральной секций 10 обмотки якоря, расположенной посередине якоря. Электропривод позволяет получить возвратно-поступательное движение бегуна при поочередном замыкании пар ключей, расположенных в разных диагоналях инвертора 2. При этом в любой момент времени одна из крайних секций 13, 14, не создакнцая полезного электромагнитного усилия, отключена, 2 з.п. ф-лы, 5 ил„ Sfi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1ЕСПУБЛИН 5И 4 Н 02 К 33/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4215899/24-07 (22) 26.03 ° 87 (46) 15.01,89. Бюл. Р 2 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.H.Êàëóãèí и С.Д.Попов (53) 621.313.283 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N . 758417, кл. Н 02 К 33/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1179512, кл. Н 02 К 33/10, 1985. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах автоматических устройств с возвратно-поступательным движением рабочего органа. Цель изобретения — повышение тягового усилия и КПД. Электропривод состоит из якоря с секционированной обмоткой 5, явнополюсного индуктора 1 и блока коммутации 2, выполненного в виде

„„ЯО„„3451815 А1 однофазного мостового инвертора, а обмотка якоря 5 состоит из пяти секций — двух средних 6 и 7, дьух крайних 13 и 14 и одной центральной 10, центральная секция 10 включена между. первым внешним зажимом 12 и первым входом 8 инвертора, средние секции

6,7 включены последовательно-встречно между собой и подключены к выходам 3 и 4 инвертора, крайние секции

13, 14 включены в соседние плечи инвертора последовательно с соответствующими средними секциями 6, 7 и встречно с центральной секций 10 обмотки якоря, расположенной посередине якоря. Электропривод позволяет получить возвратно-поступательное движение бегуна при поочередном замыкании пар ключей, расположенных в разных диагоналях инвертора 2. При этом в любой момент времени одна из крайних секций 13, 14, не создакяцая полезного электромагнитного усилия, отключена. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1451815

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах устройств с возвратно-поступательным движением рабочего органа.

Цель изобретения — повышение тягового усилия и К1Щ.

На фиг.1 представлена структурная схема привода при включенных в верхние плечи инвертора крайних секциях обмотки статора; на фиг. 2-5 показаны стадии работы привода при различных наложениях бегуна относительно статора для колебательного движения бегуна.

Привод содержит явно полюсный бегун 1, обмотку, секции которой расположены вдоль оси двигателя, однофазный мостовой инвертор 2, выходы

3, 4 которого соединены с расположенными на статоре 5 второй 6 и четвертой 7 секциями обмотки, соединенными между собой последовательновстречно, входы 8 и 9 соединены через третью секцию 10 с клеммами 11 и 12 соответственно для подключения к сети. Первая 13 и пятая 14 секции включены в соседние плечи инвертора

2, Секции 13 и 14 включены согласно

30 с секциями 6 и 7 соответственно, секция 10 — встречно с секциями 13 и 14.

В верхние плечи инвертора включены полностью управляемые ключи 15, 16, в нижние — 17, 18. Статор снабжен магнитопроводом 19.

Злектропривод возвратно-поступательного движения работает следующим образом.

При поочередном замыкании двух пар ключей, находящихся в двух диагоналях инвертора Z, на его выходах

3, 4 появляется переменное напряжение, по секциям 6, 7 протекает знакопеременный ток. При этом по секции 10 протекает знакопостоянный ток, а по секциям 13, 14 — знакопостоянный пульсирующий ток, причем при замыкании ключей 15, 18, ток протекает через секции 10, 13 и 6,7, 50 а при замыкании ключей 16, 17 — через секции 10, 14 и 6, 7. В результате взаимодействия токов в секциях обмотки с потоком, создаваемым бегуном 1, возникает усилие, отклоня- 55 ющее бегун 1 в ту или иную сторону.

Стадии перемещения бегуна показаны на фиг.2-5.

На фиг.2 бегун движется из нулевого положения в крайнее левое под действием электромагнитной силы F зм превышающей нагрузочное усилие F н э которое пропорционально зависит от перемещения бегуна. Позиция соответствует протеканию тока по цепи клемма 11 — секция 10 — секция 13 ключ 15 — секции 6, 7 — ключ 18— клемма 12. Секция 14 при этом отключена. Ilo достижении крайнего левого положения происходит размыкание ключей 15, 18 и замыкание ключей 16, 17 (фиг.3). Ток протекает по цепи клемма 11 — секция 10 — секция 14— ключ 16 — секции 6 и 7 — ключ 17 клемма 12. Секция 13 при этом отключена. Бегун движется из крайнего левого положения к нулевому под действием нагрузочного усилия F„, превышающего электромагнитное усилие

F„ö, развиваемое двигателем. Возможен второй вариант управления, при котором все ключи размыкаются по достижении крайнего левого положения и бегун движется к нулевому положению только под действием нагрузочного усилия F

На фиг.4 бегун продолжает двигаться вправо, ток протекает по той же цепи, что и на фиг.3. Нагрузочное усилие Р„, пропорционально зависящее от перемещения индуктора, меняет свое направление. Движение происходит под действием электромагнитного усилия Р щ, превышающего нагрузочное усилие Ед. При втором варианте управления ключи 16 и 17 замыкаются в нулевом положении, показанном на фиг.4, и все процессы протекают в описанном порядке. По достижении крайнего правого положения, показанного на фиг.5, происходит размыкание ключей 16 и 17 и замыкание ключей 15 и 18. Ток протекает по цепи клемма 11 — секция 10— секция 13 — ключ 15 — секции 6, 7 ключ 18 — клемма 12, как и на фиг.2.

Секция 14 при этом отключена. Бегун движется влево под действием нагрузочного усилия F превышающего электромагнитное усилие, развиваемое двигателем F „ . При втором варианте управления все ключи размыкаются по достижении крайнего правого положения, и бегун будет двигаться к нулевому положению под действием только нагрузочного усилия 1 z. В

14518 с

20

3С

40

50

1. Электропривод возвратно-поступательного движения, содержащий дальнейшем Вср стадии, начиная фиг.2, повторяются.

Ilo второму варианту управления ключи 15 и 18 замыкаются в положении, показанном «а фиг.2, далее все идет описанным образом, Иэ фиг. 1 и 2-5 видно, что для обеспечения, например, колебательного движения бегуна не требуется менять направление тока в проводниках центральной секции 10. Кроме того, видно, что одна из крайних секций

13, 14, а именно та, которая находится от индуктора со стороны, противоположной направлению движения, остается неподключенной к источнику питания на протяжении отрезка времени, в течение которого индуктор перемещается из одного крайнего положения в другое.

В конструкции с зубчатым статором и существенно малым зазором, таким, что можно пренебречь "выпучиванием поля в зазоре,. величина усилия, развиваемого двигателем, не зависит от положения бегуна 1 при выполнении условий равенства ширины секции 10, каждой секции 13, 14 и межполюсного промежутка бегуна 1 величине ходя, равной суммарной длине обмоток, а ширины каждой из секций б, 7 . — ширине полюса бегуна

В конструкции с беэзубцовым якорем и относительно большим зазором максимальное усилие развивается двигателем при максимальном отклонении при соблюдении следующих условий: ширина секции 10 равна удвоенной величине хода, ширина каждой из секций

6,7 — разности между половиной дли— ны бегуна 1 и величиной хода, а ширина каждой из секций 13, 14 — не менее величины хода.

Таким образом, данное изобретение позволяет отключать в процессе работы двигателя часть секций обмотки якоря без усложнения блока коммутации, что позволяет уменьшить потери в двигателе, улучшить таким образом его энергетические показатели и повысить тяговое усилие.

Формула и з обре т е н и я

15 ферромагнитный бегун, статор с секционированной обмоткой, секции которой расположены вдоль оси двигателя„ коммутатор секций обмотки и клеммы для подключения к сети, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения тягового усилия и повышения КПД, бегун снабжен системой возбуждения с постоянным магнитом и выполнен явнополюсным, силовая обмотка выполнена пятисекционной, а коммутатор выполнен в виде однофазного мостового инвертора, при этом первый вход инвертора соединен с первой сетевой клеммой, вторая и четвертая секции соединены последовательновстречно и подключены к выходу инвертора, первая и пятая секции включены в соседние плечи инвертора согласно с второй и четвертой секциями соответственно, а третья секция включена между вторым входом инвертора и второй сетевой клеммой встречно с первой и пятой секциями.

2. Электропривод по и. 1, о тли чающийся тем,что,с целью увеличения точности позиционирования в механизмах с неизменной нагрузкой путем получения равномерного тягового усилия, магнитопровод статора выполнен зубцовым, первая, третья и пятая секции и межполюсный промежуток бегуна равны по ширине разности между суммарной длиной обмотки и длиной бегуна, а вторая и четвертая секции по ширине равны ширине полюса бегуна.

3. Электропривод по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности позиционирования при работе электропривода в механизмах, имеющих линейно изменяющуюся нагрузку, путем получения максимального усилия при крайнем положении бегуна, магнитопровод статора выполнен безэубцовым, причем ширина третьей секции равна удвоенной разности между суммарной длиной обмоток и длиной бегуна, ширина второй и четвертой секций равна разности между половиной длины бегуна и половиной ширины третьей секции, а ширина первой и пятой секций не менее половины ширины третьей секции.

1451815

13 ф fg ) (I р l l 98868$(40806 ! ! рМ фи&2 !

1-! ! ! I P0dOOO000e

Г: ю !

à — =- ! !

° ° ° ° +! 1

I ! !

ООООб! !

Y н ! !

Составитель В. Наровлянский

Редактор А.Маковская Техред M.Äèäûê КорректорН.Король

000i8806 фе/Г4 ! !

)

si о+э еее !

I ! !

l РОГЗ!

Qo QoOa)Q QQ! ! !

l !

l

ВО+0+С+10+О+И ! !

l !

1 ! ! оообво

Заказ 7088/53 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная,