Линейный асинхронный электропривод

 

Использование: в промышленных роботах и манипуляторах. Сущность изобретения: электропривод включает линейный асинхронный двигатель и коммутирующее устройство, линейный асинхронный двигатель содержит индуктор и якорь. Трехфазная обмотка индуктора выполнена в виде отдельных катушек, охватывающих полюса сердечника индуктора. Пять последовательных катушек индуктора поочередно образует ряд, в котором до середины ряда один, а после середины ряда противоположный порядок следования фаз. Для шагового перемещения якоря отключают последнюю катушку ряда, а после завершения шага для фиксации якоря одновременно отключают первую катушку ряда, подключают последнюю катушку ряда и катушку, следующую за последней катушкой ряда. Первой катушкой ряда считается та, над которой расположен край якоря. Для перемещения якоря полюса индуктора снабжены направляющими роликами . Изобретение позволяет повысить точность позиционирования и фиксации якоря. 6 ил. С/,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК

ГО СУДА Р СТ В Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К -АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4694383/07 (22) 23.05.89 (46) 15.08,92. Бюл. № 30 (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В,А, Соломин, А.Д. Попов и Ю.В, Бобылева (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1451815, кл, Н 02 К 33/10, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1051662, кл. Н 02 К 41/035, 1982. (54) ЛИНЕЙНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Использование: в промышленных роботах и манипуляторах. Сущность изобретения; электропривод включает линейный асинхронный двигатель и коммутирующее устройство, линейный асинхронный двигатель содержит индуктор и якорь. ТрехфазИзобретение относится к области электротехники, а более точно к линейным асинхронным электроприводам, " и предназначено для использования в робо-. тотехн и ке.

Известны линейные асинхронные алектроприводы, содержащие индукторы. состоящие из магнитопроводов с полюсами и трехфазными обмотками, и якори.

Наиболее близким по технической сущности к. заявляемому является линейный асинхронный злектропривод,. содержащий индуктоц, состоящий из магнитопровода с полюсами и трехфазной обмоткой, якорь и коммутирующее устройство. Этот электропривод принят в качестве прототипа.

Невысокая точность позиционирования и фиксации якоря — недостатки npotoтипа. А, 1755352 А1 (sl)5 Н 02 К 41/025, Н 02 P 7/62 ная обмотка индуктора BblfloglHQH3 в виде отдельных катушек, окватйвающих полюса сердечника индуктора. Пять последовательных катушек индуктора поочередно образует ряд, в котором до середины ряда один, а после середины ряда противоположный порядок следования фаз. Для шагового перемещения якоря отключают последнюю катушку ряда, а после завершения шага для фиксации якоря одновременно отключают первую катушку ряда, подключают последнюю катушку ряда и катушку, следующую за последней катушкой ряда, Первой катушкой ряда считается-та, над которой расположен край якоря. Для перемещения якоря полюса индуктбра снабженй направляющими роликами. Изобретение позволяет повысить точность позиционирования и фиксации якоря.

6 ил.

Цель изобретения — повышение точности позиционировайия и фиксации якоря.

Указанная цель достигается тем, что в линейном асинхронном злектроприводе, содержащем индуктор, состоящий из магнитопровода с полюсами и трехфазной обмоткой, якорь и коммутирующее устройство, трехфазная обмотка индуктора выполнена из отдельных катушек, охватывающих полюсы магнитопровода-ййдуктора, начала которых соединены с клеммами для подключения нулевого провода источника питания, а концы каждой катушки соединены через замыкающий контакт коммутирующего устройства с общей точкой подключения размыкающих контактов трех фаз, соединенных с клеммами для подключения соответствующих фаз источника питания, причем управляющий блок

1755352 коммутирующего устройства выполнен с возможностью одновременного подключения для фиксации якоря пяти фазных катушек, образующих ряд, у которого до середины один, а после середины — противоположный порядок следования фаэ, причем для начала шага — с возможностью отключения последней катушки ряда, а для завершения шага —, с возможностью одновременйо отключения первой катушки ряда, подключения последней катушки ряда и катушки, следующей за последней катушкой ряда, где край якоря расположен над первой катушкой ряда, Полюсы магнитопровода индуктора снабжены направляющими роликами, На фиг. 1 изображен общий вид линейного асинхронного электропривода с фиксированным положением якоря; на фиг. 2— общий вид электропривода с отключенной последней катушкой ряда для начала шага; на фиг. 3 — общий вид линейного асинхронного электропривода с зафйксированным якорем после завершения первого шага; на фиг. 4 — общий вид линейного асинхронного электропривода с отключенной последней катушкой ряда для совершения второго шага; на фиг. 5 — общий вид линейного асинхронного электропривода с зафикСированным якорем после завершения второго шага; на фиг. 6 — схема подключения катушек обмотки индуктора посредством коммутирующего устройства к источнику трехфазного напряжения, Индуктор линейного асинхронного двигателя содержит сердечник 1 и трехфазную обмотку, состоящую из отдельных катушек

2, охватывающих полюсы сердечника (магнитопровода) 1. Индуктор жестко закреплен на станине 3, размещенной на стойках 4, На полюсах магнитопровода 1 устан0влены направляющие ролики 5, на которых размещен якорь 6, Каждая катушка 2 трехфазной обмотки имеет два вывода 7, соедийенных с коммутирующим устройством 8, электрически соединенным с источником трехфазного напряжения 9. Начала каждой катушки 2 соединены с клеммами для подключения нулевого провода источника напряжения 9, а концы каждой катушки 2 соединены через замыкающие контакты (на фиг. 1 не показаны) с общей точкой подключения размыка«ощих контактов трех фаэ. Одновременно подключены к источнику напряжения пять фазных катушек 2, размещенных на пяти крайних полюсах (справа налево) магнитопровода 1. При этом до середины ряда Ьбразован прямой, а после середины— противоположный порядок следования фаз.

Якорь 6 в данном положении зафиксирован

Начало совершения первого шага якоря

5 6 (фиг. 2) осушествляется при отключении последней катушки 2 ряда. Усилие Гг боль10

20

25 вешивают друг друга.

30 Схема подключения катушек 2 индуктора электропривода к коммутирующему уст35

45 относительно оси 10: действующие на него усилия F1 и Fz одинаковы по величине и уравновешивают друг друга ше чем F>.

Линейный асинхронный электропривод после завершения первого шага изображен на фиг. 3. Здесь первая катушка 2 первоначального ряда отключена, а следующая за последней(левой) катушкой первоначального ряда подключена к источнику напряжения 9. Образовался новый ряд из пяти катушек 2. Усилия F1 и F2 снова уравновешивают друг друга, фиксируя якорь 6 в новом положении относительно оси 11.

На фиг. 4 показано начало совеошения второго шага, Последняя (левая) катушка 2 нового ряда из пяти катушек 2 отключена, равенство сил F> и Fz нарушается и якорь 6 т начинает движение.

На фиг. 5 показан электропривод после завершения второго шага: якорь 6 зафиксирован относительно оси 12, проходящей через центр третьего ряда из пяти подключенных к источнику 9 катушек 2. Усилия, действующие на якорь 6. снова уравноройству 8 показана на фиг. 6. Показаны четыре провода. Причем верхний провод является нулевым, а нижние — фазными. Под нулевым проводом расположен провод фазы А, затем В и С. Для фиксированного положения якоря 6, соответствующего фиг . 1, замкнуты замыкающие контакты 13, 14, 15, 16 и 17 и размыкающие контакты 18, 19, 20, 21 и 22, Разомкнуты размыкающие контакты

23,24,25,26,27,28. 29,30,31 и 32 и разомкнуты замыкающие контакты 33 и 34.

Управление контактами коммутирующего устройства может осуществляться различными реле, могут быть использованы и бесконтактные коммутаторы. Для осуществления большого числа шагов линейного электропривода управление коммутацией катушек может осуществляться при помощи микропроцессоров, Линейный асинхронный электропривод работает следующим образом.

Для точной фиксации якоря 6 (фиг. I и 6) замыкаются замыкающие контакты 13, 14, 15, 16 и 17 и остаются замкнутыми размыкающие контакты 18. 19, 20, 21 и 22, размыкаются размыкающие контакты 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 и 32. Разомкнуты замыкающие контакты 33 и 34. При этом первые пять катушек 2 обмотки индуктора подключаютI

1755352

5 6 ся к источнику напряжения 9, образуя ряд. 6 фиксируется относительно оси 11 в новом у которого до середины один, а после сере- положении. дины — противоположныйпарядокследова- Для осуществления следующего шага ния фаз, т,е. до середины ряда будет (фиг. 4 и 6) размыкается замыкающий конпорядок следования фаз С, В, А, а после 5 такт 33 и от источника питания отключается середины — противоположный порядоксле- последняя катушка ряда. Равновесие усидования фаз А, В, С. лий F1 и Fz нарушается и"под действием

Токи, протекающие по катушкам ряда, разности этих сил якорь 6 будет двигаться возбуждают бегущие навстречу друГ другу — влево до взаимного уравновешивания усимагнитные поля, пересекающие якорь 6 и 10 лий. Положение. остальных контактов останаводящие в нем электродвижущие силы; ется тем же, что и при фиксации якоря 6 под действием которых в якоре потекут: " послезавуершенйяпеяфвгоггошага. трехфазные вихревые токи, вступающие во " -" Для фиксации якоря 6 (фиг. 5 и 6) замывзаимодействие с бегущими навстречу друг : каются замыкающие контакты 15, 16, 17,33 другу магнитными полями. B результа- -е 15 и 34, замкнуты размыкающие контакты 25, этого взаимодействия создается пара уси-: 26, 29, 30 и 32; разомкнуты замыкающие лий Ft и Fz,приложенных к якорю. Эти уси- контакты 13 и 14, разомкнуты замыкающие лия равны по величине и уравновешиваат контакты20,21,22,24,27,28и31. Приэтом друг друга, фиксируя якорь 6 относительно: образуется новый ряд из пяти катушек, у оси 10. Если якорь 6 под действием каких- 20 которого до середины ряда один, а ",осле либо сил сместится относительно оси 10, то середины — противоположный порядок слеравновесие этих сил нарушится и под дей- дования фаз. Усилия Ft u Fg взаимно уравствием разности сил якорь 6 вернется" в новешиваются и якорь 6 фиксируется в прежнее положение. . : новом положений относительно оси 12. И

Для осуществления первого шага якоря 25 так далее.

6 (фиг. 2 и 6) размыкают замыкающий кон-- - Достигнута возможность повышения такт 17, все остальные контакты остаются в точности позиционирования якоря и его прежнем положении. При этом отключают- " электромагнитной фиксации. ся от источника напряжения последняй (крайняя левая) катушка 2 первоначальйого 30 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ряда. Равновесие сил Е1 и Р2 нарушаетСя из-за ослабления магнитного потока, бегу- Линейный асинхронный электроприщего слева направо. Сила Fz становится . вод, содержащий индуктор, состоящий из .. больше силы F>. Пад действием разности . магнитопровода с полюсами и трехфазный этих сил якорь 6 начинает перемещаться 35 обмотки, якорь и коммгутирующееустройствлево и будет двигаться до тех пор; пока во, отличающийся тем, что, с целью силы Ft и F2 не станут равными. Это itj50-. повышения точности"позиционирования и изойдет, когда якорь 6 переместится влево фиксацииякоря,трехфазнаяобмоткаиндукна величину(длину) одного полюса.. . тора выполнена иэ отдельных катушек, охдля точной электромагнитной фикса- 40 ватывающих полюса магйигтопрОвода ции якоря (фиг, 3 и 6) размыкается Замыка« -. : индуктора, .началга которых сгокединены с ющий контакт 13, отключая первую катушуку. клеммамидля подключения нулевого прово-.

2 (крайнюю справа) первоначального ряда . да источника питания, а концы каждой каотисточника напряжения, Приэтомзамкну-: тушки соединены через замыкающий . ты замыкающие контакты 14, 15, 16, 17, 33; 45 контакт коммутирующего устройства с об- . замкнуты размыкающие контакты 23,24,27,: щей точкой падключгения размыкающих

28 и 31. Разомкнуты размыкающие контак- . - контактов трех фаз, соединенных с клемматы 18, 20, 19, 21, 22, 25, 26, 30 и 32. Образу- . ми для подключенйя сОответствующих фаз ется новый ряд из пяти катушек, у которого " : источника питания, причем управляющий до середины ряда один, а после середины — 50 блок коммутирующегоустройства выполнен противоположный порядок следования фаз. с возможностью одновременного подклюВозбуждаются одинаковые, бегущие на- чения для фикСацйи якоря пяти фазных кавстречудругдругу,магнитныеполя,пересе- .тушек, образующих ряд, у которого до кающие якорь 6 и наводящие середины один, а йосле середины — протизлектродвижущие силы, По якорю текут то- 55 воположный порядок следования фаз, прики,взаимодействующиесбегущимимагнмит- чем для начала шага — с возможностью ными полями, в результате чего создаются отключения последней катушки ряда, а для усилия F> и Fz, одинаковые по величине, завершения шага — c вОзможностью однонаправленные навстречу друг другу и ass- временногоотключения первой катушки ряимно урааноаеюиаающиедругдруга. Йякорь да. яодкяючання поояеднад катушки ряда и

1755352 катушки, следующей эа последней катушкой ряда, где край якоря расположен над первой катушкой ряда.

2. Электропривод по и. 1. о т л и ч а юшийся тем, что полюса магнитопровода индуктора снабжены направляюйфеви роликами.

1755352

Фиг,6

Составитель: 8. Соломин

Техред М.Моргентал Хорректор И. Шулла

Редактор И. Касарда

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 289" Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская иаб., 4/5