Электропривод с электромеханическим позиционированием выходного вала
Изобретение относится к электроприводу. Электропривод содержит планетарный редуктор, путевые сигнализаторы и сочлененный с планетарным редуктором ротор электродвигателя с электромагнитной фрикционной муфтой. Ротор электродвигателя снабжен постоянными магнитами. Статор с m-фазной обмоткой ротора подключен к инвертору напряжения, Инвертор соединен с процессором. Входы процессора подключены к формирователю режима удержания ротора, датчику положения ротора, путевым сигнализаторам и системе автоматического управления. Достигается создание электропривода с возможностью фиксации выходного вала в промежуточных положениях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к авиационным электроприводам и, в частности, к вращательным электромеханизмам, а так же может быть использовано в других областях техники.
Известны электромеханизмы [1], в которых выходной вал фиксируется в заданном положении фрикционной электромагнитной муфтой.
Основным недостатком данных электромеханизмов является наличие фрикционной электромагнитной муфты щеточно-коллекторного узла электродвигателя и механических концевых выключателей (микропереключателей), что ограничивает быстродействие, надежность и долговечность (ресурс) электромеханизмов.
Наиболее близким к заявленному являются электромеханизмы типа МПК31…34А,Б [1], содержащие коллекторный электродвигатель постоянного тока, электромагнитную фрикционную муфту (тормоз), редуктор и блок механических концевых выключателей. Основными недостатками электромеханизмов МПК31…34А,Б является невозможность фиксировать выходной вал в промежуточных положениях между крайними положениями выходного вала, а так же низкие показатели по быстродействию, надежности и ресурсу.
Задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы обеспечить возможность фиксировать (позиционировать) выходной вал в любом заданном промежуточном положении между крайними положениям выходного вала, повысить быстродействие, эксплуатационную надежность и ресурс.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в увеличении ресурса, повышении эксплуатационной надежности, быстродействия и получения возможности фиксировать (затормаживать) выходной вал в промежуточных положениях между крайними положениями выходного вала.
Поставленная задача решается следующим образом. Предложен электропривод, содержащий планетарный редуктор, путевые
сигнализаторы и сочлененный с планетарным редуктором ротор электродвигателя с электромагнитной фрикционной муфтой.
Ротор электродвигателя снабжен постоянными магнитами, а статор с m-фазной обмоткой ротора подключен к инвертору напряжения, соединенному с процессором, входы которого подключены к формирователю режима удержания ротора, к датчику положения ротора, путевым сигнализаторам и к системе автоматического управления. При этом путевые сигнализаторы выполнены на магниточувствительных элементах.
На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода.
Электропривод работает следующим образом. При подаче напряжения электромагнитная фрикционная муфта 5 растормаживает ротор 4. Процессор 10 задает инвертору напряжения 9 режим работы, переключающий фазы m статора 7 по сигналам с датчика положения ротора 6, так что в зазоре между ротором 4 и статором 7 создается круговое поле, и ротор 4 начинает вращается, поворачивая через планетарный редуктор 3 выходной вал 2.
Угол поворота выходного вала 2 задается длительностью сигнала. Аналогично процессор 10 задает инвертору напряжения 9 режим работы, переключающий фазы m статора 7 с датчиками положения ротора 6, так что в зазоре между ротором 4 и статором 7 создается круговое поле обратного напряжения, и ротор 4 начинает вращаться в обратном направлении, поворачивая через планетарный редуктор 3 выходной вал 2 обратно. Угол обратного поворота задается длительностью сигнала.
При необходимости фиксации вала в промежуточном положении по сигналу процессора 10 с формирователя режима удержания ротора в неподвижном состоянии 8 выдается сигнал на инвертор напряжения 9, который включает постоянно (без коммутации) две или несколько фаз обмотки статора 7, в зазоре машины создается неподвижное магнитное поле и ротор 4 с постоянными магнитами удерживается в неподвижном состоянии, а через планетарный редуктор 3 удерживается и выходной вал 2 в промежуточном состоянии.
В крайних положениях выходного вала 2 электропривода по сигналам путевых сигнализаторов 1 процессор 10 отключает электропривод от напряжения.
Электромагнитная фрикционная муфта 5 срабатывает и стопорит (фиксирует) выходной вал 2 в одном из крайних положений. В промежуточных положениях электромагнитная фрикционная муфта 5 разгружена от необходимости срабатывания, а это позволяет повысить ресурс и надежность электропривода, особенно при необходимости автоматического управления процессами в системах на борту самолета.
Если состыковать выходной вал 2 с преобразователем вида движения, например, шарико-винтовой передачей или кривошипным механизмом, то обеспечение надежной фиксации выходного вала 2 в любом промежуточном положении между крайними положениями выходного вала 2, станет возможным использовать не только во вращательных электроприводах, но и в электроприводах поступательного и качательного действия.
Таким образом, технический результат достигнут, выполнены поставленные задачи и создан новый электропривод с повышенным ресурсом, способный обеспечить надежную фиксацию (позиционирование) выходного вала в любом промежуточном положении между крайними положениями выходного вала, а так же повысить быстродействие за счет меньшей инерционности систем инвертор - обмотка в сравнении с электромагнитной фрикционной муфтой.
Прототип электропривода прошел успешные исследовательские испытания на АО "Электропривод", г. Киров.
Источники информации
[1] Овечкин О.И., Миронов В.А. Разработка и производство исполнительных электромеханизмов - одно из ведущих направлений ОАО "Электропривод" // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2007. - №3 с. 5-10.
1. Электропривод, содержащий планетарный редуктор, путевые сигнализаторы и сочлененный с планетарным редуктором ротор электродвигателя с электромагнитной фрикционной муфтой, отличающийся тем, что ротор электродвигателя снабжен постоянными магнитами, а статор с m-фазной обмоткой ротора подключен к инвертору напряжения, соединенному с процессором, входы которого подключены к формирователю режима удержания ротора, к датчику положения ротора, путевым сигнализаторам и к системе автоматического управления.
2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что путевые сигнализаторы выполнены на магниточувствительных элементах.
