АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 1995 года по МПК H02K9/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления машин, станков, транспортеров, и т.д. с программным управлением.

Автоматизированный электропривод представляет собой привод переменного тока, в котором в качестве исполнительного элемента используется трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Регулирование и стабилизации частоты вращения исполнительного электродвигателя автопривода в зависимости от величины входного сигнала осуществляется электронным блоком управления изменением по определенному закону амплитуды и частоты напряжения, питающего электродвигатель.

Известен автоматизированный электропривод НО HSing Servo фирмы H.S. Machinery Co. Ltd, Тайвань, состоящий из электронного блока в корпусе, электрически связанного с консольно закрепленными над ним, размещенными в корпусе электродвигателем и вентилятором.

Недостатком этого автоматизированного привода является его пониженная надежность из-за недостаточного отвода тепла при нагреве печатных плат электронного блока через поверхность корпуса. Кроме того, размещение составляющих узлов автопривода в вертикальной плоскости создает определенные неудобства при его эксплуатации, например в промышленных швейных машинах для ноги оператора при управлении скоростью от педали. Электропривод, объединяющий электронный блок и электродвигатель, не защищен корпусом.

В качестве прототипа выбран известный автоматизированный электропривод Limiservo фирмы Mitsubishi, Япония, состоящий из электронного блока в корпусе, электрически связанного с консольно закрепленными над ним, размещенными в корпусе электродвигателем и вентилятором.

Недостатком такого электропривода является низкий отвод тепла от электронного блока, осуществляемый естественным путем через поверхность металлического корпуса. Необходимость выполнения корпуса металлическим (как наиболее теплопроводным) ведет к увеличению массы электропривода, снижает технологичность его изготовления. Кроме того, консольное соединение узлов электропривода в вертикальной плоскости ухудшает условия его эксплуатации в подвешенном к столу, например, промышленной швейной машины состоянии при педальном управлении скоростью электропривода ногой оператора.

Целью изобретения является повышение надежности автоматизированного электропривода за счет обеспечения одновременного отвода тепла от электронного блока и электродвигателя направленным потоком воздуха при повышении удобства эксплуатации и технологичности изготовления.

Для достижения цели в автоматизированном электроприводе, содержащем электронный блок, электрически связанный с электродвигателем, и вентилятор, все узлы электропривода закреплены в одном корпусе, причем платы электронного блока установлены в плоскостях, параллельных соосно установленным осям вентилятора и электродвигателя, и на боковых сторонах корпуса соосно оси вентилятора с одной стороны выполнено воздухозаборное отверстие, закрытое фильтрующей решеткой, а с другой стороны выполнено вытяжное отверстие.

В частном случае электродвигатель, электронный блок и вентилятор могут быть закреплены на общей платформе, вентилятор установлен между электродвигателем и электронным блоком на одной оси с электродвигателем, а корпус выполнен пластмассовым в форме параллелепипеда. Предлагаемое конструктивное выполнение автоматизированного электропривода позволяет обеспечить отвод тепла с поверхности нагревающихся печатных плат электронного блока и поверхности электродвигателя непрерывным, направленным потоком воздуха, что позволяет стабилизировать температурный режим всего электропривода.

Кроме того, уменьшение поперечных размеров (высоты) электропривода улучшает условия его эксплуатации при педальном (от ноги оператора) управлении скоростью электродвигателя. Поперечный размер (высота автопривода) Limiservo Mitsubishi 315 мм, предлагаемого автопривода 260 мм. Отвод тепла направленным проходящим потоком воздуха позволяет отказаться от необходимости выполнения корпуса электропривода из материала высокой теплопроводности, т. е. выполнить его пластмассовым простой формы, что упрощает технологию его изготовления, существенно снижает массу автопривода. Масса электромеханического агрегата электропривода, состоящего из электронного блока, корпуса с кронштейном для крепления автопривода и электродвигателя с вентилятором HOHSing Servo фирмы H. S. Machinery Co. Ltd, Тайвань, составляет 19 кг, а масса электромеханического агрегата автопривода Limiservo фирмы Mitsubishi, Япония, 16 кг. Масса электромеханического агрегата предлагаемого автоматизированного электропривода не превышает 12 кг.

Кроме того, размещение электропривода в едином корпусе позволяет надежно защитить соединительную электрическую связь между электронным блоком и электродвигателем.

На фиг. 1 изображен электропривод, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Электропривод содержит платформу 1, кронштейн 2 крепления автопривода к столу, например, промышленной швейной машины, трехфазный асинхронный электродвигатель 3 переменного тока, крышку 4 вентилятора 5, фильтрующую решетку 6, воздухозаборное отверстие 7, печатные платы электронного блока 8 управления, корпус 9, вытяжное устройство 10, выходной вал 11 автопривода.

Работа описанного устройства заключается в следующем.

Выходной сигнал, преобразованный и усиленный электронным блоком 8 управления, поступает на асинхронный электродвигатель 3, который развивает и поддерживает заданную частоту вращения выходного вала 11 автопривода. Коммутируемые электронным блоком 8 управления в электродвигателе токи, пропорциональные входному сигнал, обеспечивая на выходном валу (11) автопривода необходимую мощность, нагревают вследствие потерь энергии электродвигатель 3 и электронный блок 8 управления. Вентилятор 5 создает поток воздуха (на фиг. 1 показан стрелками), поступающий через фильтрующую решетку 6 воздухозаборного отверстия 7. Поток воздуха проходит вдоль наружных поверхностей плат электронного блока 8 управления электродвигателя 3, непрерывно снимая нагрев этих поверхностей, и выносится через вытяжное отверстие 10.

Таким образом, предлагаемое конструктивное решение позволяет, используя эффект вытяжной трубы, обеспечить непрерывный обдув нагревающихся элементов автоматизированного электропривода, постоянно отводя подогретый ими воздух, стабилизируя тепловой режим электропривода.

Единый корпус 9 защищает полностью электрические соединения блоков электропривода. Размещение блоков электропривода на одной магистрали позволяет уменьшить его поперечные размеры и улучшить условия эксплуатации при подвешивании его с помощью кронштейна 2 и педальном управлении. Кроме того, такое конструктивное решение позволяет упростить технологию изготовления корпуса электропривода, так как он может быть выполнен из пластмассы и простой формы.

Использование: в системах управления машинами, станками, линиями с программным управлением, в робототехнических системах. Сущность изобретения: автоматизированный электропривод содержит электронный блок, электродвигатель 3 и вентилятор 5, закрепленные в одном корпусе 9. На боковых сторонах корпуса соосно оси вентилятора с одной стороны выполнено воздухозаборное отверстие, закрытое фильтрующей решеткой 6, с другой - вытяжное отверстие. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электронный блок, электрически связанный с электродвигателем, и соосный с ним вентилятор, расположенные в одном корпусе, на боковых сторонах которого расположены с одной стороны воздухозаборное отверстие, а с другой вытяжное отверстие, отличающийся тем, что электронный блок выполнен с платами, установленными в плоскостях, параллельных соосно установленным осям вентилятора и электродвигателя, а воздухозаборное отверстие закрыто фильтрующей решеткой. 2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что электронный блок, электродвигатель и вентилятор установлены на общей платформе. 3. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что вентилятор установлен между электродвигателем и электронным блоком на одной оси с электродвигателем, а воздухозаборное отверстие выполнено со стороны печатных плат электронного блока. 4. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен пластмассовым в виде параллелепипеда.