Электропривод Советский патент 1983 года по МПК H02K41/35 

2. Электропривод по , о т - личающийся Тем, что подвижная часть каждого из упомянутых двигателей снабжена парой дополнительных аналогичных сердечников с обмоткой возбуждения и якорной об-, МОТКОЙ, смещенных по ртношеиню к упомянутым сердечникам в направле- , НИИ перемещения и жестко соединенных

с ними, а якорные обмотки дополнительных сердечников подключены к второму коллектору.

3. Электропривод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что щетки коллектора дополнительных мо дулей сдвинуты на 90 эл.град по отношению к геометрической нейтрали.

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД, СОСТОЯЩИЙ из двух электричеких двигателей постоянного тока, каждый из -которых содержи подвижную и неподвижную части, обмотку возбуждения, якорную обмотку и коллектор со щетками, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации и упрощения конструкции, подвижная часть каждого из упомянутых двигателей состоит из двух одинаковых установленных рядом в направлении, перпендикулярном движению, ферромагнитных сердечников с размещенными на них обмотками возбуждения и якорной обмоткой, якорные обмотки обоих двигателей подключены к одному общему коллектору, а неподвижные части двигателей выполнены в виде ферромагнитных полос с выступами, размещенными в два ряда (Л вдоль движения. к со ел 4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах, требующих синхронного возвратно-поступательного и прямолинейного перемещения двух подвижных опор, например двух концов портан ла в широкопортальных машинах термической резки, а также соответствующих грузоподъемных устройств в виде перегружателей протяженных кон-вейерных терминалов и т.п.Известны системы синхронного вращения валов (осей), не связанных механически, в которых механическую . связь валов невозможно осуществить по конструктивным соображениям .(козловые краны, портальные краны .и т.п.), поэтому насаживаются дополнительные электрические машины (синхронные или.асинхронные), создающие при наличии рассогласования добавочные моменты, подгоняющие один вал и притормаживагацие второй, благодаря чему появившееся рассогласование устраняется W .

Известен также электропривод, состоящий из двух электрических дви- ; гателей постоянного тока, каждый из которых содержит подвижную и не- . подвижную части, обмотку возбуждения, якорную обмотку и коллектор со щетками. Для синхронизации вращения . двигатели постоянного тока должны быть снабжены дополнительными контактными кольцами, на которые выводятся три симметричные точки обмотки якоря, сдвинутые относительно друг друга на 120 эл.град. Кольца двух или нескольких машин электрически соединяются между собой. Со стороны колец машины работают как параллельно включенные синхронные генераторы. При возникновении рассогласования по якорным обмоткам начинает протекать уравнительный ток, благодаря чему появляются синхронизирующие моменты, удерживающие машины в режиме синхронного вращения jZ}.

Недостатком известного способа .синхронизации вращения постоянного тока является снижение величины синхронизирующих моментов с понижением , скорости. При маЛЕЛХ скоростях вра. щения якорей, когда ЭДС, наводимая в

них, практически равна нулю, синхронизирующйе моменты также практически : исчезают, что делает невозможным использование такой синхронизации для перемещения длинномерных порталов, например машин термической резки, где

0 движение с очень низкими скоростями (порядка деЪятков миллиметров в минуту) является основным тех ологическим режимом работы электропривода. Цель изобретения - повышение точности синхронизации и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе с двумя двигателями постоянного тока подвижная часть каждого из упомянутых двигателей сострит из двух одинаковых установленных рядом в направлении, перпендикулярном движению, ферромагнитных сердечников с размещенными на них обмотками возбуждения и якорной обмоткой, якорные обмотки обоих двигателей подключены к одному общему коллектору, а неподвижные части двигателей вьтолнены в виде ферромагнитных полос с выступами, размещенными в два ряда вдоль движения.

( Кроме того, для повышения синхронизирующего эффекта, подвижная часть каждого из упомянутых двигателей может быть снабжена парой дополнительных аналогичных сердечников с обмоткой возбуждения и якорной обмоткой, смещенных по отношению ; к упомянутым сердечникам в направлении перемещения и жестко соединен- ных с ними, а якорные обмотки дополнительных сердечников подключены к второму коллектору.

Щетки коллектора дополнительных 5;модулей могут быть сдвинуты на 90 эл.град. по отношению к геомет;рической нейтрали, обеспечивая тем самБМ высокий эффект синхронизации. На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого электропривода; на фиг. - электрическая схе ма соединения якорной обмотки; на фиг.З и 4 - конструктивная схема двигателя с увеличением синхронизи ющего эффекта. Подвижная часть каждого двигате ля несет обмотки 1 возбуждения и я ные обмотки 2. Неподвижный формиро ватель поля состоит из двух необмотанных ферромагнитных полос 3, полюсообразующие выступы 4 которых . располагаются на полосах в два ряда в шахматном порядке. Сердечники подвижной части каждого двигателя установлены рядом в направлении, перпендикулярном движению, и имеют общую якорную обмотку 2. Обмотка 1 возбуждения размещена на каждом сер дечнике 5. Якорные обмотки обоих двигателе (каждый двигатель имеет два сердеч ника) подключены к одному общему коллектору 6. На фиг.2 представлена электричес кая схема объединения активных пров НИКОВ модулей в общую якорную обмотку синхронизированного двигателя В качестве примера здесь показано v объединение проводников в обмотку п типу однослойной якорной обмотки. Можно использовать и специальную двухслойную якорную обмотку. При установке, например, линейного или барабанного электромеханического ко лектора 6 со щетками 7 якорная обмотка двигателя образуется следующим образом. Секции одного двигателя, состоящие из активных проводников 8-15, подключаются непосредственно к коллекторным пластинам ко лектора 6. Секции второго двигателя, образуемые проводниками 16-23, через штепсельный разъем 24 и кабел 25 связи подключаются к коллекторны пластинам (как показано на фиг,2). Питание на обмотку якоря подается с помощью щеток 7. .. Привод работает следунлцим образо При подаче питания на обмотку 1 возб1 одения двигателей создаются ос новные магнитные потоки Ф, замыка щиеся через верхний и нижний сер.;дечники 5 одного двигателя и левую (ферромагнитную полосу с выступами 4 верхний и нижний сердечники второг двигателя и первую ферромагнитную п лосу с выступами. При протекании якорных токов по проводникам создаются электромагнитные снлоТ F, перемещающие сердечники, а с ними и портал механизма, в нужном направле нии. Электромеханический коллектор (или соответствующий прлупроводниковый коммутатор) производит переключения активных проводников якорной обмотки из одной параллельной ветви в другую таким образом, чтобы направления электромагнитных уси ЛИЙ не изменялись. При этом параллельные ветви попеременно образуются проводниками сердечников, благодаря чему последние движутся синхронно. Движущие силы являются при этом и синхронизирующими. Реверс и регулирование скорости производятся методами, обычными для электродвигателей постоянного тока. Если подвижная часть одного двигателя, жестко связанная с коллектором б, замедляется или ускоряется, соответственно изменяется и принудительная коммутация секций второго двигателя , который таким образом синхронизируется с первым, поскольку определенному порядку коммутации строго соответствует определенное взаимоположение сердечников и выступов ферромагнитнЕЛх полос. Дополнительный эффект синхронизации достигается в конструкции, представленной на фиг.З и фиг.4. Подвижная часть каждого из двигателей снабжена парой дополнительных аналогичных сердечников с обмоткой возбуждения и якорной обмоткой, смещенных по отношению к упомянутым сердечникам в направлении перемещения. При этом электромеханические коллекторы б установлены перекрестно, т.е. жестко связаны с соответствующими сердечниками. Таким образом, эффект синхронизации появляется в этом случае независимо от места колебания силы механического сопротивления, так как при точках нагрузки, испытываемых левой опорой портала (первый двигатель), в правой его опоре принудительно коммутируются коллектором якорные обмотки второго двигачеля, а при подобных толчках, испытываемых правой опорой портала, якорные обмотки первого двигателя на левой опоре принудительно коммутируются коллектором второго двигателя. Кроме того, якорные обмотки этих дополнительных сердечников коммутируются электромеханическими коллектором или полупроводниковым коммутатором таким образом, чтобы оси и направления магнитных потоков якоря и возбуждения совпадали, т.е. чтобы при отсутствии рассогласования их якорные обмотки создавали чисто продольную намагничивающую реакцию якоря. Конструктивно .это обеспечивается смещением щеток второго коллектора на 90 эл.град. по отношению к геометрической нейтрали . Как известно из теории электрических машин, в этом случае любое возмущакщее воздействие, стремящееся вывести якорь машины постоянного тока из этого положения, приводит к появлению электромагнитной

СИЛЫ, возвращающей якорь в исходное положение при снятии возмущающего .воздействия, т.е. появляется синхiipOHHSHpyioAHu эффект, дополняющий основной, создаваемый основными сердечниками, имеющими коммутацию, при которой оси магнитных потоков возбуж Дания и реакции якоря находятся в квадратуре.

Таким образом конструкция привода, представленная на фиг.4, реаx e8 S

Id

лизует возможность прецизионной

синхронизации длинномерных порталов.

Использование изобретения позволит устранить перекосы в процессе

перемещения подвижных опор порталов по параллельньм траекториям без применения специальных электрических машин, образующих систему электрического вала или согласующих устройств другого типа.

.

W

13

/7

16

Ч