Дугостаторный электропривод винтового пресса Советский патент 1983 года по МПК B30B1/18 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкци узлов привода оборудования для обр ботки давлением. Известен дугостаторный электропривод винтового пресса, содержавш дуговой индуктор с двухслойной трехфазной обмоткой и полузаполнен ными крайними пазами, жестко закре ленный на винтовом шпинделе, сочлененным с гайкой, смонтированной в ползуне, а также систему управления с датчиками положения ползун выход которой подключен к двухслой ной трехфазной обмотке индуктора через реверсивный тиристорный пускатель , причем датчики положения ползуна смонтированы на станине пресса . Известный дугостаторный электр привод обладает невысокими энергетическими показателями(КПД и коэффициент мощности), обусловленными потерями на краях незамкнутого дуг вого индуктора. Цель изобретения - улучиление энергетических показателей. Поставленная цель достигается тем, что дугостаторный электроприво винтового пресса, содержащий дуговой индуктор с двухслойной трехфаз ной обмоткой и полузаполненными крайними пазами, ротор-маховик, жестко закрепленный на винтовом шпинделе, сочлененном с гайкой, смонтированной в ползуне, а также систему управления с датчиками положения ползуна, вывод которой подключен к двухслойной трехфазной обмотке индуктора через реверсивный тристорный пускатель, причем датчики положения ползуна смонтированы на станине пресса, снабжен расположенными по концам дугового индуктора магнитными шунтами-компенсаторами, выполненными в виде катушек из ферромагнитного изолированно го провода, число витков и сечение которого одинаковы и равны соответственно числу витков и сечению провода секций двухслойной трехфазной обмотки, причем упомянутые катушки размещены одной стороной за пределами дугового индуктора по его торцам, а другой - в полузаполненных крайних пазах дугового иацуктора, при этом катушки электрически.объединены в три фазные группы и включе ны последовательно и согласно с соответствующими фазами двухслойной .трехфазной обмотки. На фиг. 1 приведена блок-схема привода;.на фиг, 2 - схема соединения обмоток. Дугостаторный электропривод винтового пресса содержит четырехполюсный дуговой индуктор 1 с двухслойной трехфазной обмоткой 2 и магнитными шунтами-компенсаторами 3. В расточке дугового индуктора 1 размещен ротор-маховик 4, с которым механически соединен винтовой шпиндель 5. Последний сочленён с гайкой 6, расположенной в ползуне 7,.В процессе работы винтового прессеа контроль положения ползуна 7 осуществляется посредством датчиков 8 положения, сигнал с которых поступает на вход системы 9 управления, вывод которой подключен на вход реверсивного тиристорного пускателя 10. Вторые входы системы 9 управления и реверсивного тиристорного пускателя 10 подключены к источнику 11 переменного напряжения. Выход реверсивного тиристорного пускателя 10 подключен к обмоткам дугового индуктора 1. Дуговой индуктор 1 представляет собой магнитопровод с пазами, в которых уложены фазные обмотки- А-Х, В-У, С-7,, образующие в совокупности |Трехфазную обмотку 2. Распределение секций фазных обмоток по пазам показано на фиг, 1, откуда видно, что секции трехфазной обмотки 2 полностью заполняют пазы двух центральных полюсных делений, а пазы крайних полюсных делений секциями этой обмотки заполнены наполовину. По концам дугового индуктора 1 установлены магнитные шунты-компенсаторы 3. Конструктивно каждый из магнитных шунтов-компенсаторов 3 представляет собой шесть катушек 12 - 17 (первый шунт) и 18 23 (второй шунт), выполненных изоли:рованным проводом из ферромагнитного материала. Число витков и сечение провода всех катушек выбираются одинаковыми и равными количеству витков и сечению провода секций основной трехфазной обмотки 2, Общее количество О катушек магнитных шунтов-компенсат.оров 3 составляет двенадцать, равно числу пазов на крайних полюсных делениях дугового иднуктора 1 и уложены в три ряда, в каждом из которых число катушечных сторон различно и уменьшается по мере удаления от краев дугового индуктора 1 (фиг. 1) , Стороны 12 - 17н и 18 - 23к упомянутых катушек 12-23 уложены в пазах крайних полюсных делений дугового интуктора 1. По п/б Гдля рассматриваемого дугового индуктора 1 по две рядом расположенных, начиная от краев, катушки магнитных шунтов-компенсаторов 3 соединены между собой последовательно и включены согласно с соответствующими фазами основной рехфазной обмотки 2 (фиг . 2} . При таком включении в пазах крайних полюсных делений обеспечивается одинаковое направление тока в магнитых шунтах-компенсаторах 3 и етоонах секций трехфазной обмотки 2. Начала катушек 13, 15 и 17 и концы катушек 18, 20 и 22 магнитных шунтов-компенсаторов 3 заведены в коробку выводов дугового индуотора 1, где соединяются по схемам Узвезда или треугюльник и подключаются к реверсивному тиристорному пускателю 10. Дугостаторный электропривод винтового пресса работает следующим образом. При подключении двухслойной трех фазной обмотки 2 и магнитных шунтов-компенеаторов 3 к источнику 11 переменного напряжения через реверсивный тиристорный пускатель 10 в з зоре, отделяющем дуговой индуктор 1 от маховика-ротора 4, возбуждается бегущее магнитное поле. Это поле при своем движении индуцирует в маховике-роторе 4 ЭДС и электрический ток. Взаимодействие индуцированного в маховике-роторе 4 электрического тока с бегущим магнитным полем дугового индуктора 1 обуславливает возникновение электромагнитного усилия и момента. Если величи на электромагнитного момента преBHiuaeT момент сопротивления сил трения, то маховик 4, вместе с ним и винтовой шпиндель 5 приходят во вращение. Так как винтовой шпиндель 5 не имеет возможности осевого перемещения , его вращение с помощью гайки 6 преобразуется в поступатель ное движение ползуна 7. Когда ползу 7проходит заданный путь разгона и скорость маховика-ротора 4 достигает величины, соответствующей необхо димой кинематической энергии, дуговой индуктор 1 и магнитные шунтыкомпенсаторы 3 с помощью датчиков 8 положения, системы 9 управления и р версивного тиристорного пускателя 1 отключаются от источника 11 перемен ного напряжения. Дальнейшее движени ползуна 7 вниз происходит по инерци 8конце хода ползуна 7 происходит р бота пластического деформирования з готовки и электропривод винтового пресса посредством датчиков 8 полож ния, системы 9 управления, тиристор ного пускателя 10 включается на обратный ход. В дугостаторном электроприводе в тового пресса магнитные шунты-компенсаторы 3 устраняют возникновение пульсирующего магнитного поля продольного краевого эффекта. Вып®лнение магнитных шунтов-компенсаторов 3 в виде катушек, включенных последовательно и согласно с фазами двух слойной трехфазной обмотки 2, обеспечивает протекание по ним трехфазного переменного тока. Токи в катушечных сторонах магнитных шунтовкомйенсаторов 3, расположенных за пределами дугового индуктора 1, соз дают магнитодвижущую силу, которая в каждый момент времени равна по , величине, но противоположна по направлению магнитодвижущей силе, возбуждаемой на краях дугового индуктора 1 токами двухслойной трехфазной обмотки 2 и катушечными сторонами магнитных шунтов-компенсаторов 3, расположенными в полузаполненных пазах крайних полюсных делений дугового индуктора 1. Это позволяет существенно увеличить электромагнитное усилие и электромагнитный вращающий момент, а также КПД и коэффициент мощности. Кроме того, магнитные шунты-компенсаторы 3, выполненные из ферромагнитного провода, увеличивают проводимость путей, по которым замыкаются линии магнитного поля, созданного токами ротора-маховика 4. Это приводит к увеличению индуктивного сопротивления участков ротора-маховика 4, входящих в зону дугового индуктора 1 и покидающих зону этого индуктора. Возрастание индуктивного сопротивления ротора-маховика 4 в зонах входа его в дуговой индуктор 1 и выхода из этого индуктора обуславливает уменьшение в этих зонах токов и создаваемых ими тормозных электро,магнитных усилий и моментов.и, тем самым, способствует дополнительному увеличению тягового усилия и электромагнитного вращающего момента. Следовательно, магнитные шунты-ком- . пенсаторы 3 устраняют вредное влияние процессов, обусловленных входом ротора-маховика 4 в дуговой индуктор 1 -и выходом его из этого . индуктора, тем самым, существенно повьдчает эффективность дугостатЬрного двигателя. Магнитные шунты-компенсаторы 3 позволяют увеличить в два раза линейную токовую нагрузку на крайних полюсных делениях дугового индуктора 1. Это эквивалентно увеличению длины дугового индуктора 1 на величину полюсного деления, пазы которого полностью заполнены секциями двухслойной трехфазной обмотки 2. Влияние этого явления особенно существенно в дугостаторных асинхронных двигателях с малым числом полюсов дугового индуктора 1 Так, напримёр, в четырехполюсном дуговом асинхронном двигателе установка магнитных шунтов-компенсаторов 3 позволяет за счет возрастания линейной токовой нагрузки увеличить электромагнитное усилие, вращающий момент и электромагнитную мощности почти на 25%. С увеличением числа полюсов роль этого фактора несколько уменьшается. Так в восьмиполюсном дуговом асинхронном двигателе увеличение лийейной токовой нагрузки на крайних полюсных

делениях за счет установки магнитных шунтов-компенсаторов 3 приводит к увеличению электромагнитного усилия« BpamaKWejno момента и электромагнитной мощности на 12,5%,

Выполнение Магнитных шунтов-ком- :, пенсат эрЬв 3 в виде катушек иэ ферромагнитного провода позволяет весьма просто формировать произвольный закон уменьшения их сечения по длине.

10 НеобхоАинюсть уменьшения сечения Мс1гнитных шунтов-компенсаторов 3 объясняется тем, что магнитное поле токов ротора-маховика 4 по мере . удаления от краев дугового индуктора 1 затухает по закону, близкому к 5 экспоненциальному. Поэтому в случае i

выполнения магнитных шунтов-компенсаторов 3 постоянного сечения их участки, расположенные на большем удалении от краев дугового индуктора 1, оказываются незагруженными, т.е. ферромагнитный провод в этих зонах в магнитном отнсииении недоиспользуется.. Выполнение магнитных шунтов-компенсаторов 3 переменного сечения позволяет выровнять магнитную нагрузку по их длине и улучшить использование ферромагнитного провода. , -,..-; ; , . . .

эффективность использования изобретения достигается за счет улучшения знергетических показателей привода. ... ; . . . . .

Ч

П г

Т ГОСТАТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОЛ ВИНТОВОГО ПРЕССА, содержаиий дуговой индуктор с двухслойной трехфазной otSMOT кой и полузаполненными. крайними пазами, ротор-маховик, жестко закрепленный на винтовом шпинделе, сочлененном с гайкой, смонтированной в ползуне а также систему управления с датчиками положения ползуна, вывод которой под-, ключей к двухслойной трехфазной обмотке индуктора через-реверсивный тиристорный пускатель, причем датчики положения ползуна смонтированы на станине пресса, о т h и ч а ю « и и с я тем/ что, с целью улучшения анергётических показателей он снабжен размещенны по концам дугового индуктора магнитными шунТами-компенсаторами, вьтолненны ш в:виде катушек из ферромагнитйого изолированного провода, число витков и сечение котсфого одинаковы и равны соотвественно числу витков и сечению провода секций двухслойной трехфазной обмотки, причем упомянутые ка1тушки pa3Mst2ieH j одной, стороной за гфелелами дугового индуктора по его торцам, а друго1Й - в W полузаполненное крайних пазах дугового индукторй, а катушки электрис :чески объедйнейы в три фазные груп тл к включены последовательно и сог,лаено с соответствукхчими фазакта двухслойной.трехфазной обмотки. isi ч| о сл О1