Линейный электропривод Советский патент 1985 года по МПК H02P7/62 

i11 Изобретение относится к электрическ пу1, машцнам, в частности к управлению линейными двигателями и преиму щественно может использоваться при свайных работах или ударно-забивном бурении, в том числе при производстве работ под водой с дна моря. Известен электропривод, содержащий линейный электромагнитный двигатель в составе электромагнита с силовыми катушками прямого и обратного хода, внутри которых установлен подвижный элемент (боек), и устройства управле ния движением плунжера с помощью ин дукти ных датчиков, установленных на внешних концах силовых катушек. Датч ки через устройство формирования импульсов воздействуют на управляющие электроды тиристоров, через которые осуществляется питание силовых катушек, а коммутация тиристоров осущест вляется с помощью конденсатора вклю ченного между катодами тиристоров { Наиболее близким к изобретению по технической сущности является линейный электропривод, содержащий двухоб моточньй электромагнитный двигатель с датчиками крайних положений подвиж ного элемента и устройство управления, имеющее подключенньй к обмоткам управления тиристорный триггер с емкостной коммутацией и контуром гашения энергии и формирователи управляю щих импульсов, связанные с датчиками и состоящие каждый из иода, кондеисатора и порогового элемента 2 . Недостатком известного привода яв ляется то, что для питания электроэнергией и управления электромагнитным молотом требуется относительно большое число жил (семь) в кабеле связи между собственно молотом и станцией управления. Это существенно при использовании молотов под водой на значительной глубине (увеличение диаметра и веса кабеля, ограниченность ассортимента кабелей для под-. водных работ и, тем более, кабелей тросов). Цель изобретения - расширение области применения и упрощение эксплуа тации за .счет уменьшения числа линий связи двигателя с устройством управления. Указанная цель достигается тем, что в линейном электроприводе, содер жащем двухобмоточный электромагнитный двигатель с датчиками крайних положений подвижного элемента и уст72ройство управления, имеющее подключенный к обмоткам двигателя тиристорный триггер с емкостной коммутацией i и формирователи импульсов управления тиристоров,связанные с датчиками, в устройство управления введены два двухобмоточных поляризованных реле с двумя устойчивыми положениями и два импульсных трансформатора, первичная обмотка каждого из которых подключена параллельно обмотке двигателя, а вторичная соединена с обмоткой реле, первый вывод второй обмотки реле через контакт того, же реле, соединен с обмоткой двигателя, второй вывод второй обмотки реле заземлен и соединен с одним выводом датчика, другой вывод которого через диод соединен с обмоткой двигателя, каждый формирователь импульсов содержит конденсатор, подключенный через .один контакт реле и диод ,к управляющему электроду тиристора, а через другой контакт того же реле - к источнику питания. На чертеже показана принципиаль- , ная схема электропривода, двигатель которой используется в качестве молота. Электропривод состоит из собственно молота 1 с двумя диодами 2 и 3, включенными анодами к началам катушек датчиков 4 и 5 нижнего и верхнего положений подвижного элемента (плунжера) 6, а катодами - к противоположным жилам питания катушек электромагнита (датчик 4 нижнего положения - к жиле питания верхней катушки 7 и наоборот), при этом концы катушек датчиков соединены с землей . Второй составляющей частью устройства является станция 8 управления, в которой установлены двухобмоточные поляризованные реле 9 и 10 с двумя устойчивыми положениями, включенные одной обмоткой между жилами питания катушек 7 и 11 и землей (через собственные контакты 9.1 и 10.1), а второй обмоткой через трансформаторы 12 и 13 - между теми же жилами и минусом источника питания. Электроды управления тиристоров 14 и 15 подключены через контакты 9.2 и 10.2 реле и диоды 16 и 17 к конденсаторам 18 и 19, которые контактами 9.3 и 10.3 реле (образуннцими с контактами 9.2 и 10.2 переключающие контакты) подключены к плюсу источника питания через замыкающий контакт 20.1

рел 20. Противоположная обкладка конденсаторов соединена с минусом источника питания.

Катушки датчиков 4 и 5 включены таким образом, что при достижении их плунжером 6 в них наводится напряжение плюсом к анодам диодов 2 и 3.

Плюс источника питания через выключатель 21, нормально замкнутьй контакт 20.2 реле и резистор 22 соединен с управляющим электродом тиристора 14. К катодам тиристоров 14 и 15 подключен коммутирующий конденсатор 23 и контур гашения энергии. состоящий из резисторов 24 и 25, кон денсатора 26 и диодов 27 и 28. Электропривод работает следующим образом. При включении выключателя 21 пода ется напряжение питания. Через контакт 20.2 реле 20 и резистор 22. проходит импульс на отпирание тиристора 14. Длительность этого импульса определяется собственным временем срабатывания реле 20. В дальнейшем на все время работы молота реле 20 остается включенным-и его контакт 20.2 в цепи управляющего электрода тиристора 14 разомкнут, а контакт 20.1 в цепи заряда конденсаторов 18 и 19 замкнут. Реле 20 имеет еще один переключаювщй контакт 20.3 и 20.4 в цепи первичной обмотки трансформатора 12. При подаче напряжения на схему возникает короткий импульс тока через трансформатор 12, в результате чего реле 10 устанавливается в положение, показанное на схеме (готов. иость к приему сигнала, от датчика). После срабатывания реле 20 трансформатор 12 оказьшается подключенным к соответствующей жиле кабеля,, питакщё го молот на все время работы молота От первого импульса (через резистор 22) тиристор 14 открывается и создается цепь катушки 7 (вверх). При это если реле 9 не находится в соответствующем (показано на схеме) положении, то под действием этого напряжения через трансформатор 13 оно устанавливается в это положение. Одновременно происходит заряд конденсатора 23 через катушку 11 (вниз). Под дейстрием катушки 7 плунжер 6 движется вверх. При достижении плунжером датчика 5 верхнего положения в последнем наводится ЭДС и через диод 3 и освободившуюся от силового тока в

данный момент жилу кабеля проходит ток через рел 10, реле переключается, его контакт 10.3 в цепи заряда конденсатора 19 размыкается (к этому времени конденсатор 19 заряжен до полного напряжения питакицей сети) , а контакт 10.2 в цепи управляющего электрода тиристора 15 замыкается, тиристор 15 открывается. При этом создается цепь катушки 11 (вниз) и разрядом конденсатора 23 выключается тиристор 14, конденсатор 23 перезаряжается. Напряжение на первичной обмотке трансформатора 13 падает, в

при работах под водой. При применении стандартных кабелей для подводных работ увеличивается предельная глубина моря, при которой возможно использорезультате чего на его вторичной обмотке возникает отрицательный импульс напряжения, который переключает реле 9 в положение, показанное на схеме для реле 10 (готовность к приему сигнала от индуктивного датчика). Под действием гравитационной силы и катушки 11 плунжер 6 движется вниз. При достижении плунжером датчика 4 нижнего положения в последнем наводится ЭДС и через диод 2 и освободившуюся к этому времени от силового тока жилу кабеля проходит ток через реле 9, реле переключается, его контакт 9.3 в цепи заряда конденсатора 18 размыкается (к этому времени конденсатор 18 заряжен до полного напряжения, питающей сети), а контакт 9.2 в цепи управляющего электрода тиристора 14 замыкается, тиристор 14 открывается. При этом создается цепь катушки 7 и разрядом конденсатора 23 выключается тиристор 15. Плунжер движется вверх. Далее при достижении плунжером датчика 5 верхнего положения процесс повторяется аналор чно. При запирании тиристора накопленная в обмотке двигателя энергия выводится в конденсатор 26 и затем рассеивается на резисторе 25. Передача сигналов от датчиков по тем же жилам, что и силовоепитание, позволяет заменить семижильный кабель трехжильным, снижает стоимость сваебойного и бурового комплекса и повышает его надежность, особенно 55вание электромагнитного молота, т.е. расширяется область его применения, ;Появляется возможность использования стандартных кабель-тросов, что рез113891ко увеличивает удобство эксплуатации и комплектации - вместо двух коммуникаций, соединякщих молот, находяцийся на дне моря, с судном (кабель и трос), требующих каждая своего уст76ройства для выбирания (лебедки) и сответствующего обслуживания, остается одна;при этом упрощается эксплуатация бурового подводного комплекса,исключается скручивание кабеля и троса.

ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двухобмоточный электромагнитный двигатель с датчиками крайних положений подвижного элемента и устройство управления, имеющее подключенный к обмоткам двигателя тиристорный триггер с емкостной коммутацией и формирователи импульсов управления тиристоров, связанные с датчиками, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и упроще шя эксплуатации за счет уменьшения числа линий связи двигателя с устройством управления, в устройство управления введены два двухобмоточных поляризованных реле с двумя устойчивыми положениями и два импульсных трансформатора,первичная обмотка каждого из которых подключена параллельно обмотке двигателя, а вторичная соединена с обмоткой реле, первый вьшод второй обмотки реле через контакт того же реле соединен с обмоткой двигателя, второй вывод второй обмотки реле заземпен и соединен с одним выводом датчика, другой вывод которого через Диод соединен с обмот(О кой двигателя, каждый формирователь импульсов содержит конденсатор, подключенный через один контакт реле и диод к управляющему электроду тиристора, а через другой контакт того же реле - к источнику питания.