Электромеханический привод исполнительных органов Советский патент 1990 года по МПК F16H37/08 

СП

00 00

;о

О5

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно для поточных линий по переработке древесины. Целью изобретения является повышение надежности работы при расширении технологических возможностей путем обеспечения дополнительного питания электродвигателей переменного тока от приводного асинхронного двигателя с фазным ротором. Подключением к кинематической цепи 29 дополнительного асинхронного электродвигателя 31 с фазным ротором, первичная (статорная) обмотка которого подсоединена к питающей сети с помощью реверсивного пускателя, а вторичная (роторная) обмотка с помощью реверсивных пускателей соединена с каждым электродвигателем (1-4) исполнительных органов (21-24,30), обеспечивается равномерный ряд скоростей последних, защита электродвигателей (1-4) от перегрузки при работе исполнительных органов (21-24, 30) на упор, а также режим автоматического регулирования скорости вращения электродвигателей 1-4 и 31. 2 ил.

Фцг.7

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преиму- , щественно для поточных линнй по переработ- :ке древесины.

Целью изобретения является повышение надежности работы при расширении технологических возможностей путем обеспечения дополнительного питания электродвигателей переменного тока от приводного асинхронного двигателя с фазным ротором.

На фиг. 1 представлена принципиаль- ;ная схема электромеханического привода I исполнительных органов; на фиг. 2 - гра- 1ФИК зависимости частоты питающей сети iOT скорости ротора асинхронного двигателя. ; Электромеханический привод исполни- тельных органов содержит электродвигатели 1-4 переменного тока, имеюш,ие одинако- вую скорость врашения, однотипные дифференциалы 5-8 с входными валами 9-12, соединенными с электродвигателями 1-4, и двумя выходными валами 13-16 и 17-20 соответственно.

Выходные валы 13-16 связаны с исполнительными органами 21-24 и снабжены тормозами 25-28 соответственно, а выходные валы 17-20 кинематической цепью 29 связаны между собой, а также с исполнительным органом 30 и дополнительным асинхронным электродвигателем 31 с фазным ротором. Электродвигатели 1-4 односкоростные и подключаются либо к основной питающей сети с помощью реверсивных пускателей (не показаны), либо ко вторичной (роторной) обмотке электродвигателя 31 с помощью дополнительных реверсивных пускателей. Таким образом, все подключения электродвигателей выполнены реверсивными.

Применительно к оборудованию сучкорезно-раскряжевочной линии установлены следующие исполнительные органы: сучкорезные ножи 21, подающий транспортер 22, прижимной ролик 23, пильная рамка 24 (т. е. поворотный в вертикальной плоскости рычаг, на конце которого смонтирован пильный диск).

Электромеханическая схема привода функционирует следующим образом.

При подключении статора электродвигателя 31 к основной питающей сети и за счет связи его ротора с кинематической цепью 29 во вторичной (роторной) цепи электродвигателя 31 будет вырабатываться переменный ток частоты

,S,

(1)

где fi - частота основной питающей сети;

S - скольжение ротора электродвигателя 31.

Если подсоединение электродвигателя 31 производят к кинематической цепи 29, то таким образом, чтобы скорость его ротора (1)р по абсолютному значению отличалась от 0); - скорости вращения магнитного поля его статора.

Статор электродвигателя 31 к основной питающей сети подключается реверсивно, поэтому скольжение его ротора составляет

с 0e::fctttp 1 , (Op

-uJT io:(2)

10

Вторичная (роторная) цепь электродвигателя 31 используется как дополнительная питающая сеть электродвигателя 1-4, которые как к основной, так и к дополнительной питающей сети подключаются реверсивно и, таким образом, могут быть включены на скорости, синхронные значения которых Шс (1-4) составляют:

15

60,

a)c(l-4),±/,(l±g)

(3)

где р - число пар полюсов у электродвигателей 1-4. Значения /2 - частоты переменного тока, который может быть использован для питания электродвигателей 1-4, показаны на графике (фиг. 2). Линии а к б графика и точки А и Б соответствуют двум (реверсивным относительно друг друга) включениям статора электродвигателя 31 к основной питающей сети. Скорость вращения ротора электродвигателя 31 Шр остается кинематически связанной с кинематической цепью 29 выходных валов 17-20 дифференциалов 5-8.

Линии в к г к точки В и Г совместно с линиями а и б и точками А и Б соответствуют двум (реверсивным относительно друг друга) подключениям любого из электродвигателей 1-4 к дополнительной питающей сети

(роторной цепи электродвигателя 31). Точки Д и соответствуют включениям электродвигателей 1-4 к основной питающей сети. Остановке выходных валов 13-16 дифференциалов 5-8 соответствуют скорости электродвигателей 1-4, определяемые частотой fi.

Положительное или отрицательное приращение этой скорости у одного из электродвигателей 1-4 определяет соответствующему выходному валу и исполнительному

органу скорость соответствующего направления.

Электромеханический привод позволяет рещать ряд задач управления работой исполнительных органов, расширяя технологические возможности и упрощая конструкцию

линий.

Для получения равномерно распределенного ряда скоростей исполнительных органов 21-24 требуется равномерное размещение возможных значений fz на числовой оси. Для этого необходимо равенство интервалов

ДЗ и ЗЖ (фиг. 2)

f.-f.(l-g)A(l-g).(l-), из которого следует:

a)(uc.

(4)

Соблюдая это условие, каждому исполнительному органу 21-24 при их последовательной работе может быть установлен ряд скоростей в отношении - 1,0, 1,2,3,4 (в дальнейшем: «Задний ход, «Ноль скорости,, первая, вторая, третья и четвертая cKopoctH «Вперед).

Для работы исполнительных органов (например, исполнительного органа 21) обеспечивается соблюдение следующих условий:

fi(14-(Xl--5 1)/1 - двигательный режим

электродвигателя 1,

fi(,2) - генераторный режим

электродвигателя 1, из которых следует

f

-Cue;

(5)

(6)

где Sjfi - допустимое скольжение электродвигателя 1 на повышенной /iX

Х(1-|-) частоте переменного

тока;

5д2 - допустимое скольжение электродвигателя 1 на пониженной f(l-

--) частоте переменного тока.

Шс

Ограничения на выбор значений 5 определяются режимами работы электродвигателей по нагреву, но не ограничиваются 5 критическими скольжениями этих электродвигателей, так как условие

,

(7)

выполнимо для кратковременных режимов работы.

Для автоматического регулирования скорости исполнительного органа, например 24, в зависимости от нагрузки на исполнитель- ный орган 30 (например, автоматическое регулирование скорости подачи исполнительного органа (24) в зависимости от изменения скорости резания) ограничения на значения (Вр получаем из условия, что электродвигателям 1-3 задана скорость, синхронное значение которой пропорционально fi, электродвигателю 4 задана скорость, синхронное значение которой пропорционально /i(l -

-jjf)- Остановка исполнительного органа 24

должна наступить при потере оборотов у исполнительного органа 30, пропорциональных значению /i(l-5j).

Скорость ротора электродвигателя 31 составит й)р(1-SK), а скорость электродвигателя 4 станет пропорциональна значению

(О

-(1-5д) и условие выбора значения

(Ор выразится уравнением:

/,i-g(,(i-5;,) SM

Д2

(Ос.

,,,

15

20

25

30

35

40

5 0

5

При автоматическом регулировании скорости движения исполнительных органов 21-24 в зависимости от нагрузки на исполнительный орган 30 допустимое значение S уже не может быть большим критического скольжения S , так как возможно опрокидывание тех из электродвигателей 1-4, которые работают на исполнительный орган 30.

Применительно к поточным линиям по переработке древесины электромеханический привод работает следующим образом.

Первоначально приводится во вращение пильный диск (исполнительный орган 30). Для этого при замкнутых тормозах 25-28 от основной питающей сети на прямое вращение запускаются электродвигатели 1-4, вращение от которых через дифференциалы 5- 8, выходные валы 17-20, кинематическую цепь 29 передается пиле 30 и ротору дополнительного электродвигателя 31 с фазовым ротором. В дальнейшем пила 30 вращается постоянно.

Обеспечивается подача лесоматериала транспортером 22. Для этого тормоз 26 открывается, электродвигателю 2 устанавливается первая скорость «Вперед. На привод транспортера работают электродвигатели 2-4, электродвигатель 1 работает в генераторном режиме.

В соответствующие моменты времени включаются в работу сучкорезные ножи 21 и прижимной ролик 23. Для этого открывают тормоза 25 и 27.

Под действием крутящих моментов, которые от электродвигателей 1 и 3 через валы 9 и 11 передаются на выходные валы 13, 15, 17 и 19, сучкорезные ножи 21 и прижимной ролик 23 доходят до лесоматериала. Электродвигатели 1 и 3 продолжают работать на частоте основной питающей сети. Подача лесоматериала может обеспечиваться с любой из возможных четырех скоростей «Вперед. После пОдачи лесоматериала на заданную длину электродвигатель 2 переводят на прямое включение к основной питающей сети. Производят пиление с автоматическим регулированием скорости подачи. Электродвигатель 4 включают на первую скорость «Вперед. По окончании пиления при подходе пильной рамки 24 к исходному положению по команде от датчика положения пильной рамки (не показан) электродвигатель 4 переводят на прямое

включение от основной питающей сети, и пильная рамка останавливается.

Для повышения технологических возможностей и производительности мелкие лесоматериалы распиливают на высоких скоростях подачи. При зарезании сучкорезных ножей в сильно искривленных участках ствола дерева производят одновременное выключение сучкорезных ножей (21) и транспортера (22) «Назад.

Электромеханический привод обладает широкими технологическими возможностями: использование большей части установленной мощности для привода каждого исполнительного органа, широкий диапазон регулирования рабочих скоростей исполнительных органов, возможность останова исполнительных органов, возможность автоматического регулирования скорости одних исполнительных органов в зависимости от нагрузки на другие. Эти качества достигаются с одновременным повышением надежности работы привода за счет применения односкоростФиг. 2

ных электродвигателей и исключения тормозов на их валах.

Формула изобретения Электромеханический привод исполнительных органов преимущественно для поточных линий по переработке древесины, содержащий электродвигатели переменного тока, реверсивные пускатели для связи последних с питающей сетью, исполнительные органы, тормоза, дифференциалы, входные валы которых соединены с электродвигателями, а один из выходных валов - с исполнительными органами посредством тормозов, и кинематическую цепь для связи вторых входных валов дифференциалов между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы при расширении технологических возможностей, привод снабжен асинхронным электродвигателем с фазным ротором и дополнительными ревер- , сивными пускателями для подключения пер- 0 вичной обмотки последнего к питающей сети, а вторичной обмотки - к каждому из электродвигателей переменного тока.

5