Многодвигательный электропривод опорно-поворотного механизма Советский патент 1982 года по МПК H02P7/68 

(54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ОПОРНО-ПОВОРОТНОГО МЕХАНИЗМА

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах зубчатых реек, опорно-поворотных устройств моделирующих стендов и опорно-поворотных механизмов роботов-манипуляторов там, где необходимы высокие точности позиционирования.

Известно устройство для управления двухдвигательным электроприводом, содержащее регулятор скорости, блок выделения модуля, регуляторы тока каждого электродвигателя, формирователь смещения, подключенный к регулятору тока первого электродвигателя и к инвертору, подключенному к регулятору, тока второго электродвигателя 1 .

Устройство обеспечивает безлюфтовое управление двухдвигательным электроприводом. Недостатком устройства является его сложность, вызванная наличием дополнительных узлов: блока выделения модуля, формирователя смещения, инвертора.

Наиболее близким техническим решением является многодвигательный электропривод содержащий два электродвигателя постоянного тока, соединенные между собой через зубчатое колесо опорно-поворотного механизма, реверсивный вентильный преобразователь, включающий в себя два комплекта вентилей и систему импульснофазового управления с двумя выходами, каждый из которых подключен к управляющему входу соответствующего комплекта вентилей, к выводам реверсивного вентильного преобразователя параллельно подключены две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных якоря

10 электродвигателя и диода, причем полярность включения диодов в цепях противоположна 2.

Недостатком известного устройства являются низкие энергетические и массога15 баритные показатели, что обусловлено использованием электродвигателей повышенной мощности, необходимой для преодоления встречного момента второго двигателя, и дополнительными затратами энергии в

20 насыщающемся реакторе.

Цель изобретения - улучшение энергетических и массо-габаритных показателей Поставленная цель достигается тем, что в известный многодвигательный электропривод дополнительно введены два блока

задержки и два вентиля, каждый из которых включен встречно-параллельно с одним из диодов, а управляющий вход каждого вентиля через блок задержки соединен с тем выходом системы импульсно-фазового управления, который подключен к управляющему входу соответствующего комплекта вентилей, включенному согласно с этим вентилем.

На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема электропривода; на фиг. .2 - эпюры, поясняющие его работу; на фиг. 3 - график моментных характеристик.

Многодвигательный электропривод опорно-поворотного механизма содержит электродвигатели 1 и 2 соединенные между собой через зубчатое колесо опорно-поворотного механизма, реверсивный вентильный преобразователь 3, включающий в себя два комплекта 4 и 5 вентилей и систему 6 импульсно-фазового управления с двумя выходами, каждый из которых подключен к управляющему входу соответствующего комплекта 4 и 5 вентилей, к выходам реверсивного вентильного преобразователя 3 параллельно подключены две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных якоря электродвигателей 1, 2 и диодов 7, 8, причем полярность включения диодов в цепях противоположна, два вентиля 9, 10. Вентиль 9 включен встречно-параллельно диоду, 7, а вентиль 10 включен встречно-параллельно диоду 8. Управляющий вход вентиля 9 через блок 11 задержки подключен к управляющему входу комплекта 5 вентилей, а управляющий вход вентиля 10 через блок 12 задержки подключен к управляющему входу комплекта 4 вентилей.

Реверсивный вентильный преобразователь 3 выполнен, например, по трехфазной нулевой схеме и управление комплектами 4 и 5 вентилей осуществляется раздельно.

Многодвигательный электропривод работает следующим образом.

При нулевом управляющем сигнале (Uy 0) преобразователь 3 генерирует разнополярные импульсы тока (фиг. 2 а). Управляющие импульсы первого комплекта 4 вентилей (катодная группа вентилей, фиг. 2 г), а второго (анодная группа, фиг. 2д) На фиг. 2 б, 0 представлены токи, протекающие по якорным цепям электродвигателей 1 и 2 соответственно. При этом двигатели создают противонаправленные моменты, так как средний ток первого электродвигателя 1 имеет положительный знак, а второго 2 отрицательный. Таким образом, обеспечивается постоянное зацепление шестерни, насаженной на вал каждого электродвигателя (либо насаженной на вал промежуточного редуктора) с зубчатым колесом опорно-поворотного механизма. Отрицательный средний ток электродвигателя 2 при симметричных импульсах тока преобразователя обусловлен включением вентиля 10, соответствующими управляющими импульсами первого вентилей 4, задержанными относительно основных на время ij (фиг. 2 е). Функция задержки управляющих импульсов вентилей 9 и 10 осуществляется блоками И и 12 задержки.

При отрицательном управляющем сигнале преобразователь 3 генерирует отрицательный средний ток (фиг. 2 з), который, увеличивая момент электродвигателя 2, обуславливает движение зубчатого колеса опорно-поворотного механизма в направлении, соответствующем отрицательному управляющему сигналу. При этом уменьщается момент электродвигателя 1, так как уменьшается положительный средний ток, протекающий по его якорной цепи (фиг. 2 и) При дальнейщем увеличении отрицательного управляющего сигнала из работы выходит катодная группа вентилей (комплект 4 вентилей) и преобразователь 3 генерирует только отрицательные импульсы тока (фиг. 2 к). Момент, прикладываемый к нагрузке, создается отрицательным средним током электродвигателей 1 и 2 (фиг. 2 л, м). При положительном сигнале управления электропривод работает аналогично. На фиг. 3 представлены моментные характеристики электродвигателей 1 и 2 (Ml и Мг) и их результирующая характеристика Мз.

Введение в известный электропривод двух вентилей, двух блоков задержки и соответствующих связей позволяет исключить из электропривода насыщающийся реактор, масса которого и габариты значительно больще дополнительно введенных двух вентилей и двух блоков задержки. Улучщение энергетических показателей электропривода обусловлено большими потерями энергии в насыщающемся реакторе, имеющимся в известном устройстве по сравнению с потерями в вентилях.

Формула изобретения

Многодвигательный электропривод опорно-поворотного механизма, содержащий два электродвигателя постоянного тока, соединенные между собой через зубчатое колесо опорно-поворотного механизма, реверсивный вентильный преобразователь, включающий в себя два комплекта вентилей и систему импульсно-фазового управления с двумя выходами, каждый из которых подключен к управляющему входу соответствующего комплекта вентилей, к выводам реверсивного вентильного преобразователя параллельно подключены две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных якоря электродвигателя и диода, причем полярность включения диодов в цепях противоположна, отличающийся тем, что с целью улучшения энергетических и массогабаритных показателей, в него дополнитель- но введены два блока задержки и два вентиля, каждый из которых включен встречнопараллельно с одним из диодов, а управляющий вход каждого вентиля через блок задержки соединен с тем выходом системы импульсно-фазового управления, который подключен к управляющему входу соответствующего комплекта вентилей, включенному согласно с этим вентилем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I

г д е

Ь /

ж

/

х л м

1ср5

л

/-

-- Г

-.