ЭЛЕКТРОПРИВОД

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для управления механизмами с поступательным перемещением штоком (рабочих органов), а именно к электроприводам, управляющим конструктивными элементами с большими скоростями, например, в заземлителях.
Известен электромагнитный привод, содержащий тяговый электромагнит с магнитным сердечником, подвижная часть которого соединена с рабочим механизмом, а на неподвижной его части находится электрическая обмотка, выводы которой посредством основного и вспомогательного коммутационных элементов подключены к источнику электропитания постоянного тока, а также датчик перемещения подвижной части магнитного сердечника, выход которого соединен со вспомогательным коммутационным элементом, в котором последовательно в цепь электрическою обмотки электромагнита включен дроссель, обмотка которого шунтирована диодом, последовательно с которым включен датчик перемещения подвижной части магнитного сердечника (РФ 2094877, H01F 7/18, опубл. 27.10.1997).
К недостаткам привода следует отнести отсутствие ручного дублера (управление только дистанционное); большие динамические перегрузки контактной группы из-за большой скорости перемещения более 100 мм/с.
Известен привод секционного разъединителя контактной сети, состоящий из корпуса с закрепленным в нем электродвигателем, вал которого соединен с редуктором, имеющим на выходе шток с ушком, и концевые выключатели, редуктор и шток которого выполнены в виде соединенного с валом асинхронного электродвигателя ходового винта, ввинченного в трубу с овальным ушком на конце (РФ 14030, B60M 1/18, опубл. 27.06.2000).
Габаритный размер спроектированных по такой схеме приводов складывается из габаритного размера электродвигателя и габаритного размера редуктора. В качестве преобразователя электрической энергии в механическую использовался асинхронный электродвигатель с шихтованным ротором. К недостаткам привода следует отнести большие габариты; необходимость обслуживания редуктора.
Известен электропривод, в котором в полом роторе электродвигателя размещены резьбовая втулка и винтовой шпиндель, взаимодействующие через подшипники и опорные шайбы с упругими элементами. Привод снабжен неподвижным опорным корпусом. Электродвигатель установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно опорного корпуса (патент РФ №2005946, F16K 31/04, опубл. 15.01.1994).
В основу полезной модели положена задача создания электропривода, имеющего одно конструктивное решение, но обеспечивающего управление контактами как заземлителя, так и разъединителя. При этом новая конструкция должна быть освобождена от перечисленных выше недостатков.
Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в электроприводе, содержащем электродвигатель с полым ротором, в котором размещен преобразователь вращательного движения в поступательное, при этом привод снабжен неподвижным опорным корпусом, в качестве электродвигателя использован асинхронный электродвигатель с нешихтованным ротором, преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен на резьбовой паре из гайки и шпинделя, причем в резьбовой паре использована трапецеидальная резьба. Электропривод может быть снабжен ручным дублером.
Использование в электроприводе асинхронного электродвигателя с нешихтованным (массивным) ротором обусловлено следующими его особенностями:
- нешихтованный (массивный) ротор по сравнению с шихтованным имеет большую механическую прочность, что позволило выполнить ротор полым. Наличие в роторе полости позволило в нее встроить преобразователь вращательного движения в поступательное движение. Таким образом, получилась компактная конструкция электропривода с габаритными размерами, не превышающими собственно сам электродвигатель. Наличие полости в роторе уменьшило его массу, момент инерции и как следствие привело к снижению динамических перегрузок.
- механическая характеристика электродвигателя с нешихтованным (массивным) ротором имеет более «мягкий» характер по сравнению с механической характеристикой электродвигателя с шихтованным ротором. Скорость вращения ротора электродвигателя с шихтованным и нешихтованным ротором практически одинакова при моментах на нем близких к нулю (холостой ход), но при увеличении момента скорость вращения нешихтованного ротора существенно меньше скорости вращения шихтованного ротора. При перемещении подвижного контакта к зоне контакта, момент на роторе практически равен нулю и соответственно скорость перемещения получается максимально возможная. В зоне же контакта возникает сила трения подвижного контакта о неподвижный контакт это приводит к увеличению момента на роторе, скорость его вращения для случая нешихтованного ротора падает. Время перемещения контакта к зоне контакта значительно больше времени перемещения контакта в зоне контакта, поэтому падение скорости вращения ротора не оказывает существенного влияния на полное время работы электропривода. При этом падение скорости ротора существенно уменьшает момент инерции ротора, что приводит в свою очередь к дополнительному снижению динамических перегрузок контактов.
- пусковой момент асинхронного электродвигателя с нешихтованным (массивным) ротором больше по сравнению с моментом электродвигателя с шихтованным ротором. Учитывая, что сила трения покоя больше силы трения движения, эта особенность электродвигателя также востребована. Повышенный пусковой момент позволил использовать электродвигатель с меньшей мощностью и меньшими габаритными размерами при прочих равных условиях.
Использование в резьбовой паре трапецеидальной резьбы обеспечивает самоторможение резьбовой пары.
Спроектированный электропривод имеет ручной дублер. Минимальные габаритные размеры электропривода удалось получить благодаря использованию встроенной конструкции и повышенного пускового момента электродвигателя. Существенно снижены динамические перегрузки контактной группы. Редуктор (преобразователь вращательного движения в поступательное движение) не требует обслуживания.
Полезная модель поясняется фиг.1, на которой показан электропривод.
Электропривод состоит из электродвигателя и преобразователя движения. Электродвигатель состоит из неподвижного корпуса 4 с запрессованным в него статором 6, подшипниковых щитов 2 и 13 с подшипниками 3 и 12 соответственно, вращающегося в подшипниках 3 и 12 полого ротора 5 с запрессованной в него трубой 14. Преобразователь движения состоит из резьбового шпинделя 1, двух опор функцию одной из которых выполняет подшипниковый щит 2, а функцию второй опоры выполняет втулка 9 установленная в ротор 5 с развязкой от вращения посредством подшипника 10 и размещенной между опор запрессованной в ротор 5 резьбовой гайки 8. Установочные винты 7 и 11 служат гарантией механической связи ротора 5 с резьбовой гайкой 8 и трубой 14.
Резьбовой шпиндель 1 с одной стороны имеет ушко, для соединения с механизмом перемещения подвижного контакта, другая сторона шпинделя скрыта трубой 14. При подаче напряжения на обмотку статора 6 возникает вращающееся магнитное поле под действием, которого вращается полый ротор 5, а вместе с ним вращается резьбовая гайка 8 и труба 14. Резьбовая гайка 8 разворачиваясь, относительно не вращающегося резьбового шпинделя 14 придает ему через резьбовое зацепление поступательное перемещение. При изменении направления вращения поступательное перемещение имеет обратное направление. Благодаря размещению между двух неподвижных опор 2 и 9 вращающейся резьбовой гайки 8, через резьбовой шпиндель 1 на механизм перемещения подвижного контакта передается незначительный вращающий момент, который не оказывает влияние на его работу. Труба 14, помимо функции защиты резьбового штока 1 от внешних воздействий выполняет функцию ручного дублера электродвигателя.
Для управления контактами заземлителя разработан электропривод МБ099.430, а для управления контактами разъединителя - электропривод МБ099.432. Конструктивно оба привода подобны. Отличие электроприводов только в мощности используемого электродвигателя.