АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ПРИВОДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Область техники, к которой относится изобретение
Предложение относится к электротехнике, а более конкретно к автоматическим системам управления электрическими машинами, в которых в качестве исполнительного механизма используется асинхронный электродвигатель. При использовании автоматического регулятора приводов переменного тока регулирование и стабилизация частоты вращения исполнительного электродвигателя привода в зависимости от величины входного сигнала осуществляется электронным блоком управления путем изменения по определенному закону амплитуды и частоты напряжения, питающего электродвигатель.
Уровень техники
Известен автоматизированный электропривод НО HSing Servo фирмы H.S.Machinery Co., Ltd, состоящий из электронного блока в корпусе, электрически связанного с консольно закрепленными над ним и размещенными в одном корпусе с электродвигателем. Электронный блок включает автоматический регулятор переменного тока, состоящий из несущих конструкций, силовых элементов, печатных плат и вентилятора.
Недостатком автоматизированного регулятора переменного тока объединенного с электроприводом является его пониженная надежность из-за
недостаточного отвода тепла при нагреве печатных плат электронного блока через поверхность корпуса. Кроме того, размещение составляющих узлов привода в вертикальной плоскости создает определенные неудобства при его эксплуатации.
Известен автоматизированный электропривод [Пат. РФ 2046511, Н02К 9/06, опублик. 1995.10.20], содержащий электронный блок, электрически связанный с электродвигателем, и вентилятор, все узлы которого закреплены в одном корпусе, причем платы электронного блока установлены в плоскостях, параллельных осям вентилятора и электродвигателя, на боковых сторонах корпуса соосно оси вентилятора с одной стороны выполнено воздухозаборное отверстие, закрытое фильтрующей решеткой, а с другой стороны выполнено вытяжное отверстие.
В частном случае исполнения известного устройства электродвигатель, электронный блок и вентилятор могут быть закреплены на общей платформе, вентилятор установлен между электродвигателем и электронным блоком на одной оси с электродвигателем, а корпус выполнен из пластмассы в форме параллелепипеда. Предлагаемое конструктивное выполнение автоматизированного электропривода позволяет обеспечить отвод тепла с поверхности нагревающихся печатных плат электронного блока и поверхности электродвигателя непрерывным, направленным потоком воздуха и позволяет стабилизировать температурный режим всего электропривода.
Недостатком устройства выбранного в качестве прототипа являются сложность изготовления отдельных элементов корпуса и использование общей платформы для закрепления электронного блока, электродвигателя и вентилятора
Сущность изобретения.
Техническими задачами, на решение которых направлено предложение являются:
Повышение степени защиты внутренних элементов устройства от пыли и влаги.
Расширение ассортимента материалов применяемых для изготовления элементов корпуса устройства, включая доступные листовые и профильные полуфабрикаты отечественного производства;
Обеспечение возможности изготовления деталей автоматического регулятора из доступных материалов без применения дорогостоящих технологий и сложного обрабатывающего оборудования.
Решение поставленных технических задач, достигается тем, что устройстве элементы корпуса имеют такую форму, которая позволяет изготовить их из заготовок (выкроек) листовых и профильных материалов путем гибки выкроек простой (прямоугольной) формы под углом 90 градусов без применения специальных средств и дополнительных технологических операций обработки материалов. Высокая степень защиты обеспечивается за счет применения силовых и управляющих разъемов соответствующего исполнения, а также размещения силового блока в корпусе призматической формы без вентиляционных отверстий. Размещение радиатора, вентиляторов вне силового блока обеспечивают достаточный отвод тепла с поверхности нагревающихся элементов при вертикальном монтаже устройства на площадях потребителя.
Автоматический регулятор приводов переменного тока, согласно предложения, включает силовой блок, блок управления и корпус, содержащий основание, боковые стенки, радиатор, вентилятор и жесткий каркас из профильных элементов. Корпус автоматического регулятора приводов переменного тока выполнен двухъярусным и образован опорными (несущими)
элементами, изготовленными из листовых и профильных материалов методом холодной гибки под прямым углом. При этом силовой блок смонтирован на нижнем ярусе, а блок управления на верхнем ярусе и верхний ярус содержит жестко закрепленную на уровне внешней поверхности корпуса лицевую панель управления не соединенную с внешними элементами корпуса.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления предложения
Возможность осуществления предложения иллюстрируется трехмерными рисунками автоматического регулятора приводов переменного тока промышленной частоты мощностью 7,5 кВт, изготовленного в натуральную величину, описанием варианта устройства автоматического регулятора приводов переменного тока (в статике) и описанием принципа действия автоматического регулятора приводов переменного тока (в динамике).
Фиг.1 - силовой блок автоматического регулятора приводов переменного тока.
Фиг.2 - блок управления автоматического регулятора приводов переменного тока.
Фиг.3 - автоматический регулятор приводов переменного тока в сборе с надетой верхней крышкой.
Автоматический регулятор приводов переменного тока включает силовой блок, блок управления и корпус.
Силовой блок (Фиг.1) состоит из выпрямителя (1), разъемов (2, 7, 17), модуля инвертора (5), конденсаторов (4, 6), дросселей (3), платы датчика напряжения звена постоянного тока (21), платы датчика тока в звене постоянного тока (22).
Блок управления (Фиг.2) состоит из платы микроконтроллера (23), модуля источников вторичного питания (24), модуля пульта управления с
лицевой панелью (25), модулей дискретного ввода вывода (26), разъема входных аналоговых и входных дискретных сигналов (27) разъема дискретных выходных сигналов (28), разъема последовательного интерфейса «CAN» (29).
Корпус автоматического регулятора приводов переменного тока (Фиг.1) состоит из верхней крышки (16), основания (9), пластинчатого радиатора (8), боковых стенок (10, 11) и призматических элементов каркаса скрепленных между собой, боковыми стенками и основанием резьбовым соединением (винтами).
Автоматический регулятор приводов переменного тока функционирует следующим образом.
Входное напряжение 380 В промышленной частоты 50 Гц подается на вход выпрямителя (1) через разъем (2). Выпрямленное напряжение через «LC» фильтр (3, 4) поступает на модуль инвертора (5), с выхода которого через разъем (7) подается на обмотку статора асинхронного двигателя. Стабилизация частоты вращения исполнительного электродвигателя привода в зависимости от величины входного сигнала осуществляется электронным блоком управления путем изменения по определенному закону амплитуды и частоты напряжения, питающего электродвигатель. Закону изменения амплитуды и частоты напряжения, питающего электродвигатель, обеспечивает рациональное потребление энергии объектами теплоэнергетики.
Автоматические регуляторы приводов переменного тока, выполненные согласно данному предложению, уже использованы для установки на более чем двухстах центральных тепловых пунктах (ЦТП) в г.Москве в процессе их модернизации в рамках «Программы внедрения низковольтных частотно-регулируемых электроприводов на ЦТП филиалов ОАО «МОЭК»». Их использование позволяет сокращать затраты на электроэнергию и снижать расход воды и тепла. Так, установка данного автоматического регулятора дает на одном ЦТП, в среднем, экономию электроэнергии 40%, воды 12%, тепловой энергии 8%.