Электропривод
ELECTRIC DRIVE

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам позиционных механизмов, требующих режима фиксации рабочих органов, например, промышленных роботов.
Подобные приводы описаны, например, в книге Башарина А.А., Новикова В.А. и Соколовского Г.Г. - Управление электроприводами. - Л.: Энергоиздат, 1982. - 392 с, ил.
Прототипом является привод, описанный в а.с. 128 3924 (СССР) Электропривод координаты манипулятора /В.И. Ключев и др., опубл., Б.И., 1987, №2.
Привод содержит электродвигатель постоянного тока, подключенный к механизму и преобразователю, в цепь управления которого включены регуляторы и датчики обратных связей, подключенные к входу соответствующих регуляторов. Обычно используют регуляторы положения, тока и скорости. Кроме того, имеется нелинейный элемент, осуществляющий подстройку при изменении момента инерции манипулятора.
Недостатком прототипа является пониженная производительность, вызванная необходимостью применения специального тормозного устройства, фиксирующих звенья манипулятора в периоды пауз циклограммы.
Изобретение направлено на повышение производительности за счет упрощения фиксирования якоря.
Это достигается тем, что один из комплектов катушек возбуждения снабжен реверсором, который подключен к регулятору положения.
Существенным признаком является наличие реверсора, подключенного к одному из комплектов катушек, или к одной из катушек, если их две.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 показана структурная схема привода, на фиг. 2 - силовая схема реверсора, на фиг. 3 - показано, каким образом формируется фиксирующий момент на якоре двигателя.
Электропривод содержит последовательно соединенные задатчик 1, регулятор 2, самонастраивающийся регулятор скорости 3, регулятор тока 4, выход которого подключен к цепи управления преобразователем 5, подключенного через шунт 6 к якорю 7. На валу якоря находится механизм 8 с датчиком положения 9, например, переменным многооборотным потенциометром типа ППМЛ. Двигатель имеет два комплекта обмоток возбуждения, т.к. число полюсов всегда четное. В простейшем случае, при наличии одной пары полюсов имеем соответственно две обмотки. Одна из них, 10, подключена к источнику питания 11, а другая обмотка 12 подключена через реверсор 13 к источнику 14. На валу двигателя находится и тахогенератор 15, подключенный к входу регулятора скорости 3.
Электропривод работает следующим образом. Сигнал с программного задатчика поступает на регулятор положения 2 и далее на регулятор скорости, тока и на преобразователь. Двигатель отрабатывает заданное перемещение, причем характер движения определяется параметрами регуляторов.
После отработки перемещения необходимо зафиксировать кинематическую цепь, т.е. затормозить привод. Соответствующий сигнал с регулятора положения поступает на вход реверсора 13, который реверсирует питание на обмотке 12, т.е. направление пока в катушке меняется на противоположное. Так как направление тока в якоре остается прежним, изменение направления вектора поля в катушке 12 приводит к изменению направления вектора усилия в нижних проводниках якоря (см. фиг. 3) на 180°. Прежнее направление вектора усилия показано пунктиром. Направление усилия в верхнем проводнике остается прежним, как и направление поля в катушке 10. В этих условиях однонаправленных векторов усилий от проводников, расположенных по обе стороны якоря, естественно, возникает стопорный момент, который пропорционален току якоря и индукции поля. Регулятор тока 4 в этих условиях имеет, как обычно, токоограничивающий элемент, поскольку влияние противо - э.д.с. якоря отсутствует и при номинальном напряжении на зажимах якоря, так якоря превысит допустимые пределы. При ограничении тока на номинальном уровне, стопорный момент имеет номинальное значение.
В рабочем режиме (см. фиг. 3) направление вектора магнитного поля катушек 10 и 12 согласное, т.к. векторы направлены в одну сторону. Якорь, помещенный между катушками, имеет проводники, направление тока в которых показано на фиг. 3. Согласно правилу левой руки, он будет испытывать вращение против часовой стрелки, т.к. верхний его проводник (проводники секции) стремится двигаться влево, а нижний - вправо (пунктир). Таким образом происходит рабочий процесс, т.е., например, поворот ведомого звена относительно корпуса модуля.
После окончания поворота необходимо затормозить вал двигателя, т.е. зафиксировать его, процесс повторяется.
Реверсор 13 (см. фиг. 2) выполняется по обычной схеме с перебросом полюсов, например, в его качестве может быть использован любой реверсивный контактор, управляемый регулятором положения.
Технико-экономическим преимуществом привода является то, что за счет отсутствия явно выраженного тормозного устройства облегчается подвижная часть механизма, что увеличивает быстродействие, а, следовательно, и производительность.