Электропривод колебательного движения
ELECTRIC DRIVE WITH VIBRATING MOTION

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автоматизированных электроприводах с колебательным движением рабочего органа.
Известен электропривод, содержащий электрическую машину переменного тока с трехфазной обмоткой на статоре и регулируемый источник постоянного напряжения, подключенный к одной из обмоток статора, три тиристора и блок управления (SU. А.с. 1334348, H02P 7/62, 1987).
Знакопеременный режим работы электрической машины достигается попеременным включением двух обмоток статора на постоянное напряжение. В результате такого переключения обмоток статора ротор электродвигателя совершает колебательное движение.
Необходимость использования регулируемого источника постоянного напряжения, тиристоров и блока управления обуславливает низкую надежность работы электропривода.
Известен электропривод колебательного движения, выбранный в качестве прототипа (RU 2050687, H02P 7/62, 20.12.1995), содержащий электрическую машину переменного тока с трехфазной обмоткой на статоре и регулируемый источник постоянного напряжения, подключенный к одной из обмоток статора, введены последовательно соединенные фазосдвигающее звено и усилитель, выход которого подключен к другой обмотке статора, при этом вход фазосдвигающего звена соединен с третьей обмоткой статора, а ротор электрической машины выполнен активным, например, выполненного с постоянными магнитами. Первая обмотка статора выполняет функцию электрической пружины, жесткость которой может изменяться за счет изменения тока, протекающего по ней, с помощью регулируемого источника постоянного напряжения.
Недостатком прототипа является невысокая надежность работы, обусловленная наличием регулируемого источника постоянного напряжения, подключенного к одной из обмоток статора, фазосдвигающего звена и усилителя.
Задача изобретения - повышение надежности работы электропривода колебательного движения за счет использования силы тяжести для создания возвращающего момента.
Технический результат достигается тем, что в электроприводе колебательного движения, содержащем электрическую машину переменного тока с трехфазной обмоткой на статоре и источник напряжения, подключенный к обмотке статора, и активный ротор, трехфазная обмотка размещена на нижней части статора, на концах которой жестко закреплены датчики положения активной части активного ротора, которая расположена в нижней части активного ротора и выполнена из материала с большим удельным весом, чем с удельный вес материала остальной части активного ротора, выходы датчиков положения активной части активного ротора соединены со входом магнитного пускателя источника напряжения, выход которого соединен со входом управления источника напряжения.
Предлагаемое устройство показано на чертеже.
Электропривод колебательного движения содержит электрическую машину, трехфазная обмотка 1 которой расположена в нижней части статора 2. К трехфазной обмотке 1, выполненной по петлевой или волновой схеме (Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. С. 403-431) подключен источник напряжения 3. Внутри статора 2 расположен активный ротор 4, активная часть 5 которого размещена в его нижней части. Активная часть 5 активного ротора 4 может быть выполнена из листовой электротехнической стали с обмоткой типа беличьей, клетки, расположенной в пазах активной части 5 активного ротора 4, или массивной из стали или чугуна (Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. С. 593-594). Причем удельный вес активной части 5 активного ротора 4 больше удельного веса остальной части активного ротора 4. На концах трехфазной обмотки 1 жестко закреплены датчики 6 и 7 положения активной части 5 активного ротора 4, например, индуктивного типа. Выходы 8 датчиков 6 и 7 положения активной части 5 соединены со входом 9 магнитного пускателя 10, например, ПМ 12-010100 220 В 1з или TDM ПРК80-16 SQ0212-0021, выход 11 которого соединен с управляющим входом 12 источника напряжения 3.
Работа устройства происходит следующим образом. При запитывании трехфазной обмотки 1 от источника напряжения 3 токи, протекающие по трехфазной обмотке 1, создают бегущее магнитное поле, которое индуцирует токи в активной части 5. Взаимодействие этих токов с бегущим магнитным полем приводит к возникновению вращающего момента, который поворачивает активный ротор 4, например, по часовой стрелке. В начале поворота активного ротора 4 поле токов, индуцированных в активной части 5, индуцирует токи в датчиках положения 6 и 7 активной части 5. Последние вырабатывают сигналы, которые с их выходов 8 поступают на вход 9 магнитного пускателя 10. Управляющий сигнал с выхода 11 магнитного пускателя 10 идет на вход 12 источника напряжения 3, заставляя последний быть во включенном состоянии. По мере поворота активного ротора 4 активная часть 5 выходит из зоны действия датчика 7, сигнал с которого прекращается, но датчик 6 продолжает вырабатывать сигнал, которого достаточно для поддержания состояния включения магнитного пускателя 10.
После дальнейшего поворота активной части 5 на угол, при котором активная часть 5 выходит из зоны действия датчика положения 6 активной части 5 сигнал с датчика положения 6 прекращается и управляющий сигнал с магнитного пускателя 10 обнуляется. В результате источник напряжения 3 отключается, трехфазная обмотка 1 обесточивается и вращающий момент прекращается. Активный ротор 4 под действием силы тяжести активной части 5 начинает движение в противоположном направлении - против часовой стрелки. По мере поворота активного ротора 4 сначала срабатывает датчик положения 6, который начинает вырабатывать сигнал, но его величины недостаточно для срабатывания магнитного пускателя 10, активный ротор 4 продолжает поворот против часовой стрелки. Когда активная часть 5 входит зону действия датчика положения 7, последний начинает вырабатывать сигнал, который суммируется с сигналом датчика 6. Суммарного сигнала с датчиков положения 6 и 7 достаточно для срабатывания магнитного пускателя 10, которое вырабатывает управляющий сигнал на включение источника напряжения 3. По трехфазной обмотке 1 начинает протекать ток, который создает вращающий момент, поворачивающий активный ротор 4 по часовой стрелке. Цикл поворота активного ротора 4 повторяется.
Как можно заметить, в заявляемом устройстве отсутствует необходимость в использовании регулируемого источника постоянного напряжения, подключенного к одной из обмоток статора, фазосдвигающего звена и усилителя, что приводит к более высокой надежности работы по сравнению с прототипом.