КОМПРЕССОР ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области компрессоростроения, в частности к компрессорам переменного давления с регулируемой скоростью изменения давления в системе, применяемых, в частности, в массажной и терапевтической медицинской технике, и других устройствах, где используется компрессор переменного давления.
В медицинской технике известно использование компрессоров переменного давления для пневмовакуумного массажа, где в качестве привода используется асинхронный двигатель или двигатель постоянного тока.
Так, известен пневмовакуумный импульсный массажер (полезная модель патент RU 112626, А61Н 23/00, опубл. 20.01.2012), где источник импульсно-периодического давления выполнен в виде мембранного вакуумного насоса-компрессора с регулируемой скоростью вращения вала электродвигателя постоянного тока. Регулировка скорости вращения достигается изменением величины питающего напряжения. Недостатком данного устройства является частотная нестабильность работы вакуумного насоса-компрессора.
Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели является диафрагменный компрессор переменного давления (изобретение патент US 5501650, A61F 5/41, опубл. 08.09.1.993). Электродвигатель такого компрессора оснащен понижающим редуктором, обеспечивающим снижение частоты вращения привода. Регулировка частоты изменения давления на выходе такого компрессора обеспечивается за счет изменения скорости вращения двигателя путем понижения питающего напряжения.
Недостатком данного устройства, а также аналогичных устройств с асинхронными двигателями и двигателями постоянного тока является снижение тягового усилия привода при уменьшении скорости вращения ротора двигателя. Данный недостаток существенно ограничивает частотный диапазон работы компрессора, в особенности в области низких частот. Для надежной работы компрессора на низких частотах приходится использовать двигатель повышенной мощности или использовать редуктор с большим передаточным числом, что, в свою очередь, существенно ограничивает предел работы компрессора на высоких частотах. Кроме того, изменение давления в камере компрессора в процессе работы может вызывать частотную нестабильность работы компрессора.
Предлагаемая полезная модель решает техническую проблему по устранению указанных недостатков, а именно по обеспечению стабильности работы регулируемого компрессора переменного давления в широком диапазоне частот.
Технический результат полезной модели заключается в стабилизации заданной частоты работы компрессора с сохранением высокого тягового усилия электропривода во всем частотном диапазоне работы компрессора.
Для решения поставленной технической проблемы, а также для достижения заявленного технического результата предлагается компрессор переменного давления, содержащий насос, электропривод и блок управления. Отличительной особенностью заявленного компрессора является то, что в качестве электропривода в нем использован шаговый двигатель, блок управления является блоком управления шаговым двигателем.
В компрессоре блок управления шагового двигателя имеет режим дробления шага.
Блок управления шагового двигателя выполнен с возможностью регулирования частоты изменения давления на выходе компрессора за счет изменения скорости вращения ротора шагового двигателя путем изменения частоты смены управляющих напряжений на фазах шагового двигателя.
На Фиг. 1 представлена схема заявляемого компрессора переменного давления, где *
1 - компрессор переменного давления
2 - насос;
3 - электропривод (шаговый двигатель);
4 - блок управления шаговым двигателем;
5 - диафрагма;
6 - шатун;
7 - кривошип.
Компрессор переменного давления (1) имеет насос (2), электропривод (3), в качестве которого использован шаговый двигатель, и блок управления шаговым двигателем (4).
Компрессор переменного давления (1) работает следующим образом.
Шаговый двигатель (3) имеет две или более фаз (обмоток), расположенных последовательно в статоре (не показан на рисунке) шагового двигателя. Попеременная подача регулирующего напряжения на фазы шагового двигателя (3) обеспечивает дискретное вращение его ротора (не показан на рисунке) с угловым шагом, определяемым конструкцией шагового двигателя (3). Изменение скорости вращения ротора шагового двигателя, достигается за счет регулирования частоты изменения управляющих напряжений, поступающих с блока управления шаговым двигателем (4), подаваемых на фазы шагового двигателя (3). Для уменьшения вибраций при работе шагового двигателя, а также для обеспечения стабильности его работы и сохранения высокого крутящего момента в конструкции блока управления шагового двигателя (4) может быть применен известный режим дробления шага.
Ротор шагового двигателя снабжен кривошипом (7), который, с помощью шатуна (6) преобразует вращательное движение ротора двигателя в возвратно-поступательное движение поршня или диафрагмы (5) насоса (2).
Таким образом, скорость изменения давления на выходе насоса (2) пропорциональна скорости вращения ротора шагового двигателя, которая, в свою очередь, задается путем изменения частоты смены управляющих напряжений на фазах шагового двигателя (3) с помощью блока управления шаговым двигателем (4).
Кроме того, благодаря особенностям работы шагового двигателя в предлагаемой модели компрессора не используется дополнительный понижающий редуктор. Указанные технические решения позволяют существенно упростить конструкцию компрессора, улучшить его массогабаритные характеристики, повысить стабильность и надежность его работы. Без использования редуктора частота вращения ротора шагового двигателя может регулироваться от одного оборота в минуту до тысячи и более оборотов в минуту. Таким образом, расширяется частотный диапазон работы компрессора переменного давления, что особенно важно для применения в пневмовакуумных массажерах, терапевтической медицинской технике и других устройствах, где используется компрессор переменного давления.