ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для управления запорной арматурой при трубопроводном транспорте нефти.
Известен электропривод для управления запорной арматурой нефтепровода, представленный в описании к патенту РФ №2239116 на изобретение (МПК F16K 31/05, публикация 27.10.2004) и принятый за прототип. Электропривод содержит асинхронный электродвигатель, редуктор, зубчатое колесо (2), размещенное на входном валу (1) редуктора и приводимое во вращение от электродвигателя, блок электронного управления (11), взаимодействующий с указанным зубчатым колесом (2) через шестерню (15), установленную на входном валу блока электронного управления (11). За счет этого обеспечивается обратная передача вращательного движения, созданного электродвигателем, на находящийся в блоке датчик положения выходного звена редуктора (датчик Холла). По сигналам датчика положения в блоке электронного управления формируется и подается на электродвигатель напряжение, соответствующее заданному алгоритму и параметрам движения выходного звена редуктора. При достижении выходным звеном редуктора заданного конечного или промежуточного положения происходит отключение электродвигателя. Кроме того, по сигналам датчика положения блока (11) ведут контроль текущего положения выходного звена редуктора и величины нагрузки на этом звене с отключением электродвигателя при превышении заданной нагрузки.
Недостатком этого электропривода является наличие механической передачи между блоком управления и входным валом редуктора.
В таком электроприводе блок электронного управления не может быть вынесен отдельно от редуктора, например, на опоры, что следовало бы сделать для большей сохранности электроники при работе привода в условиях сильной вибрации. Механическая передача между блоком и редуктором усложняет изготовление привода за счет необходимости установки шестерни и подшипниковой опоры, посадки блока электронного управления на силовую часть привода, формирования отверстия в корпусе привода для соединения зубчатого колеса на вале редуктора и шестерни блока электронного управления.
Известен электропривод для управления запорной арматурой нефтепровода, представленный в описании к патенту РФ №42616 на полезную модель (МПК F16K 31/05, публикация 10.12.2004). Этот электропривод содержит асинхронный двигатель, датчик положения вала электродвигателя, блок электронного управления. Датчик положения установлен на валу ротора асинхронного двигателя и содержит чувствительные элементы, выполненные на магниторезисторах. Информационные выходы датчика положения соединены с блоком электронного управления, который регулирует работу привода по показаниям датчика положения и заданным в блоке значениям положения, крутящего момента, скорости выходного звена запорной арматуры. Асинхронный двигатель выполнен высокомоментным, низкоскоростным, с полым ротором. Число витков обмотки статора высокомоментного, низкоскоростного асинхронного двигателя увеличено по сравнению с числом витков серийного электродвигателя, что позволяет при закрытии задвижки обеспечить момент 60 Нм при потребляемом токе электродвигателя 8А.
То есть этот электропривод выполнен без редуктора и рассчитан на относительно низкий крутящий момент на выходном звене запорной арматуры. Так, для крутящих моментов более 100 Нм на выходном звене запорной арматуры отсутствие редуктора привело бы к значительному увеличению массы электродвигателя. Кроме того, применение несерийного электродвигателя усложнило бы технологический процесс изготовления привода.
Задачей изобретения является создание такого электропривода для запорной арматуры с крутящим моментом 100 Нм и более, в котором блок электронного управления можно было бы перенести на отдаление от силовой части привода (убрать с корпуса редуктора).
Технический результат заключается в исключении механической передачи между блоком электронного управления и входным валом редуктора.
Как и прототип, заявляемый электропривод для запорной арматуры с крутящим моментом 100 Нм и более включает асинхронный электродвигатель, кинематически соединенный с редуктором, блок электронного управления, выход которого соединен со статорной обмоткой электродвигателя, датчик положения, выход которого соединен с входом блока электронного управления.
В отличие от прототипа электродвигатель выполнен со встроенным датчиком положения его ротора.
Устройство изображено на фигурах 1 и 2 со следующими обозначениями:
1 - электродвигатель,
2 - редуктор,
3 - блок электронного управления,
4 - датчик положения вала ротора
5 - ротор.
На фигуре 1 изображена блок-схема электропривода, асинхронный электродвигатель 1 которого кинематически соединен с редуктором 2. Соединение осуществлено, например, за счет того, что на входном валу редуктора 2 размещено зубчатое колесо, взаимодействующее с шестерней на роторе электродвигателя 1 (на фигурах не показано).
Электродвигатель 1 выполнен со встроенным в него датчиком положения 4 ротора 5. В конкретном исполнении датчик положения 4 установлен на валу ротора 5 двигателя и содержит чувствительные элементы, выполненные на основе магниторезисторов (фиг.2).
Выход датчика 4 соединен с блоком электронного управления 3. Выход блока 3 соединен со статорной обмоткой асинхронного электродвигателя 1. Для соединения блока 3, электродвигателя 1 и датчика положения 4 используют общеизвестный интерфейс для подключения измерительных приборов и исполнительных механизмов к системе управления технологическим процессом через информационный кабель (не показан).
Электропривод работает следующим образом.
При включении электродвигателя 1 редуктор 2 приходит во вращение. Запорная арматура, установленная на выходном звене редуктора 2, управляется за счет того, что блок 3 управляет электродвигателем 1 по сигналам, полученным от датчика положения 4 вала ротора 5 электродвигателя.
За счет того, что в приводе использован электродвигатель со встроенным датчиком положения ротора электродвигателя, исключена механическая передача между редуктором и блоком. В результате, можно разнести блок электронного управления и редуктор, что исключит вибрацию и нагрев блока, связанные с присутствием силовых частей электропривода, и повысит точность его работы и срок службы.