Электропривод

(511 н 02 К 41/035 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Одесский орцена Трудового Красного Знамени политехнический инсти-.тут(54)(57) 1. ЭЛЕКТРОПРИВОД, состоящий иэ двух электричеких двигателейпостоянного тока, каждый из кото 801023574 А рых содержи 1 подвижную и неподвижнуючасти, обмотку возбуждения, якорнуюобмотку и коллектор со щетками,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности синхронизации и упрощения конструкции, подвижная часть каждого из упомянутыхдвигателей состоит из двух одинаковых установленных рядом в направлении, перпендикулярном движению, ферромагнитных сердечников с размещенными на них обмотками возбуждения и якорной обмоткой, якорные обмотки обоих двигателей подключены кодному общему коллектору, а неподвижные части двигателей выполненыв виде ферромагнитных полос с выступами, размещенными в два рядавдольдвижения.,Ъ2. Электропривод по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что подвижная часть каждого из упомянутых двигателей снабжена парой доПолнительных аналогичных сердечников с обмоткой возбуждения и якорной об-, моткой, смещенных по отношению к упомянутым сердечникамв направлении перемещения и жестко соединенных Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вприводах, требующих синхронноговозвратно-поступательного и прямолинейного перемещения двух подвижных опор, например двух концов портала в широкопортальных машинах термической резки, а также соответствующих грузоподъемных устройств в виде перегружателей протяженных конвейерных терминалов и т,п,Известны системы синхронного вращения валов (осей), не связанных механически, в которых механическуюсвязь валов невозможно осуществитьпо конструктивным соображениям(козловые краны, портальные краныи т.п.), поэтому насаживаются дополнительные электрические машины (синхронные или асинхронные), создающие при наличии рассогласования доба.вочные моменты, подгоняющие один вали притормаживающие второй, благодаря чему появившееся рассогласование устраняется Я ,Известен также электропривод,состоящий из двух электрических дви-гателей постоянного тока, каждый изкоторых содержит подвижную и неподвижную части, обмотку возбуждения, якорную обмотку и коллектор сощетками, Для синхронизации вращениядвигатели постоянного тока должныбыть снабжены дополнительными контактными кольцами, на которые выводятся три симметричные точки обмоткиякоря, сдвинутые относительно другдруга на 120 эл.град. Кольца двухили нескольких машин электрическисоединяются между собой. Со стороныколец машины работают как параллельно включенные синхронные генераторы. При возникновении рассогласования по якорным обмоткам начинаетпротекать уравнительный ток, благодаря чему появляются синхронизирующие моменты, удерживающие машины врежиме синхронного вращения )2)Недостатком известного способа,синхронизации вращения постоянноготока является снижение величины синс ними, а якорные обмотки дополнительных сердечников подключены к второ 3. Электропривод по пп.1 и 2,отличающийся тем, что щетки коллектора дополнительных модулей сдвинуты на 90 эл.град по отношению к геометрической нейтрали. Ъхронизирующих моментов с понижением,скорости. При малых скоростях вра.щения якорей, когда ЭДС, наводимая вних, практически равна нулю, синхро низирующие моменты также практическиисчезают, что делает невозможным использование такой синхронизации дляперемещения длинномерных порталов,например машин термической резки, где 10 движение с очень низкими скоростями(порядка десятков миллиметров в минуту) является основным технологическим режимом работы электропривода.Цель изобретения - повышение точности синхронизации и упрощение конструкции.Поставленная цель достигается тем,что в электроприводе с двумя двигателями постоянного тока подвижнаячасть каждого из упомянутых двигателей состоит из двух одинаковых1установленных рядом в направлении,перпендикулярном движению, ферромагнитных сердечников с размещенными на них обмотками возбуждения иякорной обмоткой, якорные обмоткиобоих двигателей подключены к одному общему коллектору, а неподвижные части двигателей выполнены ввиде ферромагнитных полос с высту- ЗО пами, размещенными в два ряда вдоль,движения.Кроме того, для повышения синхронизирукщего эффекта, подвижная частькаждого из упомянутых двигателей мо жет быть снабжена парой дополнительных аналогичных сердечниковс обмоткой возбуждения и якорнойобмоткой, смещенных по отношению, к упомянутым сердечникам в направщ ленин перемещения и жестко соединенных с ними, а якорные обмотки дополнительных сердечников подключенык второму коллектору. Щетки коллектора дополнительных45 модулей могут быть сдвинуты на 90 эл.град. по отношению к геометрической нейтрали, обеспечивая тем самьм высокий эффект синхронизации.На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого электроприО вода; на фиг,2 - электрическая схема соединения якорной обмотки; нафиг.З и 4 - конструктивная схемадвигателя с увеличением синхрониэирующего эффекта.Подвижная часть каждого двигателя несет обмотки 1 возбуждения и якорные обмотки 2. Неподвижный Формирователь поля состоит из двух необмотанных ферромагнитных полос 3,полюсообраэующие выступы 4 которых. располагаются на полосах в два ряда в шахматном порядке. Сердечники 5подвижной части каждого двигателяустановлены рядом в направлении,перпендикулярном движению, и имеют 15общую якорную обмотку 2Обмотка 1возбуждения размещена на каждом сердечнике 5,Якорные обмотки обоих двигателей(каждый двигатель имеет два сердечника) подключены к одному общемуколлектору б.На фиг.2 представлена электрическая схема объединения активных проводников модулей в общую якорную обмотку синхронизированного двигателя.В качестве примера здесь показанообъединение проводников в обмотку потипу однослойной якорной обмотки.Можно использовать и специальнуюдвухслойную якорную обмотку. Приустановке, например, линейного или .барабанного электромеханического коллектора б со щетками 7 якорная обматка двигателя образуется следующим образом. Секции одного двигателя, состоящие из активных проводников 8-15, подключаются непосредственно к коллекторным пластинам коллектора 6. Секции второго двигателя, образуемые проводниками 16-23, 40через штепсельный разъем 24 и кабель25 связи подключаются к коллекторньмпластинам (как показано на Фиг,2).Питаниена обмотку якоря подается спомощью щеток 7. 45Привод работает следующим образом.При йодаче питания на обмотку.1возбуждения двигателей создаются основные магнитные потоки Ф, замыкающиеся через верхний инижний сердечники 5 одного двигателя и левую1 ферромагнитную полосу с выступами 4,верхний и нижний сердечники второго .двигателя и первую Ферромагнитную по.лосу с выступами. При протеканииякорных токов по проводникам созДаются электромагнитные силь 1 Г,4, перемещающие сердечники, а с ними ипортал механизма, в нужном направлении. Электромеханический коллектор б(или соответствукщий полупроводниковый коммутатор) производит переключения активных проводников якорной обмотки из одной параллельнойветви в другую таким образом, чтобы направления электромагнитных уси 65 лий не изменялись. При этом параллельные ветви попеременно образуются проводниками сердечников, благодаря чему последние движутся синхронно. Движущие силы Г 3 и являются приэтом и синхрониэирующими, Реверс ирегулирование скорости производятсяметодами, обычными для электродвигателей постоянного тока.Если подвижная часть одного двигателя, жестко связанная с коллектором 6, замедляется или ускоряется,соответственно изменяется и принудительная коммутация секций второгодвигателя, который таким образом синхронизируется с первым, посколькуопределенному порядку коммутациистрого соответствует определенноевэаимоположение сердечников и выступов Ферромагнитных полос,Дополнительный эффект синхронизации достигается в конструкции, представленной на фиг.З и фиг.4.Подвижная часть каждого из двигателей снабжена парой дополнительных аналогичных сердечников с об-.моткой возбуждения и якорной обмоткой, смещенных по отношению к упомянутым сердечникам в направлении перемещения,При этом электромеханические коллекторы 6 установлены перекрестно,т.е. жестко связаны с соответствующими сердечниками. Таким образом, эффект синхронизации появляется в этомслучае независимо от места колебаниясилы механического сопротивления,так как при точках нагрузки, испытываемых левой опорой портала (первыйдвигатель), в правой его опоре принудительно коммутируются коллекторомякорные .обмотки второго двигателя,а при подобных толчках, испытываемыхправой опорой портала, якорные обмотки первого двигателя на левойопоре принудительно коммутируютсяколлектором второго двигателя.Кроме того, якорные обмоткиэтих дополнительных сердечников коммутируются электромеханическимиколлектором или полупроводниковымкоммутатором таким образом, чтобыоси и направления магнитных потоков якоря и возбуждения совпадали,т.е, чтобы при отсутствии рассогласования их якорные обмотки создавали чисто продольную намагничивающую реакцию якоря. Конструктивно,это обеспечивается смещением щетоквторого коллектора на 90 эл.град.по отношению к геометрической нейтрали.Как известно из теории электрических машин, в этом случае любоевозмущающее воздействие, стремящееся вывести якорь машины постоянного тока из этого положения, приводит к появлению электромагнитнойсилы, возвращающей якорь в исходное положение при снятии возмущающего ,воздействия, т,е. появляется синхронизирующий эффект, дополняющий основной, создаваемый основными сердечниками, имеющими коммутацию, при которой оси магнитных потоков возбуж дения и реакции якоря находятся в квадратуре.Таким образом конструкция привода, представленная на фиг.4, реа лизует возможность прецизионнойсинхронизации длинномерных порталов Использование изобретения позволит устранить перекосы в процессеперемещения подвижных опор порталовпо параллельным траекториям без применения специальных электрическихмашин, образующих систему ффэлектрического вала или согласующих уст ройств другого типа,1023574 Заказ 4234/46 Подписи ВНИИП Р Тираж 687И Государственного комитета СССделам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб.,3 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель С.Венгржановскаяактор Л,Алексеенко Техред Т.фанта Корректор О. Б