Привод кабельного барабана

(191 (111 1(51) Н 02 К 41/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГю делАм изоБРетений и откРытий К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 517097, кл, Н 02 ц 1/18, 1972.2. Авторское свидетельство СССРВ 734839, кл. Н 02 б 1/18,.1977,3, Патент ФРГ В 2505543,кл. Н 02 3 1/18; 1975.,(54)(57) 1ПРИВОД КАБЕЛЬНОГО БАРАБА,НА, содержащий систему управленияи линейный асинхронный двигатель,включающий два индуктора в виде магнитопроводов с параллельно включенньми многофаэными обмотками перемен" ,ного тока и дисковый токопроводящий вторичный элемент, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью упрощения регулирования силы тяги двигателя, в систему управления введен управляемый выпрямитель и датчик натяжения кабеля, в пазах одного нэ индукторов установлены магнитные клинья, на которых намотана обмотка подмагннчивания 1 у вторичного элемента на радиусе раэмещения индукторов выполнен участок с пониженной электропроводностью, а датчик натяжения кабеля соединен с управляющим входом выпрямителя, к выходу которого подключена щ обмотка подмагничивания.1059641 2, Приводпоп. 1,отличаю щ и й с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в систему управления дОполнительно введены датчик положения участка с пониженной электропроводностью и элемент И, соеИзобретение отнооится к приводамкабельных барабанов и может быть использовано в электротехнике, преимущественно в системах электроснабжения подвижных электропотребителей сгибким кабелем.Известны кабельные барабаны, внутри которых расположен двигатель,выполненный в виде подпружиненныхтросов и системы блоков, Такая система обеспечивает постоянное по величине натяжение кабеля 1,Недостатком такого привода является сложная конструкция двигателя,Известно устройство для намоткикабеля, которое содержит барабан, 15установленный в подшипниках на опорном элементе,электроприводом расположенный внутри барабана, основание,устройство для регулирования натяжения кабеля с конечным выключателем,связанным с электроприводом. При движении устройства к питающей колонкеэлектродвигатель и тормоз включаютсяв электросеть и корпус барабана, вращаясь, наматывает кабель, При ревы,шении усилия натяжения в кабеле сверхдопустимого конечный выключательвыключается 2 .Недостатком такого привода являет"ся наличие передаточной системы в ЗОвиде редуктора; что увеличивает мас"су установки; Кроме того, включениеэлектродвигателя связано направлением движения устройства,что не позвосляет испольэовать такой привод вкабельных барабанах, у которых траек-,тория движения имеет случайный характер. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является привод кабельного барабана, содержащий систему управления и линейный асинхронный двигатель, включающий два индуктора в виде магнитопроводов в включенными параллельно многофазными 45 обмотками переменного тока и дисковый токопроводящий внутренний элемент 3,Недостатками устройства являются отсутствие воэможности регулирования момента, развиваемого двигателем, в 50 коде работы кабельного барабана и диняющий датчик натяжения кабеля суправляющим входом выпрямителяи вторым входом соединенныйс датчиком положения участкас пониженной электропроводностью. относительно большое потребление мощности.Цель изобретения - упрощение регулирования силы тяги двигателя.Указанная цель достигается тем,что система управления привода кабельного барабана снабжена управляемым выпрямителем и датчиком натяжениякабеля, при этом в пазах одного изиндукторов установлены магнитные клинья, на которых намотана обмотка подмагничивания, у вторичного элементана радиусе размещения индукторов выполнен участок с пониженной электропроводностыо, а датчик натяжения кабеля соединен с управляющим входом выпрямителя, к выходу которого подключена обмотка подмагничивания,Кроме того, привод кабельного барабана может быть дополнительно снабжен датчиком положения участка с пониженной электропроводностью и элементом и, соединяющим датчик натяжениякабеля с управляющим входом выпрямителя и вторым входом соединен с датчиком положения участка с пониженнойэлектропроводяостью, что позволяетуменьшить потребляемую приводом мощность.На Фиг, 1 и 2 представлены два видакабельного барабана; на фиг, 3 - разрез активной части индуктора; нафиг. 4 - силовая часть и система управления приводом; на фиг, 5 - 7 зависимости сил от положения отверстиявторичной системы по отношению к индукторам в разных режимах работы привода,Привод кабельного барабана с управляемым линейным двигателем содержитдва неподвижных индуктора 1 и 2, вторичный элемент 3 с отверстием (участком с пониженной электропроводно-.",встью) 4, которые расположены на раме 5, Вторичный элемент 3 являетсячастью кабельного барабана 6, Индукторы 1 и 2 содержат зубчашй магнитопровод 7, трехфазную обмотку В, обмотку 9 подмагничивания, катушкикоторой намотаны вокруг магнитныхклиньев 10, На раму 5 закрепленаось 11, вокруг нее вращается барабан 6,на который наматывается кабель 12,Система управления приводом 13(фиг4) содержит датчики 14 положения участка с пониженной электропроводностью и натяжения кабеля 15, логический элемент И 1 б и управляемыйвыпрямитель 17, Фиксацию барабана5осуществляет элекгромагнит 18 с подвижными штифтами 19 и с щелями 20и 21.На фиг. 5 - 7 приведены диаграммы сил Р в зависимости от координат10участка .с пониженной электропроводностью по отношению индукторов 1 и 2, Тут Р, Гг и Г - силы, развиваемые первым, вторым и обоими индукторами, Г " сила натяжения кабеля, СИЛЫ Р И Рг ИНДУКтОРОВ 1 И 2 НаПРаалены согласно.Привод кабельного барабана работает следующим образом.При включении индукторов 1 и 2 в 20 сеть (фиг. 4.и 1) создается их трехфазными обмотками бегущее магнитное поле, которое пронизывает щеку барабана 6 (часть из которой образует вторичный элемент 3), наводит там 25 ЭДС, токи и магнитное поле вторичного элемента. При взаимОдействии магнитного поля индукторов и вторичного . элемента возникают силы Р и Гг обусловленные индукторами 1 и 2. ес ли сила Г + Гг = Е больше, чем сила натяжения кабеля Гк, .то барабан начинает вращаться, наматывая кабель 12 на барабан 6. Если Г = Гкто барабан не вращается, а если Егто 35 .осуществляется размотка кабеля.Однако в предложенном приводе сила, развиваемая индукторами,зависит (фиг. 5) от положения отверстия а(участка с пониженной электропровод ностью) вторичного элемента по отношению к индуктору 1 и от тока управления индуктора 2. Если отверстие находи тся под индуктором 1, тогда развиваемая им сила уменьшится за счет уменьшения эквивалентной проводимости 45 вторичной системы, В зависимости от соотношения размеров отверстия 4 и индуктора развиваемая индуктором 1 сила может быть в пределах от 0 до максимальной, Сила равна нулю, если 50 отверстие 4 полностью накроет индуктор 1, максимальная - если индуктор ) полностью накрыт вторичным элементом 3, т.е. отверстие 4 не находится под индуктором. Таким образом, ка бельный барабан, который может свободно поворачиваться вокруг оси 11, принимает такое положение, при котором сила индукторов Г 1 равна силе натяжения кабеля Гц, При этом ток 60 управления в обмотках подмагничивания отсутствует, и сила, развиваемая индуктором 2, минимальна, На фиг. 5 представлен характер изменения сил ,Г и Гг, развиваемых индукторами 1 и Л, и их сумеем Р в зависимостиот расстояния Х края отверстия 4в дискепо отношению края индукторапри неизменной силе натяжения кабеля Рк, если ток подмагничиванияНндуктора 2 равен нулю,Если барабан неподвижен, тогдакоордината Х в зависимости от величины силы Рк может быть в пределахот 0 до Хц,Напрмер, при заданном Р ХлХА(фиг. 5). При необходимости намотки кабеля 12 на барабан 6 надо увеличить силу индукторов Гу, Для этогослужит индуктор 2. Прн увеличениитока в обмотке 9 подмагничиваниямагнитная проницаемость магнитныхклиньев 10 уменьшится, поток черезклин 10 уменьшается, а через воздушный зазор и вторичную систему 3 увеличится, Это приводит к увеличениюразвиваемой индуктором 2 силы Гг ирезультирующая сила Гу становитсябольше, чем сила натяжения "к кабеля 12 (фиг, 6). В результате барабан 6 начинает вращаться и производится намотка кабеля 12 на барабан 6.:Для уменьшения биения силы Р1(фиг, 5) индуктор 2 должен работать сповышенной силой только в интервалеХ), Х ) Х. В остальное время целесо-,образно отключить ток управления индуктора 2, так как сила индукторов1Г Р. Для реализации этого в предлагаемой системе управления приводаприменен датчик 14 положения участкас пониженной электропроводностью,который дает разрешающий сигнал длявключения, тока управления, когда отверстие в диске находится под индуктором 1. Второй разрешающий сигналпоступает в блок управления от датчика натяжения кабеля 15, который сообщает о необходимости намотки кабеля,Благодаря применению элемента И(фиг. 4) ток управления включаетсятолько при наличии на выходе датчи"ков 14 положения и натяжения кабеля 15разрешающих сигналов ф 1. При появлении на выходе элемента И сигналаф 1 ф включается улравляемый выпрямитель (УВ) и осуществляется подмагннчивание индуктора 2, Индуктор 2 работает с полной мощностью (фиг, ь) лишькратковременно. Это уменьшает пэтреьление мощности и позволяет использовать режимы перегрузки и, следователь.но, уменьшить габариты и вес индуктора 2., когда отверстие 4 доходит доиндуктора 1, датчик 14 вновь включает ток управления индуктора 2, нцикл повторяется, Размотка кабеляпроизводится за счет силы натяжениякабеля. Двигатель работает при этомв режиме торможения противоключением.Для фиксации барабана прсле отключения питания привода служит электро 1059641магнит 16, к подвижной части которогозакреплен штифт 17. После отключенияпитания электромагнита подвижная частьэлектромагнита возвращается в исходное положение и штифт 17 проникает вщель 18, При этом барабан может повернуться только на угол, который определен промежутком между щелями 18 и 19,Предлагаемый привод кабельногобарабана с линейным асинхронным дви.гателем имеет возможность регулирования силы двигателя в ходе работы,Такой привод особенно пригоден всистемах электроснабжения передвижных потребителей например, электропогрузчика, который работает на Переменном токе), получающих питаниепри помощи гибкого кабеля и траектория движения которых имеет случайный характер, Сила натяжения кабеля, 20зависит от длины размотанной части,т.е. зависит от расположения потребителя относительно пункта закрепления кабеля к источнику питания, Линейный асинхронный двигатель находится постоянно под напряжением во вре"мя работы установки,При стоянке предлагаемый привод автоматически выбирает развиваемую силу Р, необходимую для поддержания кабеля на требуемом уровне. Соответственно регулируется и потребляемая мощность привода, что позволяет сэко номить электроэнергию по сравнению с приводом, который работает все время с постоянной силой и мощностью.Отключать привод на время стоянки установки при случайном характере движения невыгодно, так как это требует дополнительной аппаратуры управления и тормоВ для фиксации должен быть выбран на более тяжелый режим его работы, что увеличит его габариты и мощность.оставитель В,ЮтФимовехред Л.Микеш Корре Г.Решетник Тка еда Филиал ППП Патент , г.ужгород, ул,Проектн Заказ 9853/56 Тираж 687ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Р Пбдп исноекомитета СССРоткрытийушская наб., д.4/5