Электропривод вращательного и возвратно-поступательного движения

Электропривод вращательного и возвратно-поступательного движения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование, в смесителях, стиральных машинах и т.п. Сущность изобретения: электропривод содержит электромагнитную систему в виде статоров 1,2с обмотками , подключенными к управляющему устройству в виде управляемого тиристорного мостового выпрямителя, а также подвижный двухполюсный ротор (15), выполненный составным в виде жестко связанных между собой двух сердечников 16 17. При включении через управляемыйтиристорныи мостовой выпрямитель электрический ток поступает в определенной последовательности к соответствующим обмоткам статоров 1, 2, в результате чего на каждый из сердечников 16. 17 двухполюсного ротора

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s Н 02 К 33/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

4 72 /9>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4851073/07 (22) (46) 23,10.92. Бюл, N. 39 (71) Московский автомобильно-дорожный институт (72) Л,Е.Круковский, И.Н.Радимов, Е,И,Сурин и Б.Ю,Науменко (56) Авторское свидетельство СССР

N 464941, кл, Н 02 К 33/12, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N1585881,,кл. Н 02 К 33/00, 1988. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ВРАЩАТЕЛЬНОГО

И ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВ И.—

ЖЕНИЯ (57) Использование: в смесителях, стиральных машинах и т,п. Сущность изобретения: электропривод содержит электромагнитную систему в виде статоров 1, 2 с обмотками, подключенными к управляющему устройству в виде управляемого тиристор. Ж, 1771047 Al ного мостового выпрямителя, а также подвижный двухполюсный ротор (15), выполненный составным в виде жестко связанных между собой двух сердечников 16. 17. При включении через управляемый тиристорный мостовой выпрямитель электрический ток поступает в определенной последовательности к соответствующим обмоткам статоров 1, 2, в результате чего на каждый из сердечников 16. 17 двухполюсного ротора (15) со смещением во времени попеременно действуют электромагнитные поля от двух пар полюсов, при этом ротор 15 созершаег вращательное и возвратно-поступательное движение при уменьшенных продольных габаритах ротора (15) и статоров (1."j. Изменяя последовательность включения обмоток статоров 1, 2, можно v=.ìåíÿòü также направление вращения ротора (15).

6 ил.

1771047

15

Изобретение относится к электрическим вибрационным приводам для получения вращательного и возвратно-поступательного движения выходного вала, и может найти применение в смесителях, стиральных машинах и т,п.

Известны электроприводы вращательного и возвратно-поступательного движения, содержащие электрическую машину для получения вращательного движения и электромагнитный привод с двумя катушками, работающими поочередно для получения возвратно-поступательного движения и якорь.с зубцами, Наиболее близким к изобретению по технической сущносги является электропривод вращательного и возвратно-поступательного движения, содержащий электромагнитную систему в виде двух статоров с обмотками, выполненными по типу статорных обмоток асинхронных машин, подключенных к управляющему устройству, и подвижный ротор, состоящий из двух частей.

Недостаток известного электропривода заключается в том, что он имеет относительно невысокие тяговые свойства и в нем используется повышенное количество токопроводящего материала, поскольку ротор имеет обмотку.

Целью изобретения является снижение материалоемкости конструкции и повышение тягового усилия.

Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе вращательного и возвратно-поступатель ого движения, содержащем электромагнитную систему в виде двух статоров с обмотками, выполненными по типу статорных обмоток асинхронной машины, подключенным к управляющему устройству, и подвижный ротор, состояший из двух частей, статор электропривода выполнен с поперечными зубцами, ротор выполнен явнополюсным и также с поперечными зубцами, по числу и размерам равными статорным зубцам, каждый из статоров выполнен с четырьмя обмотками, оси которых смещены на 45, причем обмотки одного статора включены попарно параллельно так, что образуют две суммарные обмотки, оси которых сдвинуты на 90О, и эти ветви включены параллельно в одно анодное плечо тиристорно-диодного двухполупериодного управляющего устройства через тиристорные включатели, а четыре обмотки другого статора включены параллельно в другое анодное плечо моста через четыре тиристорных включателя.

На фиг.1 показан предлагаемый электропривод; на фиг.2 — сечение А — А фиг.1; на

55 фиг,3 — сечение 6 — Б фиг.1; на фиг.4 — эквивалентная схема распределения магнитных полей в первом статоре электродвигателя; на фиг.5 — эквивалентная схема распределения магнитных полей во втором статоре электропривода; на фиг,6 — принципиальная электрическая схема включения обмоток электропривода.

Электропривод вращательного и возвратно-поступательного движения содержит электромагнитную систему в виде двух статоров 1 и 2, объединенных в одной станине 3, в которых на внутренней поверхности имеются продольные пазы 4 и 5 с размещенными в них соответствующими обмотками 6 и 7 по типу статорных обмоток асинхронной машины. Обмотки 6 и 7 размещены в пазах 4 статора 1, а обмотки 8 — 11— в пазах 5 статора 2. При этом каждая из обмоток 6 и 7 разделена пополам, и каждая половина обмоток 6 и 7, а также обмотки

8 — 11 охватывают одну четвертую часть пазов 4 или 5 каждого из статоров 1 и 2. В статорах 1 и 2 по внутреннему периметру выполнены также кольцевые проточки 12 с образованием в них кольцевых поперечных зубцов 13 (в статоре 1) и зубцов 14 (в статоре

2), одинаковые как по ширине, так л по высоте. Внутри статоров 1 и 2 с зазором размещен двухполюсной . ротор 15. выполненный составным из двух астей— сердечников 16 и 17, жестко сочлененных между собой и выполненных из ферромагнитного материала. Каждый сердечник 16 и

17 снабжен снаружи зубцами 18 и 19, соответственно число которых равно числу зубцов 13 и 14 статоров 1 и 2, а размеры— ширина и расстояние между ними также равны соответствующим размерам зубцов

13.и 14, причем сердечники 16 и 17 соединены так, что при взаимном совпадении положений, например, зубцов 19 одного из сердечников ротора 15 с положением зубцов 14 соответствующей части статора одновременно зубцы 18другого сердечника 16 ротора 15 смещены в продольном н;.правлении (но в сторону центра электропривода по вертикали, чтобы не увеличить при этом продольные габариты) относительно зубцов

13 другой части статора.

Ротор 15 имеет выходные валы 20 и 21, которые опираются на подшипники 22 и 23 скольжения, закрепленные в подшипниковых щитах 24 и 25 соответственно.

Эквивалентная схема распределения магнитных полей на фиг.4 соответствует включенным обмоткам 6 и 7 статорг 1, образующих две пары полюсов. При этом обмотки 6 формируют полюсную систему N>, S, а обмотки 7 — полюсную систему N2, Sg.

1771047

Представленная на фиг,5 эквивалентная магнитная слзма соответствует включению обмоток 8 — 11 статора 2, также образующих две пары полюсов. Так, при включении обмоток 8, 11 формируется магнитный поток с полюсами Мз, Яз, а при включении обмоток 9, 10 — магнитный поток с полюсами N4, S4. Включением обмоток 8, 9 или 10, 11 можно сформировать эквивалентную магнитную систему, повернутую на

45 по отношению к показанной на фиг. 5, т.е, аналогичную изображенной на фиг,4.

Обмотки 6 и 7 статора 1 и обмотки 8 — 11 статора 2, в свою очередь, включены в цепь питания переменного тока и связаны с управляющим устройством, выполненным в виде однофазного мостового тиристорного выпрямителя, содержащего тиристоры 26 и

27, установленные параллельно в одно анодное плечо мостового выпрямителя, а тиристоры 28 — 31 установлены параллельно в другое анодное плечо мостового выпрямителя. В катодных плечах мостового выпрямителя установлены диоды 32 и 33, Причем обмотка 6, состоящая из двух параллельных ветвей, соединена последовательно с тиристором 26, обмотка 7, состоящая из двух параллельных частей, соединена последовательно с тиристором 27, обмотка 8 соединена последовательно с т Ipv(GTopQM 28, обмотка 9 соединена последовательно с тиристором 29, обмотка 10 соединена последовательно с тиристором 30, а обмотка 11 соединена последовательно с тиристором

31. В схеме также предусмотрен блок 34 управления работой тиристоров 26 — 31.

Электропривод вращательного и возвратно-поступательного движения работает следующим образом. По сигналам блока

34 управления в каждую полуволну напряжения, подводимого к мостовому выпрямителю, производится поочередно включение тиристоров 26 — 31 (фиг,б) в последующей последовательности; 26; 28 и 29; 27; 30 и 31.

Далее процесс повторяется. При этом ток в каждом полупериоде протекает сначала по обмоткам 6, затем по обмоткам 8, 9, далее по обмоткам 7 и наконец по обмоткам 10 и

11 с дальнейшим повторением очередности подключения обмоток, При этом в обмотках

6 — 11 при их поочередном питании импульсным постоянным током в статорах 1 и 2 электропривода создаются электромагнитные поля, которые на фиг.4 и 5 будут иметь следующее потокорэспределение. При включении обмолвок 6 (включен тиристор 26) в статоре 2 электромагнитные потоки отсутствуют. В статоре 1 образуется магнитный поток N>, $ (фиг.4). Ротор 15 в этом случае переместится влево (фиг.1) с одновремен5

55 ным поворотом по часовой стрелке так, что зубцы 18 сердечника 16 встанут напротив зубцов 13 стэтора 1, Далее при включении обмоток 8, 9 (тиристоры 28. 29 на фиг.6) обмотки 6 оказываются обесточенными, создается магнитное поле ¹, Яз в статоре 2 (фиг.5), магнитное поле статора 1 будет равно О. Ротор 15 переместится влево. одновременно вращаясь по часовой стрелке, стремясь занять такое положение, чтобы зубцы 19 сердечника 17 установились нэпротив зубцов 14 статора 2. Затем, в следующую полуволну, включаются обмотки 7 (тиристор 27) и будет сформировано электромагнитное поле N2, S2 (фиг,4) в стэторе 1, Ротор 15 переместится влево с одновременным поворотом по часовой стрелке. После подачи питания на обмотки 10, 11 (включены тиристоры 30, 31 на фиг.б) образуется электромагнитное поле N4. S4 и ротор 15 переместится вправо с одновременным поворотом по часовой стрелке. Далее процесс повторяется. Таким образом, при полном цикле включения тиристоров 26 — 31 и обмоток 6 — 11 статоров 1 и 2 электрод ривода в указанной последовательности ротор 15, двигаясь возвратно-поступательно и вращаясь по часовой стрелке, содержит половину оборота, что при частоте сети 50 Гц составит

750 об/мин, Для того чтобы заставить ротор вращаться в другую сторону, достаточ-о изменить чередование включения обмоток.

В устройстве предусмотрено увеличение скорости в два раза. Так, если после того, как ротор начал вращаться, изменить очередность включения обмоток следующим образом: 6, 9, 10, 7, 8, 11, то г отор 15, продолжая перемещаться возвратно-поступательно, будет одновременно вращаться с вдвое большей скоростью, так как за счет инерции при повороте он будет переходить при вращении за оси симметрии магнитного поля. При этом в обмотках 8 — 11 с.атора 2 образуются электромагнитные пол . аналогичные показанным на фиг.4.

Устройство допускает и раздельное вращение или возвратно-поступательное движение. Так, если ротор 15 будет остановлен в крайнем правом положении. когда зубцы

19 сердечника 17 расположены напротив зубцов 14 статсра 2. то можно обеспечить только вращение путем включения в определенном порядке обмоток 8 — 11.

Если включить обмотки в следующей последовательности: 6; 8; 9 или 7: 10, 11. то ротор 15 будет перемещаться возвр тно-поступательно, не вращаясь при этом.

Схема допускает получение пониженной скорости роторэ. Для этого отдельные

1771047!

1 тО

20 ветви обмоток 6 и 7 необходимо включать раздельно.

Материалоемкость электропривода снижена из-за отсутствия обмотки ротора, а тяговое усилие машины повышено за счет наличия поперечных зубцов, так как при продольном перемещении индуктивное сопротивление системы изменяется много больше, чем в прототипе.

Формула изобретения

Электропривод вращательного и возвратно-поступательного движения, содержащий электромагнитную систему в виде двух статоров с обмотками, выполненными по типу статорных обмоток асинхронной машины, подключенными к управляющему устройству, и подвижный ротор, состоящий из двух частей, отличающийся тем, что. с целью снижения материалоемкогти и повышения тягового усилия, статор выполнен с поперечными зубцами, ротор выполнен явнополюсным и также с поперечными зуб5 цами, по числу и размерам равными статорным зубцам, каждый из статоров выполнен с четырьмя обмотками, оси которых смещены на 45О, причем обмотки одного статора включены попарно параллельно так, что об10 разуют две суммарные обмотки, оси которых сдвинуты на 90О, и эти ветви включены параллельно в одно анодное плечо тиристорно-диодного двухполупериодного моста управляющего устройства через два

15 тиристорных включателя, а четыре обмотки другого статора включены параллельно в другое анодное плечо моста через четыре тиристорных включателя.

1771047 тт иг. б

30

40

50

Составитель Л. Круковский

Техред М,Моргентал Корректор Н, Король

Редактор Г, Бельская

Заказ 3747 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

I

I I

Г 1

1 .Рч