Электромеханическое устройство

Электромеханическое устройство

Реферат

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания и управления исполнительными механизмами.

Известно электромеханическое устройство, входящее в состав системы автономного электропитания, представленное в патенте №2284644 (автор Часовской А.А.). В нем с помощью источника постоянного тока, который может представлять из себя аккумуляторную батарею или выпрямитель, осуществляется подача постоянного тока через реостат, через автоматический расцепитель в электродвигатель постоянного тока, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем. Устройство может обеспечить питанием объекты и работу исполнительных узлов. Переменное трехфазное напряжение поступает в трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром, осуществляющим преобразование переменного напряжения в постоянное. С выхода выпрямителя выпрямленное напряжение поступает в блок стабилизации, представляющий из себя блок автоматического регулирования питанием. А когда напряжение станет ниже определенного значения, автоматический расцепитель подключит источник постоянного тока к электродвигателю. Далее снова повторится вышеупомянутое действие. Таким образом, благодаря обратной связи между синхронным генератором и электродвигателем с помощью вышеупомянутых узлов осуществляется какое-то время вращение вала электродвигателя без источника питания. Однако устройство не может обеспечить постоянство вращения вала электродвигателя.

Известно электромеханическое устройство, изложенное в патенте №2427070 (автор Часовской А.А.), БЮЛ №23 от 20.08.11 г. В нем, в отличие от вышеупомянутого, обеспечивается увеличение времени вращения вала электродвигателя при увеличенной нагрузке за счет введения аккумуляторной батареи уменьшенной мощности и умножителя напряжения, которые можно представить как источник питания уменьшенной мощности. Однако при нестабильной нагрузке не обеспечивается постоянство вращения вала электродвигателя.

С помощью предлагаемого устройства обеспечивается постоянство вращения вала электродвигателя при нестабильной нагрузке.

Достигается это введением блока из двух автоматических расцепителей, привода и тороидального потенциометра,

при этом первый, второй и третий входы и первый и второй выходы блока из двух автоматических расцепителей соответственно соединены: с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, с выходом блока стабилизации, с выходом источника питания уменьшенной мощности, с входом привода и с входом тороидального потенциометра, жестко связанного с приводом и имеющего выход, соединенный с вторым входом автоматического расцепителя.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - источник постоянного тока

2 - реостат

3 - автоматический расцепитель

4 - электродвигатель постоянного тока

5 - синхронный генератор с возбудителем

6 - привод

7 - тороидальный потенциометр

8 - блок их двух автоматических расцепителей

9 - блок стабилизации

10 - источник питания уменьшенной мощности

11 - трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром, при этом выход источника постоянного тока 1 через реостат 2 соединен с первым входом автоматического расцепителя 3, имеющего второй вход и выход, соответственно соединенные с выходом тороидального потенциометра 7 и с входом электродвигателя постоянного тока 4, жестко связанного с синхронным генератором с возбудителем 4, имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром 11, имеющим выход, соединенный с первым входом блока из двух автоматических расцепителей 8 и через блок стабилизации 9 со вторым входом этого блока 8, имеющего третий вход, первый и второй выходы, соответственно соединенные с выходом источника питания уменьшенной мощности 10, с входом привода 6, с входом тороидального потенциометра 7, жестко связанного с приводом 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом

С помощью источника постоянного тока 1, который может быть аккумуляторной батареей или выпрямителем, осуществляется подача постоянного тока через реостат 2, через автоматический расцепитель 3 в электродвигатель постоянного тока 4, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 5, выдающего трехфазное переменное напряжение в трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром 11, осуществляющий преобразование переменного напряжения в постоянное. С выхода выпрямителя 11 выпрямленное напряжение поступает через блок стабилизации 9, осуществляющий сохранение напряжения при его уменьшении, на второй вход блока из двух автоматических расцепителей 8, имеющий первый вход, соединенный с выходом выпрямителя 11, а на третий вход поступает постоянное напряжение от источника питания уменьшенной мощности 10.

При наличии стабилизированного напряжения на выходе блока стабилизации 9 сработает первый расцепитель блока 8 и обеспечит соединение выходов с блока 9 и источника 10 в один выход с блока 8, соединенные с вторым входом тороидального потенциометра 7, с выхода которого напряжение поступает на второй вход автоматического расцепителя 3, который сработает и пропустит напряжение с выхода блока 8 на вход электродвигателя постоянного тока 4. В исходном состоянии потенциометр 7 устанавливается в среднее положение. В блоке 8 формируется положительный или отрицательный потенциал благодаря определению разности напряжений от блока стабилизации 9 и выпрямителя 11. При наличии такого потенциала срабатывает второй расцепитель и пропускает этот потенциал в привод 6. В результате вал привода 6, жестко связанный с валом тороидального потенциометра, начнет вращаться по часовой или против часовой стрелки. В результате изменяется напряжение на выходе тороидального потенциометра 7 до тех пор, пока напряжение на выходе выпрямителя 11 не станет равным напряжению на выходе блока стабилизации 9, обеспечивая вращение вала электродвигателя с постоянной частотой. Таким образом осуществляется регулировка на входе электродвигателя 4, в том числе и при нестабильной нагрузке, и улучшаются стабилизационные возможности.

Возможен вариант исполнения без блока стабилизации 9. При этом величина потенциала, поступающая на привод 6, может зависеть от разности напряжений источника 10 и выпрямителя 11, при наличии напряжения от выпрямителя 11 не ниже определенного значения, при котором также срабатывает и первый расцепитель блока 8 и соединяет выходы с выпрямителя 11 и с источника 10 в один выход с блока 8, соединенный с входом тороидального потенциометра 7.

Пример конкретного исполнения блока стабилизации представлен в книге М.А. Шутова «Источники питания и стабилизаторы», М., Дом-Додэка XXI «Альтекс». 2007, стр. 103, рис. 9.3, 9.4.

Пример исполнения тороидального потенциометра представлен в книге СП. Колосов и др. «Элементы автоматики», изд. Машиностроение, 1970, стр. 105, рис. 60.

Пример исполнения автоматических расцепителей, которые могут фиксировать отсутствие напряжения или определение его превышения над другим или отсутствие превышения, представлен в книге Е.С. Траубе и В.Т. Миргородский, 1985 г., М., Высшая школа, стр. 142-143, а также в книге М.А. Шустов «Источники питания и стабилизаторы», 2007 г., М., «Альтэкс», стр. 90.

При наличии же напряжения на выходе тороидального потенциометра 7 ниже допустимого автоматический расцепитель 3 подключит источник 1 к входу электродвигателя до тех пор, пока напряжение на выходе выпрямителя 11 не увеличится. Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечит экономию энергоресурсов.

Электромеханическое устройство, состоящее из источника постоянного тока, реостата, автоматического расцепителя, электродвигателя постоянного тока, синхронного генератора, трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, блока стабилизации и источника питания уменьшенной мощности, где выход источника постоянного тока через реостат соединен с первым входом автоматического расцепителя, имеющего выход, соединенный с входом электродвигателя постоянного тока, жестко связанного с синхронным генератором с возбудителем, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, отличающееся тем, что вводится блок из двух автоматических расцепителей, привода и тороидального потенциометра, при этом первый, второй и третий входы и первый и второй выходы блока из двух автоматических расцепителей соответственно соединены с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, с выходом блока стабилизации, с выходом источника питания уменьшенной мощности, с входом привода и с входом тороидального потенциометра, жестко связанного с приводом и имеющего выход, соединенный с вторым входом автоматического расцепителя.