Устройство автономного электроуправления

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроуправления от вращающегося вала. Техническим результатом является обеспечение увеличенного времени вращения вала на разных частотах при отключенном источнике питания. Устройство состоит из источника питания, реостата, электродвигателя постоянного тока, синхронного генератора с возбудителем, трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром и исполнительного узла. В устройство введен коммутатор источника питания, блок автоматических регуляторов питания и блок автоматических расцепителей, при этом выход реостата соединен с первым входом коммутатора источника питания, имеющего выход и второй вход, соответственно соединенные с входом электродвигателя и с выходом блока автоматических регуляторов питания, группа входов которого соединена с группой выходов блока автоматических расцепителей, имеющего вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроуправления от вращающегося вала.

Известно устройство автономного электроуправления, изложенное в книге В.Е.Кабаев «Электротехника с основами промышленной электроники» М.: Высшая школа, 1985, стр.138-140. В нем с помощью источника питания осуществляется вращение вала электродвигателя постоянного тока, значение тока может регулироваться с помощью реостата. Вал электродвигателя жестко связан с валом синхронного генератора. Последний также может быть жестко связан с исполнительным узлом, представляющим из себя, например, гребной вал, привод, пропеллер, колесную пару, редуктор и т.д. Однако устройство требует постоянного подключения источника питания.

Известно устройство автономного электроуправления, входящее в состав системы автономного электропитания, изложенной в патенте № 2284644, опубликованной 27.09.2006 г. в бюл. №27, автор Часовской А.А. В нем могут быть использованы те же узлы, что и в вышеупомянутом первом аналоге. При этом с валом генератора также может быть жестко связан исполнительный узел. Частота вращения вала регулируется с помощью реостата. Устройство может некоторое время работать и без источника постоянного тока благодаря поддержанию постоянного напряжения, поступающего на электродвигатель путем его автоматической регулировки. При этом напряжение предварительно преобразуется из трехфазного, выдаваемого синхронным генератором, в постоянное в трехфазном выпрямителе с сглаживающим фильтром. Однако устройство не может увеличить время вращения вала на разных частотах вращения при отключении источника питания.

В предлагаемом устройстве обеспечивается при отключении источника питания увеличение времени вращения вала на разных частотах. Достигается это введением коммутатора источника питания, блока автоматических регуляторов питания и блока автоматических расцепителей, при этом выход реостата соединен с первым входом коммутатора источника питания, имеющего выход и второй вход соответственно соединенные с входом электродвигателя и с выходом блока автоматических регуляторов питания, группа входов которого соединена с группой выходов блока автоматических расцепителей, имеющего вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром. На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - источник питания;

2 - реостат;

3 - коммутатор источника питания;

4 - электродвигатель постоянного тока;

5 - синхронный генератор с возбудителем;

6 - исполнительный узел;

7 - блок автоматических регуляторов питания;

8 - блок автоматических расцепителей;

9 - трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром,

при этом выход источника питания 1 через реостат 2 соединен с первым входом коммутатора источника питания 3, имеющего выход и второй вход соответственно соединенные с входом электродвигателя постоянного тока и с выходом блока автоматических регуляторов питания 7, группа входов которого соединена с группой выходов блока автоматических расцепителей 8, имеющего вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром 9, имеющего первый, второй и третий входы, соединенные соответственно с первым, вторым и третьим выходами синхронного генератора с возбудителем 5, жестко связанного с исполнительным узлом 6 и с электродвигателем постоянного тока 4.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью источника питания 1, который может быть аккумуляторной батареей или выпрямителем, преобразующим переменное напряжение в постоянное, осуществляется подача постоянного тока через реостат 2, через коммутатор источника питания 3 в электродвигатель постоянного тока 4, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 5, где с помощью генератора постоянного тока осуществляется возбуждение обмоток возбуждения. Вал генератора также жестко связан с исполнительным узлом 6, в качестве которого может быть, например, использован гребной вал, колесная пара, пропеллер, электроподвижные системы. Кроме того, генератор выдает трехфазное переменное напряжение в трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром 9. С помощью реостата 2 изменяется частота вращения вала электродвигателя 4. При этом изменяется также напряжение на трехфазном выходе генератора 5 и выходе выпрямителя 9. В связи с этим вал может вращаться с разной частотой. Пример исполнения синхронного генератора с возбудителем 5 представлен в вышеупомянутом первом аналоге на стр.139, рис.94, а пример исполнения трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром 9, осуществляющим преобразование переменного тока в постоянный, представлен в книге Е.С.Траубе, В.М.Миргородский «Электротехника и основы электроники» 1985, стр.107. С выхода трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром постоянное напряжение поступает в блок автоматических расцепителей 8. В этом блоке в зависимости от величины напряжения с выпрямителя 9 срабатывает определенный расцепитель. Каждый расцепитель работает при определенном интервале напряжения и пропускает напряжение с выпрямителя 9 на соответствующий автоматический регулятор питания блока автоматических регуляторов питания 7. Количество автоматических регуляторов питания в блоке 7 равно количеству автоматических расцепителей в блоке 8. При изменении напряжения, находящегося в определенном интервале напряжений на входе соответствующего автоматического регулятора напряжения, на выходе его будет иметь место номинальное напряжение.

Пример конкретного исполнения автоматического расцепителя представлен в вышеупомянутой книге Е.С.Траубе, В.М.Миргородский на стр.142-143, а пример конкретного исполнения автоматического регулятора напряжения в составе блока таких регуляторов, выполняющих функции стабилизаторов постоянного напряжения представлен в книге М.А. Шустов «Источники питания и стабилизаторы». Книга 2, 2007, М.: Издательский дом «Додека XXI Альтекс», стр.87. С выхода блока 7 напряжение на электродвигатель 4 поступает через коммутатор источника питания 3 после его переключения и установки определенной частоты вращения вала генератора 5 с помощью реостата 2.

Коммутатор может также выполнять функции автоматического расцепителя, подключая источник питания при падении напряжения ниже допустимого. Пример конкретного исполнения коммутатора представлен в книге М.М.Кацман «Справочник по электрическим машинам» М., 2005, стр.457, который может осуществлять коммутацию и одного входа электродвигателя. Таким образом, обеспечивается постоянное вращение вала на разных частотах в инерционном режиме при отсутствии подключения источника питания 1. При этом увеличивается время вращения этого вала, что обеспечивает экономический эффект в системах электроуправления, где используется механическая связь вала с исполнительным механизмом.

Устройство автономного электроуправления, состоящее из источника питания, реостата, электродвигателя постоянного тока, синхронного генератора с возбудителем, трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром и исполнительного узла, где выход источника питания через реостат соединен с входом электродвигателя постоянного тока, жестко связанного с синхронным генератором с возбудителем, имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, и имеющим жесткую связь с исполнительным узлом, отличающееся тем, что вводится коммутатор источника питания, блок автоматических регуляторов питания и блок автоматических расцепителей, при этом выход реостата соединен с первым входом коммутатора источника питания, имеющего выход и второй вход, соответственно соединенные с входом электродвигателя и с выходом блока автоматических регуляторов питания, группа входов которого соединена с группой выходов блока автоматических расцепителей, имеющего вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром.