DD244285A7

DD244285A7 - ELECTROMECHANICAL DRIVE SYSTEM WITH ADJUSTABLE SPEED

Info

Publication number: DD244285A7
Application number: DD82243012A
Authority: DD
Inventors: Constantin Apetrei; Sigismund Slaiher; Laurentiu Vatafu-Gaitan; Dumitru Stefanescu; Stelian Marinescu; Marin Catana
Original assignee: ��K@��@��@��@��@��K@��K@��@��K@��K@��k��
Priority date: 1981-09-05
Filing date: 1982-09-03
Publication date: 1987-04-01
Also published as: HU193152B; SU1487131A1; DE3232849A1; DE3232849C2; BG46608A3; IT8223121A0; IT1190983B; RO78577B1; RO78577A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Antriebssystem mit veraenderlicher Drehzahl mit Asynchronmotor, bei dem die stufenlose Drehzahlregelung mittels elektromechanischer Schlupfkupplungen erfolgt, wobei das Antriebssystem elektronisch in der Rueckkopplungsschleife anhand eines Drehzahl- und/oder Positionsgebers gesteuert wird. Das eigentliche Antriebssystem ist mittels eines Lueftungssystems selbstlueftend ausgefuehrt, das unabhaengig von dem des Motors ist. Die Baueinheit der elektromechanischen Schlupfkupplungen hat eine einzige ferrotmagnetische Kupplungsscheibe, die sowohl beim Bremsen als auch bei der Ankopplung betaetigt wird. Fig. 1The invention relates to an electromechanical drive system with veraenderlicher speed with asynchronous motor, in which the continuous speed control by means of electromechanical slip couplings, wherein the drive system is electronically controlled in the feedback loop based on a speed and / or position sensor. The actual drive system is self-venting by means of a ventilation system which is independent of that of the engine. The assembly of electromechanical slip clutches has a single ferromagnetic coupling disc, which is operated both during braking and during coupling. Fig. 1

Description

Fig.3: einen Schnitt durch ein elektromechanisches Antriebssystem mit Ankupplungselektromagnet, Fig.4: einen Schnitt durch ein elektromechanisches Antriebssystem mit Bremselektromagnet.3 shows a section through an electromechanical drive system with coupling electromagnet, FIG. 4 shows a section through an electromechanical drive system with brake electromagnet.

Das erfindungsgemäße[elektronisch gesteuerte.elektromechanische Antriebssystem mit veränderlicher Drehzahl, das in Fig. 1 dargestellt ist, gewährleistet eine stufenlose Drehzahlregelung. Es besteht aus dem eigentlichen Antriebssystem 1, einer Arbeitsmaschine 2, an deren Welle ein Drehzahlgeber 3 fest angebracht ist, und einer elektronischen Steuerschaltung 4. Alle Baugruppen wirken in einer Drehzahlrückkopplungsschleife zusammen. Das Betätigungsglied (Fig. 2) des eigentlichen Antriebssystems 1 ist ein Asynchronmotor mit Kurzschlußläufer 5 herkömmlichr Bauart. Die Kupplungs-Baueinheit enthält eine Schwungscheibe 6, deren Trägheitsmoment entsprechend dem im Zeitpunkt der Ankupplung entstehenden Laststoß und entsprechend der von einer elektronischen Steuerschaltung 4 gewährleisteten Dynamik bemessen ist. Ein Ankupplungselektromagnet 7 enthält eine in einem Wicklungsgehäuse 8 angeordnete Wicklung und einen Elektromagneten 9, der von einer im Lagerschild 10 vorgesehenen Wicklung gebildet ist, wobei zwischen den beiden Elektromagneten 7 und 9 eine mit Lüftungsschlitzen vorgesehene Kupplungsscheibe 11 angeordnet ist, auf der zwei ringförmige, aus Bremsbelag hergestellte Kupplungsbeläge 12 und 13 angebracht sind. Die Kupplungs-Baueinheit besteht also aus der Schwungscheibe 6, den Magneten 7; 8 und der Kupplungsscheibe 11.The variable speed electronically controlled electromechanical drive system of the present invention, shown in FIG. 1, provides stepless speed control. It consists of the actual drive system 1, a work machine 2, at the shaft of a tachometer 3 is fixedly mounted, and an electronic control circuit 4. All assemblies work together in a speed feedback loop. The actuator (FIG. 2) of the actual drive system 1 is an asynchronous motor with squirrel-cage rotor 5 of conventional design. The clutch assembly includes a flywheel 6, whose moment of inertia is dimensioned according to the load shock occurring at the time of coupling and according to the guaranteed by an electronic control circuit 4 dynamics. A Ankupplungselektromagnet 7 includes a arranged in a winding housing 8 winding and an electromagnet 9, which is formed by a provided in the bearing plate 10 winding, between the two electromagnets 7 and 9 provided with a ventilation slots clutch disk 11 is disposed on the two annular, from Brake pad manufactured clutch linings 12 and 13 are mounted. The coupling assembly thus consists of the flywheel 6, the magnet 7; 8 and the clutch disk 11.

Der Reibring 12, der an der Schwungscheibe 6 zugekehrten Seite der Kupplungscheibe 11 angebracht ist, gewährleistet die Übernahme der Drehbewegung der Schwungscheibe.The friction ring 12, which is attached to the flywheel 6 facing side of the clutch disc 11, ensures the acquisition of the rotational movement of the flywheel.

Der auf der anderen Seite der Kupplungsscheibe 11 angebrachte Reibring 13 gewährleistet das Abbremsen der Kupplungscheibe durch Reibung am Lagerschild 10.The mounted on the other side of the clutch disc 11 friction ring 13 ensures the braking of the clutch disc by friction on the bearing plate 10th

Entsprechend dem jeweiligen Steuerbefehl verschiebt sich die Kupplungsscheibe 22 in der Gleitfuge, die in der Antriebswelle 14 ausgeführt ist, entweder in Richtung zur Schwungscheibe 6, wobei es zur Ankupplung kommt, oder in Richtung zum Lagerschild 10, wobei eine Abbremsung erfolgt. Die gesamte Kupplungs-Baueinheit ist im Gehäuse 15 untergebracht, das'am Flansch des Motors 5 befestigt wird.According to the respective control command, the clutch disc 22 in the sliding joint, which is executed in the drive shaft 14, either in the direction of the flywheel 6, wherein it comes to coupling, or in the direction of the bearing plate 10, wherein a deceleration occurs. The entire coupling assembly is housed in the housing 15 which is fastened to the flange of the motor 5.

Gemäß der Erfindung, im Rahmen des eigentlichen Antriebssystems 1 ist die Kupplungs-Baueinheit gemäß Fig. 2, die aus der mit der Motorwelle 16 starr verbundenen Schwungscheibe 6, der mit der Antriebswelle verbundenen Kupplungsscheibe 14 und den Elektromagneten 7 und 9 besteht, selbstlüftend ausgeführt, und zwar mittels eines Lüftungssystems, das von dem Lüftungssystem des Motors 5 unabhängig ist. Die beiden Strömungswege des Kühlmediums sind mit punktierten Linien angedeutet.According to the invention, in the context of the actual drive system 1, the clutch assembly according to FIG. 2, which is self-ventilating from the flywheel 6 rigidly connected to the motor shaft 16, the clutch disc 14 connected to the drive shaft and the electromagnets 7 and 9, by means of a ventilation system that is independent of the ventilation system of the engine 5. The two flow paths of the cooling medium are indicated by dotted lines.

Die Schwungscheibe 6 ist mittels zweier, mit der Schwungscheibe zusammengebauten Lüfter 17 und 18 selbstlüftend, wobei der Lüfter 17 im Reibungsfeld des an der Kupplungsscheibe 11 angebrachten ringförmigen Reibbelages 12 angeordnet ist. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Baueinheit der elektromagnetischen Reibungskupplung aus einer einzigen ferromagnetischen Kupplungsscheibe 11, die bei der Ankupplung unabhängig betätigt wird. Die Kupplungsscheibe 11, die an der einen Seite einen ringförmigen Reibungsbelag 12 und auf der anderen Seiteden ringförmigen Reibungsbelag 13 trägt, verschiebt sich in axialer Richtung in der oder den Gleitfugen der Antriebswelle 14, wobei sie mittels zweier Federn 19 und 20 und mittels Paaren von Scheiben 21; 22; 23; 24 in der Ruhestellung gehalten wird. Die Ankupplungs- und Bremselektromagneten, die Federn sowie die Scheiben bilden zusammen eine elektromechanische Ankupplungs- und Bremsvorrichtung.The flywheel 6 is self-ventilating by means of two fans 17 and 18 assembled with the flywheel, wherein the fan 17 is arranged in the friction field of the annular friction lining 12 attached to the clutch disk 11. According to the first embodiment of the invention, the assembly of the electromagnetic friction clutch consists of a single ferromagnetic clutch disc 11, which is operated independently in the coupling. The clutch disc 11, which carries on one side an annular friction lining 12 and on the other side of the annular friction lining 13, moves in the axial direction in the sliding joints of the drive shaft 14, by means of two springs 19 and 20 and by means of pairs of discs 21; 22; 23; 24 is kept in the rest position. The coupling and brake electromagnets, the springs and the disks together form an electromechanical coupling and braking device.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig.3 dargestellt ist, besteht die Ankupplungs- und Bremsvorrichtung für die Kupplungsscheibe aus der Feder 20, den beiden Scheiben 23; 24 und einem entsprechend bemessenen Ankupplungselektromagneten 7.According to a second embodiment of the invention, which is shown in Figure 3, there is the coupling and braking device for the clutch disc of the spring 20, the two discs 23; 24 and a correspondingly sized coupling electromagnet 7.

Der Ankupplungselektromagnet 7 wird von einer Restspannung gespeist, die die Ruhestellung der Kupplungscheibe 11 gewährleistet.The Ankupplungselektromagnet 7 is fed by a residual voltage, which ensures the rest position of the clutch disc 11.

Beim Bremsen wird der Elektromagnet 7 völlig abgeschaltet, wobei die Bremskraft durch die entsprechend bemessene Feder 20 erzeugt wird, denn diese Feder drückt dann die mit dem ringförmigen Reibungsbelag versehene Kupplungsscheibe gegen das Lagerschild 10. -When braking the solenoid 7 is completely turned off, the braking force is generated by the appropriately sized spring 20, because this spring then presses the provided with the annular friction lining clutch disc against the end plate 10. -

Beim Ankuppeln wird dagegen die am Elektromagneten 7 liegende Spannung über den Betrag der Restspannung hinaus erhöht. Je größer das Verhältnis zwischen der angelegten Spannung und der Restspannung ist, um so kürzer ist die Ankupplungs-Ansprechzeit.When coupling, however, the voltage applied to the electromagnet 7 is increased beyond the amount of the residual stress. The larger the ratio between the applied voltage and the residual voltage, the shorter the coupling response time.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig.4 dargestellt ist, besteht die elektromagnetische Ankupplungsund Bremsvorrichtung für die Kupplungsscheibe aus der Feder 19 mit den Scheiben 21 und 22 und dem Bremselektromagneten9. Der Bremselektromagnet wird von einer Restspannung gespeist, wodurch die Ruhestellung der Kupplungscheibe 11 gewährleistet wird.According to a third embodiment of the invention shown in Fig. 4, the electromagnetic coupling and braking device for the clutch disc consists of the spring 19 with the discs 21 and 22 and the brake electromagnet 9. The brake electromagnet is fed by a residual voltage, whereby the rest position of the clutch disc 11 is ensured.

Beim Ankuppeln wird die den Elektromagneten 9 speisende Spannung verringert, um so den Betrag der Restspannung zu unterschreiten, was zu einer Ankupplung der Kupplungsscheibe 11 an die Schwungscheibe 6 führt, wobei die Ankupplungskraft von der Feder 19 geliefert wird. Entsprechend der Größe der angelegten Spannung tritt an der Ausgangswelle 14 eine bestimmte Drehzahl auf, so daß bei einem gänzlichen Abbau der Speisespannung eine Drehzahl erhalten wird, die mit der Welle 16 des Asynchronmotors 5 übereinstimmt.When coupling the voltage supplied to the electromagnet 9 is reduced so as to fall below the amount of the residual voltage, resulting in a coupling of the clutch disc 11 to the flywheel 6, wherein the coupling force is supplied by the spring 19. According to the magnitude of the applied voltage occurs at the output shaft 14, a certain speed, so that when a total reduction of the supply voltage, a speed is obtained, which coincides with the shaft 16 of the induction motor 5.

Das Abbremsen erfolgt durch eine Erhöhung der angelegten Speisespannung über den Betrag der Restspannung. Je größer das Verhältnis zwischen der angelegten Spannung und der Restspannung ist, desto kleiner ist die Bremsansprechzeit.The braking takes place by an increase of the applied supply voltage over the amount of the residual voltage. The larger the ratio between the applied voltage and the residual voltage, the smaller the brake response time.

Bei allen drei Ausführungsformen erfolgt die Selbstlüftung des Systems durch die Kühlluft, die vom Lüfter 17 geliefert wird, wobei die Luft durch die in dem Lagerschild 10 vorgesehenen Löcher entlang dem Elektromagneten 9 und durch die Lüftungsschlitze der Kupplungsscheibe 11 fließt, woraufhin die Ableitung der Luft neben dem Elektromagneten 7 durch die im Gehäuse 15vorgesehen Löcher erfolgt. Durch die Löcher im Gehäuse 15 wird ferner die vom Lüfter 18 an der Rotorwelle vorbeiströmende abgesaugte Luft abgeführtIn all three embodiments, the self-ventilation of the system by the cooling air, which is supplied by the fan 17, the air flows through the holes provided in the bearing plate 10 along the electromagnet 9 and through the ventilation slots of the clutch disk 11, whereupon the discharge of air next the electromagnet 7 is provided by the holes 15 provided in the housing 15. Through the holes in the housing 15, the blown by the fan 18 on the rotor shaft sucked air is further removed

Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: The invention achieves the following advantages:

— Als Betätigungsglied wird ein herkömmlicher Asynchronmotor verwendet, der im Vergleich mit anderen Motoren billiger und zuverlässiger ist.- As actuator a conventional asynchronous motor is used, which is cheaper and more reliable compared to other engines.

— Es werden schnelle, hochdynamische Regelungen ermöglicht.- Fast, highly dynamic control is possible.

— Während der Betriebszeit des Systems sind Justierungen nicht erforderlich.- Adjustments are not required during system uptime.

Claims

Invention claim:

1. Electromechanical variable speed drive system, characterized in that it consists of a self-ventilating in the friction field flywheel (6) which is mounted on the shaft of a conventional induction motor (5) and of a ferromagnetic clutch disc (11) on a with Sliding joints provided drive shaft (14) of a working machine along the shaft slidably disposed, wherein the clutch disc (11) on one side an annular brake pad or friction lining (12), which takes over the rotational movement of the flywheel (6), and on the other side a second annular brake or friction pad (13) for braking, and an electromechanical device for coupling and deceleration of the clutch disc is made.

2. Electromechanical drive system according to item 1, characterized in that the electromechanical Ankupplungsund braking device for the vented clutch disc (11) of two springs (19; 20), of two pairs of discs (21; 22 and 23; 24) of a coupling electromagnet (9) and a brake electromagnet (7), which are arranged on both sides of the clutch disc (11), wherein the electromagnets (7, 9) are each energized during coupling or during deceleration.

3. Electromechanical drive system according to item 1, characterized in that the electromechanical coupling and brake device for the clutch disc either of a spring (20) with two discs (23; 24) and a coupling electromagnet (7) or of a spring (19) with two discs (21; 22) and a brake electromagnet (9), wherein in both cases, the electromagnets are fed with a residual voltage to ensure the rest position of the clutch disc (11).

4. Electromechanical drive system according to item 1, characterized in that the flywheel (6) by means of two built-in fan (17) and (18) is self-ventilating, so as to form its own ventilation system, which is independent of the ventilation system of the motor (15) , wherein one of the fans (17) in the friction field of the provided with the friction lining flywheel (6) and the clutch disc (11) is arranged.

For this 3 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to an electromagnetic drive system with variable speed, with asynchronous motor, in which the continuous control of the speed by means of electromechanical slip clutches.

ι.
Characteristic of the known technical solutions

Bs are asynchronous motor drive systems are known in which the continuous speed control is done by changing the frequency of the supply voltage and have the disadvantage that the frequency controller is a cost-effective device.

There are also drive systems known that use DC motors, but which are equipped with collectors and brushes, so that they are susceptible to interference in the case of operation with frequent load surges. Furthermore, drive systems with asynchronous motors are known in which the speed change takes place by means of an eddy current induction clutch, which, however, can not guarantee highly dynamic operation.

Object of the invention

With the invention, the aforementioned disadvantages of the prior art are to be eliminated:

Explanation of the essence of the invention

According to the invention, this object is achieved in that the drive system consists of a friction field with self-ventilation flywheel, which is mounted from the shaft of a conventional induction motor and a feromagnetic, provided with ventilation slots clutch disc, which operates along a in a shaft which actuates the machine , Slideway provided is displaceable, wherein on one side of the clutch disc, an annular rough-surfaced material to the existing material clutch lining (friction lining), which takes over the rotational movement of the flywheel, while on the other side a second annular brake lining is mounted. Furthermore, the drive system includes an electromagnetic device which is intended for coupling and braking of the disc.

embodiment

The invention will be explained in more detail with reference to three embodiments. In the accompanying drawings show:

1 is a block diagram of a variable speed electromechanical drive system incorporating a work machine

actuated,
2 shows a partially sectional view of a drive system with two electromagnets,