RU107138U1

RU107138U1 - ELECTRIC POWER CONVEYOR ROLLER

Info

Publication number: RU107138U1
Application number: RU2011110181/11U
Authority: RU
Inventors: Антон Анатольевич Майоров; Александр Павлович Семешов; Кирилл Юрьевич Чернов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Автоматика"
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2011-08-10

Abstract

1. Ролик конвейера с установленным внутри него генератором, использующим вращение ролика для генерирования электроэнергии и соединенным с внешней аппаратурой, отличающийся тем, что генератор соединен с внешней аппаратурой через введенный микроконтроллер, связанный с введенным ключевым повышающе-понижающим преобразователем напряжения. ! 2. Ролик конвейера по п.1, отличающийся тем, что микроконтроллер соединен с введенным драйвером интерфейса связи, снабженным шиной данных для подключения к ней дисплейного информационного устройства. 1. The conveyor roller with a generator installed inside it, using the rotation of the roller to generate electricity and connected to external equipment, characterized in that the generator is connected to external equipment through an inserted microcontroller connected to the input key up-down voltage converter. ! 2. The conveyor roller according to claim 1, characterized in that the microcontroller is connected to the input driver of the communication interface, equipped with a data bus for connecting a display information device to it.

Description

Полезная модель относится к ролику конвейера, вращение которого используется для генерирования электроэнергии. Генерирующий электроэнергию ролик может найти применение в конвейерах на машиностроительном производстве, в том числе взрывоопасном, и в горно-шахтной промышленности.A utility model relates to a conveyor roller whose rotation is used to generate electricity. Electricity-generating roller can be used in conveyors in machine-building production, including explosive ones, and in the mining industry.

Из патента JP 2003333800, опубликованного 21.11.2003, известен ролик конвейера с установленным внутри него генератором, использующим вращение ролика для генерирования электроэнергии и соединенным с внешней аппаратурой.From the patent JP 2003333800, published on November 21, 2003, a conveyor roller is known with a generator installed inside it, using the rotation of the roller to generate electricity and connected to external equipment.

Недостатком данного конвейера является то, что напряжение питания внешней аппаратуры постоянно колеблется, т.к. напрямую зависит от изменяющейся скорости вращения ролика, что чревато выходом из строя данной аппаратуры.The disadvantage of this conveyor is that the supply voltage of external equipment is constantly fluctuating, because directly depends on the changing speed of the roller, which is fraught with the failure of this equipment.

Другим недостатком является отсутствие контроля параметров работы генератора.Another disadvantage is the lack of control of the generator parameters.

Техническая задача, на решение которой направлена данная полезная модель, заключается в увеличении срока службы внешней аппаратуры вследствие электроснабжения ее стабилизированным напряжением и в обеспечении контроля параметров работы генератора.The technical problem, which this utility model is aimed at, is to increase the service life of external equipment due to its stabilized voltage power supply and to provide control of generator operation parameters.

Поставленная задача решена тем, что ролик конвейера, как и прототип, содержит установленный внутри него генератор, использующий вращение ролика для генерирования электроэнергии и соединенный с внешней аппаратурой.The problem is solved in that the conveyor roller, like the prototype, contains a generator installed inside it, using the rotation of the roller to generate electricity and connected to external equipment.

В отличие от прототипа, генератор соединен с внешней аппаратурой через введенный микроконтроллер, связанный с введенным ключевым повышающе-понижающим преобразователем напряжения.In contrast to the prototype, the generator is connected to external equipment through an inserted microcontroller connected to an input key up-down voltage converter.

Решению технической задачи способствует и то, что микроконтроллер соединен с введенным драйвером интерфейса связи, снабженным шиной данных для подключения к ней дисплейного информационного устройства.The solution to the technical problem is also facilitated by the fact that the microcontroller is connected to the input driver of the communication interface, equipped with a data bus for connecting a display information device to it.

Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами:Summary of the utility model is illustrated in the drawings:

фиг.1 - ролик конвейера с установленным внутри него генератором;figure 1 - roller conveyor with a generator installed inside it;

фиг.2 - блок-схема электронного блока с подсоединенными внешней аппаратурой, дисплейным информационным устройством и обмотками статоров.figure 2 is a block diagram of an electronic unit with connected external equipment, a display information device and windings of stators.

На фиг.1 изображен ролик 1 ленточного конвейера, служащий для поддержания и направления грузонесущей ленты. Ролик 1 содержит неподвижный вал 2 и имеющий возможность вращения на нем на подшипниках 3 полый цилиндрический корпус 4.Figure 1 shows the roller 1 of the conveyor belt, which serves to maintain and guide the load-bearing tape. The roller 1 contains a fixed shaft 2 and having the possibility of rotation on it on bearings 3, a hollow cylindrical body 4.

Генератор 5, установленный на валу 2 внутри корпуса 4, включает два дискообразных статора 6, между которыми размещен дискообразный многополюсный ротор 7, при этом статоры 6 и ротор 7 имеют сквозные осевые отверстия. Дискообразный ротор 7 снабжен постоянными магнитами (на фиг. не показаны) с попеременной полярностью, размещенными кольцеобразно. Статоры 6 прочно зафиксированы на валу 2, ротор 7 имеет возможность вращения на валу 2 на подшипнике 8.The generator 5 mounted on the shaft 2 inside the housing 4, includes two disk-shaped stator 6, between which is placed a disk-shaped multipolar rotor 7, while the stators 6 and rotor 7 have through axial holes. The disk-shaped rotor 7 is provided with permanent magnets (not shown in FIG.) With alternating polarity arranged annularly. The stators 6 are firmly fixed on the shaft 2, the rotor 7 has the ability to rotate on the shaft 2 on the bearing 8.

К основаниям 9 корпуса 4 жестко прикреплены изнутри металлические кольцеобразные опоры 10, 11, имеющие возможность вращения на валу 2 на подшипниках 3. Ротор 7 жестко закреплен штифтами 13 с опорой 11. Конструкция корпуса 4 взрывобезопасна благодаря металлическим оболочке 14, основаниям 9 и опорам 10, 11 достаточной толщины, изготовленным с соблюдением требований такой безопасности.To the bases 9 of the housing 4, metal ring-shaped bearings 10, 11 are rigidly attached from the inside, which can be rotated on the shaft 2 by bearings 3. The rotor 7 is rigidly fixed with pins 13 with the support 11. The design of the housing 4 is explosion-proof due to the metal shell 14, the bases 9 and the bearings 10, 11 of sufficient thickness, made in compliance with the requirements of such safety.

Электронный блок, размещенный внутри полого дискообразного корпуса 15, прочно зафиксирован на валу 2.The electronic unit located inside the hollow disk-shaped housing 15 is firmly fixed to the shaft 2.

На фиг.2 изображена блок-схема электронного блока с подсоединенными внешней аппаратурой, дисплейным информационным устройством и обмотками статоров.Figure 2 shows a block diagram of an electronic unit with connected external equipment, a display information device and windings of stators.

Электронный блок содержит микроконтроллер 16, соединенный с блоком измерения частоты 17, преобразователем тока 18, ключевым повышающе-понижающим преобразователем напряжения 19 импульсного типа, выпрямителем 20 и драйвером интерфейса связи 21, например, стандарта RS485. При этом выпрямитель 20 связан с преобразователем тока 18 и преобразователем напряжения 19, преобразователь напряжения 19, выполненный по топологии SEPIC, соединен с внешней аппаратурой 23 через блок искрозащиты 24, выпрямитель 20 соединен с микроконтроллером 16 линией связи 25. Обмотки 22 статоров соединены с выпрямителем 20, преобразователь тока 18 соединен с одной из обмоток 22 через блок измерения частоты 17.The electronic unit contains a microcontroller 16 connected to a frequency measuring unit 17, a current transducer 18, a key up-and-down voltage transducer 19 of a pulse type, a rectifier 20, and a communication interface driver 21, for example, of the RS485 standard. In this case, the rectifier 20 is connected to the current transducer 18 and the voltage transducer 19, the voltage transducer 19, made according to the SEPIC topology, is connected to external equipment 23 through the spark protection unit 24, the rectifier 20 is connected to the microcontroller 16 by a communication line 25. The windings 22 of the stators are connected to the rectifier 20 , a current converter 18 is connected to one of the windings 22 through a frequency measuring unit 17.

Цифровые датчики температуры 26 размещены в элементах генератора, например, в обмотках 22 статоров 6 и соединены с микроконтроллером 16.Digital temperature sensors 26 are placed in the elements of the generator, for example, in the windings 22 of the stators 6 and are connected to the microcontroller 16.

Внутри вала 2 имеется канавка 27 для проводов 28, связывающих блок искрозащиты 24 с внешней аппаратурой 23, например, с аппаратурой зарядки аккумуляторных батарей, и для шины данных 29, соединяющей драйвер интерфейса связи 21 с дисплейным информационным устройством 30, предпочтительно переносным, например, ноутбуком, служащим для контроля и визуализации параметров работы генератора 5.Inside the shaft 2 there is a groove 27 for wires 28 connecting the spark protection unit 24 with external equipment 23, for example, with battery charging equipment, and for a data bus 29 connecting the driver of the communication interface 21 with a display information device 30, preferably a portable, for example, a laptop serving to control and visualize the parameters of the generator 5.

Работа генерирующего электроэнергию ролика конвейера осуществляется следующим образом.The operation of the power generating roller conveyor is as follows.

Движущаяся конвейерная лента вращает корпус 4 ролика 1 и прикрепленный к его опоре 11 ротор 7. При вращении магнитов ротора 7 относительно неподвижных обмоток статоров 6, в обмотках 22 статоров 6 наводится электродвижущая сила определенной величины и частоты.A moving conveyor belt rotates the housing 4 of the roller 1 and the rotor 7 attached to its support 11. When the magnets of the rotor 7 rotate relative to the fixed windings of the stators 6, an electromotive force of a certain magnitude and frequency is induced in the windings 22 of the stators 6.

Выпрямитель 20 преобразует переменное напряжение с обмоток 22 статоров 6 в постоянное и отправляет сигнал измерения U_вход по линии связи 25 на микроконтроллер 16. Если значение напряжения U_вход не меньше порогового, микроконтроллер 16 отправляет управляющий сигнал включения ключевому повышающе-понижающему преобразователю напряжения 19 импульсного типа, который стабилизирует данное напряжение и отправляет его в блок искрозащиты 24 для придания искробезопасных свойств, соответствующих сигналу тока предпочтительно в 500 mA. Таким образом, на внешнюю аппаратуру 23 подается напряжение U_выход, стабилизированное до определенного значения и имеющее искробезопасные свойства.The rectifier 20 converts the alternating voltage from the windings 22 of the stators 6 to direct and sends the measurement signal U _input via the communication line 25 to the microcontroller 16. If the voltage U _{input is} not less than the threshold value, the microcontroller 16 sends the switching control signal to the pulse-type key up-down converter 19 , which stabilizes this voltage and sends it to the spark protection unit 24 to impart intrinsically safe properties corresponding to a current signal, preferably 500 mA. Thus, the voltage U _output stabilized to a certain value and having intrinsically safe properties is supplied to the external equipment 23.

Блок измерения частоты 17, включающий оптопары, постоянно отправляет сигнал, характеризующий амплитуду и частоту переменного тока, на микроконтроллер 16. Исходя из частоты и заложенного в программу микроконтроллера числа полюсов ротора 7, микроконтроллер 16 вычисляет скорость вращения ролика 1, равную скорости вращения ротора 7. Сигнал измерения температуры элементов генератора постоянно поступает на микроконтроллер 16 с датчиков температуры 26.The frequency measuring unit 17, including optocouplers, constantly sends a signal characterizing the amplitude and frequency of the alternating current to the microcontroller 16. Based on the frequency and the number of poles of the rotor 7 included in the microcontroller program, the microcontroller 16 calculates the speed of rotation of the roller 1, equal to the speed of rotation of the rotor 7. The signal for measuring the temperature of the generator elements is constantly supplied to the microcontroller 16 with temperature sensors 26.

Электропитание микроэлектроники электронного блока обеспечено постоянным током, пониженным преобразователем тока 18 до необходимого значения.The power supply of the microelectronics of the electronic unit is provided by a direct current lowered by the current transducer 18 to the required value.

При подключении к шине данных 29 дисплейного информационного устройства 30 имеется возможность контроля и визуализации параметров работы генератора 5, таких, как входное напряжение U_вход, скорость вращения ролика 1, выходное напряжение U_выход, используемое для питания внешней аппаратуры 23, а также температура нагрева элементов генератора.When connected to the data bus 29 of the display information device 30, it is possible to control and visualize the parameters of the generator 5, such as the input voltage U _input , the speed of rotation of the roller 1, the output voltage U _output used to power external equipment 23, as well as the heating temperature of the elements generator.

Введение микроконтроллера и связанного с ним ключевого повышающе-понижающего преобразователя напряжения, через которые генератор соединен с внешней аппаратурой, позволяет обеспечить ее электропитание стабилизированным напряжением, что увеличивает срок службы внешней аппаратуры.The introduction of the microcontroller and the associated key up-down voltage converter, through which the generator is connected to external equipment, makes it possible to provide its power supply with a stabilized voltage, which increases the service life of the external equipment.

Соединение микроконтроллера с введенным драйвером интерфейса связи, снабженным шиной данных для подключения к ней дисплейного информационного устройства, позволяет обеспечить контроль параметров работы генератора.The connection of the microcontroller with the introduced driver of the communication interface, equipped with a data bus for connecting a display information device to it, makes it possible to control the parameters of the generator.

Claims

1. The conveyor roller with a generator installed inside it, using the rotation of the roller to generate electricity and connected to external equipment, characterized in that the generator is connected to external equipment through an inserted microcontroller connected to the input key up-down voltage converter.

2. The conveyor roller according to claim 1, characterized in that the microcontroller is connected to the input driver of the communication interface, equipped with a data bus for connecting a display information device to it.