RU2778419C1

RU2778419C1 - Single-turn electric drive

Info

Publication number: RU2778419C1
Application number: RU2021124445A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Попов; Дмитрий Павлович Тетерин; Татьяна Анатольевна Чаплыгина; Михаил Владимирович Райник; Сергей Владимирович Печеных
Original assignee: Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова"
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2022-08-18

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: single-turn electric drive belongs to the field of electric drives, namely to the combined control means of shut-off valves, and can be used on pipelines during the transportation of oil, petroleum products and gases, in the chemical and petrochemical industries. The expected result is achieved by the fact that a device containing an electric motor 1, a preliminary gearbox 3, a two-stage planetary gearbox 4, an output shaft 14, additionally introduced: a friction electromagnetic clutch 7, a torque limiting device 15, a manual drive with a torque limiting clutch 24, a digital position sensor of the output shaft 28, a switching unit 29, a control unit and a digital information exchange channel with an upper-level control system 31.

EFFECT: increase in the reliability of operation and fault tolerance, as well as the expansion of operational capabilities.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электроприводам, а именно к комбинированным средствам управления запорной арматурой, и может быть использовано на трубопроводах при транспортировке нефти, нефтепродуктов и газов, в химической и нефтехимической отраслях.The invention relates to electric drives, namely to combined control valves, and can be used on pipelines for the transportation of oil, oil products and gases, in the chemical and petrochemical industries.

Известен привод запорно-регулирующей арматуры РЮД, защищенный патентом РФ №2108513, предназначенный для перемещения регулирующих органов в соответствии с командными сигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств и оперативного ручного управления. Недостатками данного привода являются: ограниченные эксплуатационные возможности, не позволяющие определять текущее положение вала, непосредственно в месте эксплуатации привода визуально или дистанционно средствами внешних систем автоматического управления, а также не позволяющие (затрудняющие) использовать устройство ручного перемещения при противодействующем крутящем моменте на выходном валу привода более 200 Н*м; недостаточные надежность функционирования и отказоустойчивость при превышении момента (усилия) на выходном валу привода и устройстве ручного перемещения допустимых пределов, а также при превышении угла поворота выходного вала допустимых пределов; большие габаритные размеры, вес и материалоемкость.Known drive shutoff and control valves RUD, protected by RF patent No. 2108513, designed to move the regulatory bodies in accordance with the command signals of automatic regulating and control devices and operational manual control. The disadvantages of this drive are: limited operational capabilities that do not allow to determine the current position of the shaft, directly at the place of operation of the drive visually or remotely by means of external automatic control systems, and also do not allow (hinder) the use of a manual movement device with an opposing torque on the output shaft of the drive for more 200 N*m; insufficient operational reliability and fault tolerance when the torque (force) on the output shaft of the drive and the device for manual movement of the permissible limits are exceeded, as well as when the angle of rotation of the output shaft exceeds the permissible limits; large overall dimensions, weight and material consumption.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является взрывозащищенный электромеханизм трубопроводной арматуры, защищенный патентом РФ №2228478, предназначенный для управления однооборотными запорными кранами в магистралях газопроводов, нефтепроводов, в системах подачи топлива (природного газа или мазута), а также запорной арматурой для химических цехов тепловых электростанций. Недостатками данного устройства являются: ограниченные эксплуатационные возможности, не позволяющие определять текущее положение вала, непосредственно в месте эксплуатации привода визуально или дистанционно средствами внешних систем автоматического управления, а также не позволяющие (затрудняющие) использовать устройство ручного перемещения при противодействующем крутящем моменте на выходном валу привода более 200 Н*м; недостаточные надежность функционирования и отказоустойчивость при превышении момента (усилия) на выходном валу электромеханизма и ручного привода допустимых пределов, а также при превышении угла поворота выходного вала допустимых пределов.The closest in technical essence to the claimed device is an explosion-proof electromechanism of pipeline valves, protected by RF patent No. 2228478, designed to control single-turn shut-off valves in gas pipelines, oil pipelines, in fuel supply systems (natural gas or fuel oil), as well as shutoff valves for chemical shops thermal power plants. The disadvantages of this device are: limited operational capabilities that do not allow determining the current position of the shaft, directly at the place of operation of the drive visually or remotely by means of external automatic control systems, and also do not allow (hinder) the use of a manual movement device with an opposing torque on the output shaft of the drive for more 200 N*m; insufficient reliability of operation and fault tolerance when the torque (force) on the output shaft of the electromechanism and manual drive exceeds the permissible limits, as well as when the angle of rotation of the output shaft exceeds the permissible limits.

Задача заявленного изобретения - создание электропривода однооборотного, который позволит расширить эксплуатационные возможности, повысить надежность функционирования и отказоустойчивость.The objective of the claimed invention is the creation of a single-turn electric drive, which will expand the operational capabilities, improve the reliability of operation and fault tolerance.

Задача решается следующим образом.The problem is solved in the following way.

Электропривод однооборотный, состоящий из электродвигателя, предварительного редуктора, двухступенчатого планетарного редуктора, выходного вала, в который дополнительно введены: фрикционная электромагнитная муфта; устройство ограничения крутящего момента, состоящее из червяка, первой и второй реек, первого и второго зубчатых колес, первого и второго силовых рычагов и тензометрического датчика; ручной привод с муфтой ограничения момента, состоящий из ручки, муфты ограничения момента и вала; цифровой датчик положения выходного вала; блок коммутации; блок управления и цифровой канал информационного обмена с системой управления верхнего уровня.Single-turn electric drive, consisting of an electric motor, a preliminary gearbox, a two-stage planetary gearbox, an output shaft, which additionally includes: a friction electromagnetic clutch; a torque limiting device, consisting of a worm, the first and second racks, the first and second gears, the first and second power levers and strain gauge; manual drive with a torque limiting clutch, consisting of a handle, a torque limiting clutch and a shaft; digital output shaft position sensor; switching unit; a control unit and a digital information exchange channel with a top-level control system.

Кинематическая схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1.The kinematic diagram of the proposed device is shown in Fig. one.

Электропривод однооборотный содержит: электродвигатель 1; фрикционную электромагнитную муфту 2; предварительный редуктор 3; двухступенчатый планетарный редуктор 4, первой ступенью которого является планетарная передача типа 3К 5, состоящая из солнечного колеса 6, первого 7 и второго 8 корончатых колес, трех сателлитов 9, а второй ступенью - планетарная передача 10, состоящая из неподвижного корончатого колеса 11, солнечного колеса 12 и четырех сателлитов 13; выходной вал 14; устройство ограничения крутящего момента 15, состоящее из червяка 16, первой 17 и второй 18 реек, первого 19 и второго 20 зубчатых колес, первого 21 и второго 22 силовых рычагов, тензометрического датчика 23; ручной привод с муфтой ограничения момента 24, состоящий из ручки 25, муфты ограничения момента 26 и вала 27; цифровой датчик положения выходного вала 28; блок коммутации 29; блок управления 30 и цифровой канал информационного обмена с системой управления верхнего уровня 31. Выходной вал электродвигателя 1 соединен с входом фрикционной электромагнитной муфты 2, выход которой через зубчатые колеса предварительного редуктора 3, солнечное колесо 6 и сателлиты 9 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 - планетарной передачи типа 3К 5, соединен с первым 7 и вторым 8 корончатыми колесами первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4, причем первое корончатое колесо 7 удерживается от вращения червяком 16, а второе корончатое колесо 8 имеет соединение с солнечным колесом 12, солнечное колесо 12 через сателлиты 13 соединено с неподвижным корончатым колесом 11 второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора и выходным валом 14, при этом выходной вал 14 имеет жесткую механическую связь с валом цифрового датчика положения выходного вала 28. Червяк 16 соединен с одной стороны через первую рейку 17 и первое зубчатое колесо 19 с первым силовым рычагом 21 устройства ограничения крутящего момента 15, а с другой стороны - через вторую рейку 18 и второе зубчатое колесо 20 с вторым силовым рычагом 22, где в свою очередь первый силовой рычаг 21 при достижении определенного угла поворота имеет возможность воздействовать своими гранями на тензометрический датчик 23, а второй силовой рычаг 22 при достижении определенного угла поворота имеет возможность воздействовать своими гранями на тензометрический датчик 23. Ручка 25 соединена через муфту ограничения момента 26 с валом 27, который в свою очередь имеет жесткую механическую связь с червяком 16. Электрические входы-выходы электродвигателя 1 и фрикционной электромагнитной муфты 2 соединены с соответствующими выходами-входами блока коммутации 29, который в свою очередь имеет электрические связи с блоком управления 30 и внешними источниками электрического тока. Электрические входы-выходы тензометрического датчика 23 и цифрового датчика положения выходного вала 28 соединены с соответствующими выходами-входами блока управления 30. Блок управления 30 через цифровой канал информационного обмена с системой управления верхнего уровня 31 связан с системой управления верхнего уровня, которая осуществляет дистанционное управление электроприводом однооборотным.Single-turn electric drive contains: electric motor 1; frictional electromagnetic clutch 2; preliminary reducer 3; two-stage planetary gearbox 4, the first stage of which is a planetary gear type 3K 5, consisting of a sun wheel 6, the first 7 and second crown wheels 8, three satellites 9, and the second stage is a planetary gear 10, consisting of a stationary crown wheel 11, a sun wheel 12 and four satellites 13; output shaft 14; torque limiting device 15, consisting of a worm 16, the first 17 and second 18 racks, the first 19 and second 20 gears, the first 21 and 22 second power levers, strain gauge 23; manual drive with a torque limiting clutch 24, consisting of a handle 25, a torque limiting clutch 26 and a shaft 27; digital output shaft position sensor 28; switching unit 29; control unit 30 and a digital channel of information exchange with the upper level control system 31. The output shaft of the electric motor 1 is connected to the input of the frictional electromagnetic clutch 2, the output of which is through the gear wheels of the preliminary gearbox 3, the sun wheel 6 and satellites 9 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4 - planetary transmission type 3K 5, is connected to the first 7 and second 8 crown wheels of the first stage of a two-stage planetary gearbox 4, and the first crown wheel 7 is kept from rotating by a worm 16, and the second crown wheel 8 is connected to the sun wheel 12, the sun wheel 12 through satellites 13 connected to the stationary crown wheel 11 of the second stage of the two-stage planetary gearbox and the output shaft 14, while the output shaft 14 has a rigid mechanical connection with the shaft of the digital position sensor of the output shaft 28. The worm 16 is connected on one side through the first rack 17 and the first gear 19 with first since silt lever 21 of the torque limiting device 15, and on the other hand - through the second rack 18 and the second gear wheel 20 with the second power lever 22, where, in turn, the first power lever 21, when a certain angle of rotation is reached, has the ability to act with its faces on the strain gauge 23, and the second power lever 22, upon reaching a certain angle of rotation, has the ability to act with its faces on the strain gauge 23. The handle 25 is connected through the torque limiting clutch 26 to the shaft 27, which in turn has a rigid mechanical connection with the worm 16. Electrical inputs and outputs electric motor 1 and friction electromagnetic clutch 2 are connected to the corresponding outputs-inputs of the switching unit 29, which in turn has electrical connections with the control unit 30 and external sources of electric current. The electrical inputs-outputs of the strain gauge 23 and the digital output shaft position sensor 28 are connected to the corresponding outputs-inputs of the control unit 30. The control unit 30 is connected via a digital information exchange channel with the upper level control system 31 to the upper level control system, which performs remote control of the electric drive single-turn.

Заявляемое изобретение работает следующим образом.The claimed invention works as follows.

От внешних источников электрического тока выполняется подача электроэнергии в блок коммутации 29 и далее в блок управления 30.From external sources of electric current, electricity is supplied to the switching unit 29 and then to the control unit 30.

В этот момент происходит следующее:At this point the following happens:

- в блоке управления 30 происходит инициализация предустановленного системного и функционального программного обеспечения;- in the control unit 30, the pre-installed system and functional software is initialized;

- по командам от блока управления 30 через цифровой канал информационного обмена с системой управления верхнего уровня 31 происходит организация взаимодействия электропривода однооборотного с системой управления верхнего уровня;- on commands from the control unit 30 through the digital channel of information exchange with the upper level control system 31, the interaction of the single-turn electric drive with the upper level control system is organized;

- по сигналам, поступающим в блок управления 30 через цифровой канал информационного обмена с системой управления верхнего уровня 31 от системы управления верхнего уровня, а также по командам, формируемым блоком управления 30, происходит автоматическое тестирование и подготовка к работе аппаратных и программных средств электропривода однооборотного: электродвигателя 1, фрикционной электромагнитной муфты 2, тензометрического датчика 23, цифрового датчика положения выходного вала 28, блока коммутации 29 и блока управления 30.- according to the signals received by the control unit 30 through the digital channel of information exchange with the upper level control system 31 from the upper level control system, as well as by the commands generated by the control unit 30, automatic testing and preparation for operation of the hardware and software of the single-turn electric drive takes place: electric motor 1, friction electromagnetic clutch 2, strain gauge 23, digital output shaft position sensor 28, switching unit 29 and control unit 30.

Блок управления 30 по сигналам от системы управления верхнего уровня, поступающим через цифровой канал информационного обмена с системой управления верхнего уровня 31, формирует электрические сигналы управления на блок коммутации 29. Блок коммутации 29 осуществляет коммутацию электрических цепей, обеспечивая передачу электрической энергии от внешних источников электрического тока в электродвигатель 1 и фрикционную электромагнитную муфту 2. Электродвигатель 1 создает вращательное усилие, которое передается через фрикционную электромагнитную муфту 2 и предварительный редуктор 3 на солнечное колесо 6 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4. Первое корончатое колесо 7 планетарной передачи типа 3К 5 удерживается от вращения червяком 16, поэтому вращение солнечного колеса 6 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 передается через сателлиты 9 и второе корончатое колесо 8 на солнечное колесо 12 второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4. Сателлиты 13, расположенные на водиле, передают движение на неподвижное корончатое колесо 11 второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 и при отсутствии противодействующего момента на выходном валу 14 передают вращение солнечного колеса 12 на выходной вал 14, который начинает вращаться в направлении определяемом электродвигателем 1, при этом элементы устройства ограничения крутящего момента 15 находятся в неподвижном - исходном состоянии.The control unit 30 generates electrical control signals to the switching unit 29 based on signals from the upper-level control system, received through a digital information exchange channel with the upper-level control system 31. The switching unit 29 performs switching of electrical circuits, ensuring the transmission of electrical energy from external sources of electric current into the electric motor 1 and the friction electromagnetic clutch 2. The electric motor 1 creates a rotational force, which is transmitted through the friction electromagnetic clutch 2 and the preliminary gearbox 3 to the sun wheel 6 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4. The first crown wheel 7 of the planetary gear type 3K 5 is kept from rotation by a worm 16, so the rotation of the sun wheel 6 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4 is transmitted through the satellites 9 and the second crown wheel 8 to the sun wheel 12 of the second stage of the two-stage planetary gearbox 4. Satellite s 13, located on the carrier, transmit the movement to the stationary crown wheel 11 of the second stage of the two-stage planetary gearbox 4 and, in the absence of a counteracting moment on the output shaft 14, transmit the rotation of the sun wheel 12 to the output shaft 14, which begins to rotate in the direction determined by the electric motor 1, while the elements of the torque limiting device 15 are in a stationary - initial state.

При появлении на выходном валу 14 противодействующего вращающего момента, который по величине превышает предварительно заданное значение, происходит остановка углового перемещения сателлитов 13 и солнечного колеса 12. При этом первое корончатое колесо 7 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 проворачивается под действием вращательного усилия, создаваемого электродвигателем 1 и передаваемого через фрикционную электромагнитную муфту 2 и предварительный редуктор 3 на солнечное колесо 6 и сателлиты 9 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4. Первое корончатое колесо 7 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 создает усилие в осевом направлении на червяк 16 из состава устройства ограничения крутящего момента 15, направленное вдоль оси вала 27. Направление этого усилия зависит от направления противодействующего вращающего момента на выходном валу 14.When an opposing torque appears on the output shaft 14, which exceeds a predetermined value, the angular movement of the satellites 13 and the sun wheel 12 stops. In this case, the first crown wheel 7 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4 rotates under the action of the rotational force generated by the electric motor 1 and transmitted through the frictional electromagnetic clutch 2 and the preliminary gear 3 to the sun wheel 6 and satellites 9 of the first stage of the two-stage planetary gear 4. The first crown wheel 7 of the first stage of the two-stage planetary gear 4 creates an axial force on the worm 16 from the composition of the torque limiting device 15 directed along the axis of the shaft 27. The direction of this force depends on the direction of the counter torque on the output shaft 14.

Если червяк 16, перемещаясь вдоль оси вала 27, перемещает первую рейку 17, то через первое зубчатое колесо 19 первый силовой рычаг 21 воздействует своими гранями на тензометрический датчик 23, создавая усилие сжатия.If the worm 16, moving along the axis of the shaft 27, moves the first rack 17, then through the first gear wheel 19 the first power lever 21 acts with its faces on the strain gauge 23, creating a compressive force.

Если червяк 16, перемещаясь вдоль оси вала 27, перемещает вторую рейку 18, то через второе зубчатое колесо 20 второй силовой рычаг 22 своими гранями воздействует на тензометрический датчик 23, создавая усилие сжатия.If the worm 16, moving along the axis of the shaft 27, moves the second rack 18, then through the second gear wheel 20 the second power lever 22 with its faces acts on the strain gauge 23, creating a compressive force.

Усилие сжатия тензометрического датчика 23 прямо пропорционально перемещению червяка 16, которое зависит от противодействующего момента на выходном валу 14.The compression force of the strain gauge 23 is directly proportional to the displacement of the worm 16, which depends on the counteracting moment on the output shaft 14.

Электрический сигнал с тензометрического датчика 23 поступает в блок управления 30, где он пересчитывается в фактическое значение крутящего момента на выходном валу 14. Значение крутящего момента на выходном валу 14 в виде цифрового кода по цифровому каналу информационного обмена с системой управления верхнего уровня 31 передается в систему управления верхнего уровня. При достижении на выходном валу 14 крутящего момента, соответствующего заданному пороговому значению номинального момента, система управления верхнего уровня через цифровой канал информационного обмена с системой управления верхнего уровня 31 выдает команду на остановку электродвигателя 1. Команда на остановку электродвигателя 1 из блока управления 30 через блок коммутации 29 передается на электродвигатель 1. При уменьшении момента на выходном валу 14, упругие свойства тензометрического датчика 23 возвращают первую рейку 17 или вторую рейку 18 и червяк 16 в исходное положение.The electrical signal from the strain gauge 23 enters the control unit 30, where it is converted into the actual value of the torque on the output shaft 14. The value of the torque on the output shaft 14 in the form of a digital code is transmitted to the system via a digital information exchange channel with the upper level control system 31 top level controls. When the output shaft 14 reaches a torque corresponding to a predetermined threshold value of the nominal torque, the upper-level control system issues a command to stop the motor 1 via a digital data exchange channel with the upper-level control system 31. The command to stop the motor 1 from the control unit 30 through the switching unit 29 is transmitted to the electric motor 1. When the torque on the output shaft 14 decreases, the elastic properties of the strain gauge sensor 23 return the first rail 17 or the second rail 18 and the worm 16 to their original position.

Величина перемещения червяка 16, первой 17 или второй 18 рейки от своего исходного положения пропорциональна величине противодействующего момента на выходном валу 14.The amount of movement of the worm 16, the first 17 or the second 18 rails from its initial position is proportional to the magnitude of the counteracting moment on the output shaft 14.

Фрикционная электромагнитная муфта 2 реализует передачу вращения только в направлении от электродвигателя 1 к предварительному редуктору 3, а также обеспечивает запрет на произвольное вращение выходного вала 14 и удержание выходного вала 14 от вращения при обесточенном электродвигателе 1. Управление фрикционной электромагнитной муфтой 2 осуществляется по сигналам от блока управления 30, передаваемым через блок коммутации 29.Friction electromagnetic clutch 2 implements the transmission of rotation only in the direction from the electric motor 1 to the preliminary gearbox 3, and also ensures that the arbitrary rotation of the output shaft 14 is prohibited and the output shaft 14 is kept from rotating when the electric motor 1 is de-energized. The friction electromagnetic clutch 2 is controlled by signals from the block control 30 transmitted through the switching unit 29.

Выходной вал 14 жестко связан с валом цифрового датчика положения выходного вала 28, проходящим через отверстия в солнечном колесе 12 и в солнечном колесе 6 двухступенчатого планетарного редуктора 4, поэтому поворот выходного вала 14 сопровождается поворотом вала цифрового датчика положения выходного вала 28. В зависимости от угла поворота вала в цифровом датчике положения выходного вала 28 формируется цифровой код с информацией о проценте открытия или закрытия электропривода, которая через блок управления 30 по цифровому каналу информационного обмена с системой управления верхнего уровня 31 передается в систему управления верхнего уровня.The output shaft 14 is rigidly connected to the shaft of the digital output shaft position sensor 28, passing through the holes in the sun wheel 12 and in the sun wheel 6 of the two-stage planetary gearbox 4, so the rotation of the output shaft 14 is accompanied by the rotation of the shaft of the digital output shaft position sensor 28. Depending on the angle shaft rotation in the digital output shaft position sensor 28, a digital code is generated with information on the percentage of opening or closing of the electric drive, which is transmitted through the control unit 30 via a digital information exchange channel with the upper level control system 31 to the upper level control system.

В случае возникновения необходимости в повороте выходного вала 14 при обесточенном электродвигателе 1, силами обслуживающего персонала, осуществляющего эксплуатацию электропривода, создается необходимое вращательное усилие на ручке 25 из состава ручного привода с муфтой ограничения момента 24, которое передается через муфту ограничения момента 26 и вал 27 на червяк 16, через первое корончатое колесо 7, сателлиты 9 и второе корончатое колесо 8 планетарной передачи типа 3К 5, солнечное колесо 12 и сателлиты 13 планетарной передачи 10 на выходной вал 14, который начинает вращаться в направлении, определяемом направлением движения ручки 25.If it becomes necessary to rotate the output shaft 14 when the electric motor 1 is de-energized, the forces of the service personnel operating the electric drive create the necessary rotational force on the handle 25 from the manual drive with the torque limiting clutch 24, which is transmitted through the torque limiting clutch 26 and the shaft 27 to worm 16, through the first crown wheel 7, satellites 9 and the second crown wheel 8 of planetary gear type 3K 5, sun wheel 12 and planetary gear 13 planetary gear 10 to the output shaft 14, which begins to rotate in the direction determined by the direction of movement of the handle 25.

При превышении на выходном валу 14 предельно допустимого значения вращающего момента, создаваемого вращением ручки 25 из состава ручного привода с муфтой ограничения момента 24, муфта ограничения момента 26 пробуксовывает.If the output shaft 14 exceeds the maximum permissible value of the torque generated by the rotation of the handle 25 of the hand drive with the torque limiting clutch 24, the torque limiting clutch 26 slips.

Таким образом, предлагаемое техническое решение, благодаря сигналам от цифрового датчика положения выходного вала, позволяет дистанционно определять текущее положение выходного вала средствами внешних систем автоматического управления, а благодаря блоку коммутации, блоку управления и цифровому каналу информационного обмена с системой управления верхнего уровня, позволяет обеспечить дистанционное управление средствами внешних систем автоматического управления положением выходного вала, в том числе при превышении угла поворота выходного вала допустимых пределов, что расширяет эксплуатационные возможности электропривода. За счет использования в данном изобретении муфты ограничения момента обеспечивается защита электропривода от разрушения в момент прикладывания к ручному приводу со стороны обслуживающего персонала моментов/усилий превышающих допустимые пределы, а за счет использования цифрового датчика положения выходного вала и тензометрического датчика обеспечивается защита электропривода от разрушения из-за превышения крутящего момента и диапазона допустимых положений на выходном валу, что повышает надежность функционирования и отказоустойчивость электропривода.Thus, the proposed technical solution, thanks to the signals from the digital output shaft position sensor, allows you to remotely determine the current position of the output shaft by means of external automatic control systems, and thanks to the switching unit, the control unit and the digital information exchange channel with the upper-level control system, allows you to provide remote control of means of external systems for automatic control of the position of the output shaft, including when the angle of rotation of the output shaft exceeds the permissible limits, which expands the operational capabilities of the electric drive. Due to the use of a torque limiting clutch in this invention, the electric drive is protected from destruction at the moment when the operating personnel apply torques / forces exceeding the allowable limits to the manual drive, and through the use of a digital output shaft position sensor and a strain gauge, the electric drive is protected from destruction due to for exceeding the torque and the range of permissible positions on the output shaft, which increases the reliability of operation and fault tolerance of the electric drive.

Claims

Single-turn electric drive, containing: electric motor; preliminary reducer; a two-stage planetary gearbox, the first stage of which is a 3K type planetary gear, consisting of a sun wheel, first and second crown wheels, three satellites, and the second stage is a planetary gear, consisting of a stationary crown wheel, a sun wheel and four satellites; output shaft, characterized in that it additionally contains a frictional electromagnetic clutch; a torque limiting device, consisting of a worm, the first and second racks, the first and second gears, the first and second power levers and strain gauge; manual drive with a torque limiting clutch, consisting of a handle, a torque limiting clutch and a shaft; digital output shaft position sensor; switching unit; a control unit and a digital channel for information exchange with an upper-level control system, where the output shaft of the electric motor is connected to the input of the frictional electromagnetic clutch, the output of which is connected to the first through the gear wheels of the preliminary gearbox, the sun wheel and satellites of the first stage of the two-stage planetary gearbox - planetary gear type 3K. and the second crown wheels of the first stage of the two-stage planetary gearbox, wherein the first crown wheel is kept from rotation by a worm from the torque limiting device, and the second crown wheel is connected to the sun wheel from the second stage of the two-stage planetary gearbox - planetary gear, and the sun wheel from the composition of the second stage of the two-stage planetary gearbox is connected through satellites to the fixed crown wheel of the second stage of the two-stage planetary gearbox and the output shaft, while the output shaft has a rigid mechanical tight connection with the shaft of the digital output shaft position sensor; the worm in the torque limiting device is connected on the one hand through the first rack and the first gear wheel with the first power lever of the torque limiting device, and on the other hand through the second rack and the second gear wheel with the second power lever of the torque limiting device, where in its In turn, the first power lever of the torque limiting device, when a certain angle of rotation is reached, has the ability to act with its edges on the strain gauge sensor of the torque limiter, and the second power lever of the torque limiter, when a certain angle of rotation is reached, has the ability to act with its edges on the strain gauge sensor of the torque limiter moment; the handle of the manual drive with the torque limiting clutch is connected through the torque limiting clutch to the shaft of the manual drive with the torque limiting clutch, which in turn has a rigid mechanical connection with the worm of the torque limiting device; electrical inputs-outputs of the electric motor and frictional electromagnetic clutch are connected to the corresponding outputs-inputs of the switching unit, which in turn has electrical connections with the control unit and external sources of electric current; electrical inputs/outputs of the strain gauge from the torque limiting device and the digital output shaft position sensor are connected to the corresponding outputs/inputs of the control unit; the control unit through a digital channel of information exchange with the upper level control system is connected to the upper level control system, which performs remote control of the single-turn electric drive.