RU81399U1 - Интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматуры - Google Patents
Интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматуры Download PDFInfo
- Publication number
- RU81399U1 RU81399U1 RU2008138680/22U RU2008138680U RU81399U1 RU 81399 U1 RU81399 U1 RU 81399U1 RU 2008138680/22 U RU2008138680/22 U RU 2008138680/22U RU 2008138680 U RU2008138680 U RU 2008138680U RU 81399 U1 RU81399 U1 RU 81399U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- electric
- semiconductor switch
- module
- sensors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
Полезная модель относиться к области электротехники и электроники, и может быть использована в качестве электроприводов для управления запорной арматурой в отраслях народного хозяйства (машиностроение, атомная энергетика, нефтяная, газовая, нефтехимическая промышленность, ЖКХ и др.). Задача - создание интеллектуального мехатронного модуля управления электроприводом запорной арматуры, упрощающего конструкцию, уменьшающего габариты и повышающего надежность и быстродействие работы электропривода. Поставленная задача достигается тем, что интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматуры, содержит систему управления, выполненную с возможностью подключения к электронной вычислительной машине посредством цифровых каналов связи и содержащую микропроцессорное устройство управления, входы которого подключены к выходам двух датчиков напряжения, а выходы через полупроводниковый коммутатор подключены к электродвигателю, при этом полупроводниковый коммутатор выполнен с возможностью подключения в электрическую сеть, причем модуль дополнительно содержит, как минимум, три датчика положения ротора и датчик температуры, выполненные с возможностью подключения к электродвигателю, при этом входы микропроцессорного устройства управления соединены с выходами трех датчиков тока, которые подключены к выходам полупроводникового коммутатора. 1 н.п., 1 ил.
Description
Полезная модель относиться к области электротехники и электроники, и может быть использована в качестве электроприводов для управления запорной арматурой в отраслях народного хозяйства (машиностроение, атомная энергетика, нефтяная, газовая, нефтехимическая промышленность, ЖКХ и др.).
Из уровня техники известен интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматурой, содержащий электродвигатель, устройство управления, силовой коммутатор (патент РФ №2301935 «Автоматизированный электропривод для запорной арматуры», МПК F16K 31/04, 37/00, опубл. 27.02.2007).
Недостатками указанной системы являются:
- наличие редуктора
- наличие внешнего датчика угла
Указанный модуль не обеспечивает применения в запорной арматуре, находящейся в труднодоступных и опасных для человека местах, в связи с необходимостью ввода кода в блок санкционированного включения электропривода, а блок индикации подразумевает нахождение рядом обслуживающего персонала, а также имеет ограниченные функциональные возможности.
Из уровня техники известен интеллектуальный мехатронный модуль управления запорной арматурой, выбранный в качестве прототипа (заявка США №2002074967, опубл. 20.06.2002). Данный модуль содержит систему управления, выполненную с возможностью подключения к электронной вычислительной машине посредством цифровых каналов связи и содержащую
микропроцессорное устройство управления, входы которого подключены к выходам двух датчиков напряжения, а выходы через полупроводниковый коммутатор подключены к электродвигателю, при этом полупроводниковый коммутатор выполнен с возможностью подключения в электрическую сеть.
Недостатками указанной системы являются:
- наличие редуктора,
- наличие внешнего датчика угла.
Указанный модуль не обеспечивает полного самодиагностирования состояния электропривода, а также имеет ограниченные функциональные возможности, не обеспечивая универсальности электропривода.
Задачей заявляемой полезной модели является создание интеллектуального мехатронного модуля управления электроприводом запорной арматуры, упрощающего конструкцию, уменьшающего габариты и повышающего надежность и быстродействие работы электропривода.
Поставленная задача достигается тем, что в интеллектуальном мехатронном модуле управления электроприводом запорной арматуры, содержащем систему управления, выполненную с возможностью подключения к электронной вычислительной машине посредством цифровых каналов связи и содержащую микропроцессорное устройство управления, входы которого подключены к выходам двух датчиков напряжения, а выходы через полупроводниковый коммутатор подключены к электродвигателю, при этом полупроводниковый коммутатор выполнен с возможностью подключения в электрическую сеть, согласно полезной модели модуль дополнительно содержит, как минимум, три датчика положения ротора, установленные в зазоре электродвигателя, датчик температуры, установленный в обмотке электродвигателя, три датчика тока, которые подключены к выходам полупроводникового коммутатора, а их выходы соединены с входами микропроцессорного устройства управления.
Наличие в устройстве, как минимум, трех датчиков положения ротора, установленных в зазоре электродвигателя, обеспечивает с одной стороны правильное переключение фаз электродвигателя, а с другой - отсчет углового перемещения ротора электродвигателя, то есть совокупность трех датчиков положения ротора представляет собой внутренний датчик угла, следовательно уменьшаются габариты устройства.
Наличие в устройстве датчика температуры, установленного в обмотке электродвигателя, обеспечивает контроль средней температуры в электродвигателе, в результате чего возможно предупреждение аварийных ситуаций, тем самым повышается надежность модуля.
Наличие в устройстве трех датчиков тока, которые подключены к выходам полупроводникового коммутатора, а их выходы соединены с входами микропроцессорного устройства управления, обеспечивает точное вычисление среднего тока, по значениям которого определяется крутящий момент, который теперь можно контролировать. Крутящий момент определяется из ранее зафиксированной экспериментальной зависимости, введенной в память микропроцессорного устройства управления. Также по величине тока в каждой фазе можно судить о ее состоянии: работоспособна, неработоспособна.
Таким образом, заявляемый мехатронный модуль управления запорной арматурой, имеющий простую конструкцию и небольшие габариты, обеспечивает надежность и быстродействие работы электропривода.
На чертеже представлена блок-схема заявляемого интеллектуального мехатронного модуля управления электроприводом запорной арматурой.
Система управления интеллектуального мехатронного модуля 1 (далее СУ 1) содержит микропроцессорное устройство управления 2 (далее МУУ 2), входы которого подключены к выходам двух датчиков напряжения 3 и 4 соответственно, а выходы через полупроводниковый коммутатор 5 подключены к электродвигателю 6. Также входы микропроцессорного устройства
управления 2 соединены с выходами трех датчиков тока 7, подключенных к выходам полупроводникового коммутатора 5. СУ 1 выполнена с возможностью подключения к электронной вычислительной машине 8 (далее по тексту ЭВМ 8) посредством цифровых каналов связи, а полупроводниковый коммутатор 5 выполнен с возможностью подключения в электрическую сеть 9. Датчик температуры 10 установлен в обмотке электродвигателя 6, а три датчика положения ротора 11, установлены в зазоре электродвигателя 6.
Устройство выполнено на следующей элементной базе.
Электродвигатель 6, например трехфазный вентильный моментный двигатель, имеет выход вала с двух сторон для соединения с запорной арматурой. Полупроводниковый коммутатор 5, выполненный на основе трехфазного мостового инвертора с драйвером управления к нему, обеспечивает вращение электродвигателя 6 согласно заданной программе управления от МУУ 2, выполненного на основе микроконтроллера серии Mega фирмы Atmel, который соединен посредством цифровых каналов связи с ЭВМ 8.
Три датчика положения ротора 11 являются датчиками Холла, совокупность которых образует собой внутренний датчик угла, который фиксирует поворот выходного вала и выдает информацию в виде цифрового сигнала, поступающую на вход МУУ 2.
Выход датчика температуры 10, например, терморезистора прямого подогрева с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, соединен со входом аналого-цифрового преобразователя МУУ 2.
Три датчика тока 7 представляют собой манганиновую проволоку длиной до 15 мм, выходы которых подаются на входа МУУ 2.
Датчик силового напряжения 4 и датчик напряжения 3 информационной части представляют собой делители напряжений, выполненные на резисторах, выходы которых подаются на входа МУУ 2.
Все электронные составные части мехатронного модуля монтируются на одной плате и устанавливаются в корпус модуля, что существенно упрощает сборку устройства и уменьшает габариты модуля.
Предлагаемый интеллектуальный мехатронный модуль для запорной арматуры работает следующим образом.
Включение начинается с подачи питающего напряжения.
При вводе модуля в эксплуатацию в память МУУ 2 записывают данные, характеризующие параметры запорной арматуры:
- текущее положение запорного элемента и его конечное положение,
- величину максимального вращающего момента,
- величину максимальной скорости вращения,
- время отключения модуля при превышении вращающего момента.
Запуск модуля осуществляют по цифровой линии связи от ЭВМ 8 и может быть получена одна из следующих команд:
- перевод запорного элемента в положение "открыто". Осуществляется путем вращения электродвигателя 6 в сторону открытого состояния запорной арматуры. Электродвигатель 6 доходит до упора, увеличивается ток, фиксируется по датчикам тока 7 МУУ 2 и через заданное пользователем время производится отключение интеллектуального мехатронного модуля от сети и в память МУУ 2 записывается информация о текущем положении запорного элемента;
- перевод запорного элемента в положение "закрыто". Осуществляется путем вращения электродвигателя 6 в сторону закрытого состояния запорной арматуры. Электродвигатель 6 доходит до упора, увеличивается ток, фиксируется по датчикам тока 7 МУУ 2 и через заданное пользователем время производится отключение интеллектуального мехатронного модуля от сети и в память МУУ 2 записывается информация о текущем положении запорного элемента;
- перевод запорного элемента в любое промежуточное положение. Информация, в какое конечное положение переместиться, содержится в коде команды. Электродвигатель 6 перемещается из своего текущего положения в только что заданное командой положение. Отсчет угла, на который был совершен поворот, осуществляется с помощью датчиков положения ротора 11. Когда перемещение запорного элемента в новое положение произошло, то производится отключение интеллектуального мехатронного модуля от сети и в память МУУ 2 записывается информация о текущем положении запорного элемента.
Опрос датчиков тока 7 производиться на высокой частоте, что обеспечивает очень быструю реакцию МУУ 2 на любое событие связанное с движением запорного элемента.
Для обеспечения диагностической функции производится опрос всех датчиков (два датчика напряжения 3 и 4, три датчика тока 7, датчик температуры 10 и три датчика положения ротора 11) и при отклонении от заданных значений в регистре статуса МУУ 2 выставляются единицы, по которым оператор ЭВМ 8 определяет состояние модуля. Также при превышении параметров производится выключение электродвигателя 6 через полупроводниковый коммутатор 5.
Предложенный интеллектуальный мехатронный модуль пригоден для использования в составе систем дистанционного управления и контроля запорной арматуры.
Преимущество предложенного модуля в том, что он обеспечивает быструю реакция на события, происходящие при вращении запорного элемента, за счет введения трех датчиков тока 7 и трех датчиков положения ротора 11, а также расширение возможности самодиагностирования за счет применения малогабаритных датчиков обратных связей: два датчика напряжения 3 и 4, три датчика тока 7, датчик температуры 10 и три датчика положения ротора 11.
Claims (1)
- Интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматуры, содержащий систему управления, выполненную с возможностью подключения к электронной вычислительной машине посредством цифровых каналов связи и содержащую микропроцессорное устройство управления, входы которого подключены к выходам двух датчиков напряжения, а выходы через полупроводниковый коммутатор подключены к электродвигателю, при этом полупроводниковый коммутатор выполнен с возможностью подключения в электрическую сеть, отличающийся тем, что модуль дополнительно содержит как минимум три датчика положения ротора, установленные в зазоре электродвигателя, датчик температуры, установленный в обмотке электродвигателя, три датчика тока, которые подключены к выходам полупроводникового коммутатора, а их выходы соединены с входами микропроцессорного устройства управления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138680/22U RU81399U1 (ru) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматуры |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138680/22U RU81399U1 (ru) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматуры |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU81399U1 true RU81399U1 (ru) | 2009-03-10 |
Family
ID=40529252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008138680/22U RU81399U1 (ru) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматуры |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU81399U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168345U1 (ru) * | 2015-02-18 | 2017-01-30 | Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит" | Интегрированный привод для кратковременных режимов работы с синхронной электрической машиной с постоянными магнитами и встроенным устройством управления |
RU2796264C1 (ru) * | 2022-06-28 | 2023-05-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Мехатронный модуль для поворота рулевого вала транспортно-технологического средства |
-
2008
- 2008-09-29 RU RU2008138680/22U patent/RU81399U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168345U1 (ru) * | 2015-02-18 | 2017-01-30 | Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит" | Интегрированный привод для кратковременных режимов работы с синхронной электрической машиной с постоянными магнитами и встроенным устройством управления |
RU2796264C1 (ru) * | 2022-06-28 | 2023-05-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Мехатронный модуль для поворота рулевого вала транспортно-технологического средства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203730890U (zh) | 一种输出轴可控的执行器 | |
JP5958519B2 (ja) | 制御装置、および、これを用いたシフトバイワイヤシステム | |
EP2598775B1 (en) | Linear actuator | |
US8716960B2 (en) | Linear actuator | |
CN101973035A (zh) | 机器人关节初始位置精确定位方法及装置 | |
EP2786482B1 (en) | Valve actuators | |
RU81399U1 (ru) | Интеллектуальный мехатронный модуль управления электроприводом запорной арматуры | |
CN104455697B (zh) | 大型阀门的电动执行机构的实时监测方法 | |
CN203433387U (zh) | 一种pid变频调速冷却控制系统 | |
EP2504849B1 (en) | Actuation control and control method, particularly for electrical disconnectors | |
CN203051903U (zh) | 智能温控阀 | |
CN205283445U (zh) | 一种加样设备步进电机驱动控制电路 | |
CN202596411U (zh) | 一种用于开门机的电子限位装置 | |
RU110160U1 (ru) | Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры | |
Peng et al. | An extensible multi channel servo control device for marine application | |
RU100582U1 (ru) | Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры | |
RU226727U1 (ru) | Электропривод трубопроводной арматуры | |
CN204788023U (zh) | 一种装填控制器 | |
RU222183U1 (ru) | Устройство управления электропривода | |
CN103427539A (zh) | 线性促动器 | |
CN207218578U (zh) | 一种单相交流电机驱动电路板 | |
RU168345U1 (ru) | Интегрированный привод для кратковременных режимов работы с синхронной электрической машиной с постоянными магнитами и встроенным устройством управления | |
CN202926494U (zh) | 一种废气再循环阀 | |
RU127962U1 (ru) | Контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом | |
CN109723888A (zh) | 一种新型多回转式执行机构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB1K | Licence on use of utility model |
Effective date: 20100812 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120930 |