SU1136294A1 - Электропривод возвратно-поступательного движени - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОПРИВОД ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащий линейньш электромагнитный двигатель , имеющий неподвижную часть, с обмотками и ферромагнитный подвижный элемент, блок формировани  управл ющих импульсов, подключенный к об .моткам и соединенный с его входаьда генератор импульсов, о т л и ч a ющ и и с   тем, что, с целью повышени  удельной.мощности электропри- вода, он снабжен по крайней мере одним у ста: нов ленным на неподвижной части двигател  удержйваютцим электромагнитом , полюс ; которого обращен к ферромагнитной торцовой части подвижного элемента, a также блоком формировани  импульсов удержани , выход которого соединен с электро-: магнитом, a вход - с выходом генератора импульсов.

Description

Изобретение относитс  к элекуротехнике и может быть использовано при проектировании систем электропр вода машин и механизмов ударного (импульсного) действи , например кл пальных молотков, штамповочных и сваебойных молотов, а также машин с йериодическим безударным рабочим циклом компрессоров, насосов и др. Известен линейный асинхронный электродвигатель, содержащий неподвижный индуктор, подвижный  корь и установленный на индукторе электромагнит , обращенный полюсом к торцу  кор . Электромагнит используетс  дл  фиксации крайнего положени   кор  Ц . Недостатками этого двигател   вл ютс  низкай удельна  мощность и сложность, вследствие чего он непри годен дл  машин ударно,го действи . Известен электропривод возвратно 4поступательного движени  электромаг нитного молота, содержащий электромагнитный двигатель с обмотками пр  мого и обратного хода и ферромагнит ным  корем (бойком), а также тиристорный переключатель (усилитель мощ ности) , подсоединенный к датчикам конечных положений ферромагнитного  кор  и обмоткам двигател  {2j . Однако дл  указанного устройства характерны недостаточно высока  удельна  мощность и ограниченные функциональные возможности ввиду то го, что тиристорынй ключ в совокупности с датчиками конечных положений  кор  обеспечивает работу элект ропривода в режиме автоколебаний и формирует импульсы напр жени  пр моугольной формы с нерегулируемой а плитудой. Наиболее близок к изобретению по назначению и технической сущности электропривод возвратно-поступатель ного движени , содержащий линейный электромагнитный двигатель, имеющий неподвижную часть с обмотками и фер ромагнитньй подвижный элемент, блок формировани  управл ющих импульсов, подключенньй к обмоткам и соединенный с его входами генератор импульсов З . Наличие блока формировани  управ л кдиих импульсов требуемой формы, амплитуды и длительности значительно расшир ет функциональные возможности устройства. Однако известный электропривод характеризуетс  также невысокой удельной мощностью ввиду значительной инерционности нарастани  тока и т гового усили  при переключении обмоток. Поэтому к моменту удара ферромагнитного бойка его кинетическа  энерги  оказьшаетс  недостаточно большой, f Целью изобретени   вл етс  повышение удельной мощности электропривода . Поставленна  цель достигаетс  тем, что электропривод возвратнопоступательного движени , содержащий линейный электромагнитный двигатель , имеющий неподвижную часть с обмотками и ферромагнитный подвижный элемент, блок формировани  управл ющих импульсов, подключенный к обмоткам и соединенный с его входами генератор импульсов, снабжен по крайней мере одним установленным на неподвижной части двигател  удерживающим электромагнитом, полюс которого обращен к ферромагнитной торцовой части подвижного элемента, а также блоком формировани  импульсов удержани , выход которого соединен с электромагнитом, а вход - с выходом генератора импул; ьсов. На фиг. 1 изображена функциональна  схема электропривода возвратнопоступательного движени  с двухобмоточным электромагнитным двигателем, показанным в разрезе на фиг. 2 то же, с однообмоточным электромагнитным двигателем, реверс которого обеспечиваетс  использованием упругого элемента (пружины) J на фиг. 3 диаграммы электрических сигналов и динамических характеристик электропривода . Электропривод возвратно-поступательного движени  содержит линейный электродвигатель (например, электромагнитного типа) 1, имеющий неподвижную часть 2 и подвижный ферромагнитный элемент 3. Неподвижна  часть 2 содержит размещенные в стальном корпусе 4 си11овые обмотки 5 и 6 соответственно пр мого и обратного хода , ограниченные с торцов стальными кольцами 7. Обмотки 5 и 6 и кольца 7 закреплены на немагнитной направл ющей 8. Подрижный элемент 3 двигател  1 выполнен в виде ферромагнитного  кор  (бойка) 9, к которому через немагнитное звено 10 жестко под3 соединена ферромагнитна  торцова  часть 11. Использование немагнитного эвена 10 обеспечивает работоспособность обмотки 6 обратного хода (наличие измен ющегос  рабочего воздушного зазора при обратном ходе  кор  9). С неподвижной частью 2 посредстг вом немагнитной трубы 12 жестко сое динен удерживающий, электромагнит 13, имеющий обмотку 14 и магнитопровод 15. Полюс 16 электромагнита 13 обращен к торцовой части 11 подвижного элемента Зо Возможен также и симметричньй вариант, когда удерживающие электромагниты 13 установлены по обе стороны электродвигател  1. Электропривод также содержит последовательно соединенные генератор 17 импульсов и блок 18 формировани  управл ющих импульсов, подключенный к обмоткам 5 и 6о Выход генератора . 17 подсоединен также через блок 19 формировани  импульсой удержани  к обмотке 14 удерживающего электромагнита 13. .Исполнительный линейный электродвигатель 1 может быть электромагнит ным или электродинамическим (с о0моткой на подвижном элементе)« В варианте вьшолнени  электропривода, по казанном на фиг. 2, электромагнитный двигатель 1 содержит лишь обмотку 5 пр мого хода. Реверс электропривода обеспечиваетс  использованием пружи ны 20. Блок 18 формировани  управл ющих импульсов также, как и в известных устройствах, содержит блок формировани  управл ющих импульсов пр мого (БФПХ) и o6f)aTHoro (БФОХ) хода. Эти блоки могут быть выполнены с использованием известных схем триггеров, ждущих мультивибраторов, а также транзисторных или тиристорных ,усилителей мощности (УМ). Блок 19 также вьшолн етс  с использованием известных схем ждущих мультивибраторов и полупроводниковых усилителей мощности. Блок 17 - генератор импульсов, работающий в режиме автоколебаний (например, блокинг-генератор), или кнопочный выключатель с формирующей дифференцирующей цепью в совокупности с полупроводниковым усилителем мощности. В качестве удерживающего электромагнита 13 предпочтительно исполь44 зовать клапанный электромагнит с магнитопроводом Ш-образного сечени , который характеризуетс  самым высоким значением конструктивного показател . Электропривод работает следующим образом. Пусть в йачальный момент подвижный ферромагнитный элемент 3 электродвигател  1 находитс  в крайнем левом положении (фиг. 1, пунктир) и координата перемещени  х(о) равна h . При поступлении с выхода генератора 17 запускающего импульса J на вход блока 18 формировани  управл ющих импульсов формируетс  управл ющий импульс обратного хода U ,g . Одновременно импульс U подаетс  и на вход блока 19, на выходе которого формируетс  импульс удержани  U() По обмоткам 6 и 14 протекают токи соответственно i (j € Ч {4 Это приводит к возникновению т гового усили  FQ, и перемещению ферромагнитного  кор  9 вправо к положению магнитного равновеси  в магнитном поле обмотки 6. При этом в крайнем правом положении подвижного элемента 3 (фиг. 1) на его торцовую ферромагнитную часть 11 воздействует электромагнитное усилие удержани  Руд требуемой величины. Спуст  интервал времени, равный (длительность задержки, задаваема  блоком 18), на другом выходе блока 18 формируетс  управл ющий импульс пр мого хода Ujg В результате в обмотке 5 возникает переходный процесс нарастани  тока i j, ig и, соответственно, нарастает т говое усилие , направленное влево к положению магнитного равно- веси   кор  9 в этой обмотке. Начина  с момента времени, когда разность Рр г f)4A станет положительной , осуществл етс  ускоренное перемещение  кор  9 (и подвижного элемента 3 с немагнитным звеном 10 и ферромагнитной торцовой частью 11) влево. Поскольку удерживакицее усилие Р()д резко уменьшаетс  при увеличении X (примерно по закону квадратичной гиперболы дл  клапанных электромагнитов 13) быстродействие переходного процесса нарастани  рвзультирующего ускор ющего усили  по координате X весьма велико. На интервале О 4 х 0,06h это усилие нарастает до значени , примерно

равногозначению усили  удержани  щ . Следовательно, практически на всем интервале перемещени   кор  9 на него воздействует ускрр нлдее усилие, близкое к усилию удержани , которое может быть обеспечено достаточно большим. Поэтому в предлагаемом электроприводе запасенна  к моменту Удара кинетическа  энерги  подвижного элемента может быть значительно большей (в 2-3 и более раз) в сравнении с известным устройством при таких же весогабаритных показател х . Это и приводит к повьшению удельной мощности электропривода, что позвол ет уменьшить массу меха низированного ручного инструмента (клепальные молотки, перфораторы), облегчить услови  ручного труда, повысить его производительность).

tnt t

/2L

I

I Nj

vX/) у

Д/0)

J

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ, содержа-

   I---1

   I УН I L_J *

   _г±

   I---1 I__J щий линейный электромагнитный двигатель, имеющий неподвижную часть, с обмотками и ферромагнитный подвижный элемент, блок формирования управляющих импульсов, подключенный к об.моткам и соединенный с его входами генератор импульсов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения удельной.мощности электропривода, он снабжен по крайней мере одним установленным на неподвижной части двигателя удерживающим электромагнитом, полюс : которого обращен к ферромагнитной торцовой части подвижного элемента, а также блоком формирования импульсов удержания, выход которого соединен с электро-: магнитом, а вход - с выходом генератора импульсов'.

   1 1136294 2