×
20.06.2015
216.013.566f

ЭЛЕКТРОПРИВОД ШАГОВЫЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для передачи вращения электродвигателя к часовому механизму стрелочных часов или других механических устройств. Техническим результатом является повышение надежности и обеспечение возможности работать электроприводу как в шаговом, так и в непрерывном режиме. Электропривод содержит электродвигатель, понижающий редуктор, например, состоящий из червячной пары, в которой червяк соединен с осью электродвигателя, а червячное колесо насажено на ось, у которой один конец является силовым, а противоположный - информационным, на который насажен стартстопный механизм, который состоит из плоского металлического экрана из магнитомягкого материала, который насажен на информационную ось и имеет форму круга. На линии диаметра круга имеется вырез. С одной стороны выреза размещен постоянный магнит, а напротив, по другую сторону, расположен герконовый контакт. Электрические выводы электродвигателя постоянного тока и герконовые контакты соединены двухпроводными линиями с блоком управления, который расположен на удалении от электропривода. Два выхода устройства управления соединены с S-входом RS триггера, выходом соединенного с силовым ключом, который подключен к источнику питания постоянного тока. Электрические выводы электродвигателя соединены с выходами силового ключа, а электрические выводы герконового контакта - с блоком управления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области шаговых электроприводов, в которых нешаговые электродвигатели работают в шаговом режиме и располагаются на некотором расстоянии от источника управляющего напряжения.

Известны шаговые электроприводы, которые представляют собой четырехфазные шаговые электродвигатели, как, например, электродвигатель ДШИ-200-2-1 (паспорт Я2МЗ.595.057 ПС) российского производства, которые имеют угол единичного шага 1,8° и 200 шагов за один оборот выходного вала. Пример схемы управления такими электродвигателями описан в авторском свидетельстве СССР №174693, МПК H02P, опубл. 1.11.1965 г.

Недостатком известной конструкции является сложная схема управления шаговым электродвигателем. Для управления шаговым электродвигателем требуется электронная схема, управляющая переключением четырех силовых ключей, которые непрерывно должны находиться под напряжением, чтобы сохранять положение вала шагового электродвигателя, что ведет к повышенному расходу электроэнергии.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электропривод шаговый (Патент России №2497269, МПК H02P 8/42, H02K 37/24, 2013 г. Бюл. №30.), содержащий электродвигатель, понижающий редуктор, например, состоящий из червячной пары, в которой червяк соединен с осью электродвигателя постоянного тока, а червячное колесо насажено на ось, у которой один конец является силовым, а противоположный - информационным, при этом на информационный выход оси червячного колеса насажен стартстопный механизм, электрические выходы которого соединены со схемой управления, другие входы которой соединены с двухпроводной линией, а выходы схемы управления соединены с электродвигателем постоянного, при этом стартстопный механизм состоит из плоского металлического экрана из магнитомягкого материала, который насажен на информационную ось червячного колеса и имеет форму половины круга, на линии диаметра этого круга, на противоположных краях, с одной стороны экрана размещены постоянные магниты, а напротив них, по другую сторону экрана, расположены герконовые контакты, причем постоянные магниты имеют, например, цилиндрическую форму, аналогичную форме герконовых контактов, кроме того, площадь металлического экрана урезана по радиусу, например, как минимум на две толщины постоянного магнита. При этом схема управления состоит из диодного выпрямительного моста, в одну диагональ моста знакопеременного напряжения последовательно включены герконовые контакты, один провод двухпроводной линии входной последовательности разнополярных импульсов напряжения соединен с точкой соединения герконовых контактов, другой провод соединен с противоположной стороной диодного моста, кроме того, электродвигатель постоянного тока соединен с выходными диагоналями диодного выпрямительного моста.

Недостатком известной конструкции является тот факт, что схема управления содержит активные полупроводниковые элементы (диоды и транзисторы), которые располагаются рядом с устройством. В том случае, когда электропривод шаговый, например, является электроприводом уличных стрелочных часов, работающих в широком диапазоне температур, схема управления изготавливается из элементной базы повышенной надежности, что ведет к ее удорожанию. При работе в шаговом режиме длительность управляющих импульсов должна выбираться такой, при которой привод должен отработать полный шаг и остановиться при разных температурных условиях и разных нагрузках на привод, то есть длительность управляющих импульсов должна быть максимальной, чтобы привод успел отработать свой шаг. Таким образом электропривод шаговый настраивается на самый медленный режим работы.

Перечисленные недостатки приводят к удорожанию схемы управления, снижению надежности и невозможности работы электропривода в непрерывном режиме.

Задачей изобретения является повышение надежности схемы управления электроприводом и обеспечение его функционирования как в шаговом, так и в непрерывном режимах.

Решение поставленной задачи достигается тем, что электропривод шаговый с обратной связью, состоящий из электродвигателя, понижающего редуктора, например, состоящий из червячной пары, в которой червяк соединен с осью электродвигателя постоянного тока, а червячное колесо насажено на ось, у которой один конец является силовым, а противоположный - информационным, при этом на информационный выход оси червячного колеса насажен стартстопный механизм, согласно предлагаемому изобретению в нем стартстопный механизм состоит из плоского металлического экрана из магнитомягкого материала, который насажен на информационную ось червячного колеса и имеет форму круга, на линии диаметра этого круга, с одной стороны экрана размещен постоянный магнит, а напротив него, по другую сторону экрана, расположен герконовый контакт, причем постоянный магнит имеет, например, цилиндрическую форму, аналогичную форме герконового контакта, а в металлическом экране имеется вырез по форме постоянного магнита, размер выреза выбирается таким, чтобы при нахождении постоянного магнита напротив герконового контакта последний уверенно срабатывал, кроме того, электрические выводы электродвигателя постоянного тока и герконового контакта соединены соответственно двухпроводными линиями с блоком управления, расположенным на удалении от электропривода.

При этом блок управления состоит из устройства управления, два выхода которого соединены соответственно с S-входом и R-входом RS триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом силового ключа, соединенного с источником питания постоянного тока, а выходы силового ключа через двухпроводную линию соединены с электродвигателем постоянного тока, электрические выводы герконового контакта посредством двухпроводной линии соединены с блоком управления, причем один провод двухпроводной линии соединен с общим проводом силового ключа, а другой провод соединен с входом устройства управления.

Введенные элементы позволяют электроприводу работать в шаговом режиме и в режиме непрерывного вращения электродвигателя постоянного тока. В шаговом режиме, при поступлении силового питания от блока управления по двухпроводной линии на электродвигатель постоянного тока, он начинает вращать силовую ось редуктора, которая вращается до тех пор, пока вырез в металлическом экране окажется напротив постоянного магнита и замыкается герконовый контакт. На замыкание герконового контакта реагирует блок управления, прекращающий подачу силового питания на электродвигатель постоянного тока, который останавливается. Блок управления в шаговом режиме подает силовое питание на электродвигатель постоянного тока с интервалами во времени (при использовании в стрелочных часах электропривод вращает стрелки раз в минуту). В режиме непрерывного вращения электродвигателя постоянного тока блок управления после поступления на него сигнала с герконового контакта о замыкании не прекращает подачу силового питания на электродвигатель, который продолжает вращать силовую ось, несмотря на замыкания герконового контакта до тех пор, пока блок управления не отключит силовое питание после замыкания герконового контакта. Например, можно использовать в стрелочных часах предлагаемый электропривод, в которых его силовая ось связана с механическим редуктором, приводящим в движение минутную и часовую стрелки. В стрелочных часах, размещаемых на стене здания, устройство управления предлагаемого электропривода размещается в отапливаемом помещении этого здания и соединяется с механизмом часов с помощью четырехпроводной линией. Расположение устройства управления в отапливаемом помещении позволяет снизить температурные требования к его электронным компонентам, герконовый контакт, находящийся на улице вместе с механизмом стрелочных часов, может работать в широком температурном диапазоне, что в целом повышается надежность работы предлагаемого электропривода. В стрелочных часах могут возникать ситуации, когда их показания требуют коррекции, при этом непрерывное вращение электродвигателя ускоряет во времени процесс коррекции, а часовой механизм при этом не испытывает частых стартстопных нагрузок (стрелки вращаются плавно).

На фиг. 1 изображен электропривод шаговый с обратной связью.

На фиг. 2 изображен стартстопный механизм.

На фиг. 3 изображен блок управления.

Электропривод шаговый с обратной связью состоит из электродвигателя 1 постоянного тока, понижающего редуктора, например червячной пары, в которой червяк 2 соединен с осью электродвигателя 1, червячное колесо 3 насажено на силовую ось 4, у которой один конец является силовым, а противоположный - информационным, при этом на информационный выход оси 5 червячного колеса 3 насажен стартстопный механизм 6. Стартстопный механизм 6 состоит из плоского металлического экрана 7 из магнитомягкого материала, который насажен на информационную ось 5 червячного колеса 3. Металлический экран 7 имеет форму круга, на линии диаметра которого, с одной стороны экрана 7, размещен постоянный магнит 8, а напротив него, по другую сторону экрана 7, расположен герконовый контакт 9, причем постоянный магнит 8 имеет, например, цилиндрическую форму, аналогичную форме герконового контакта 9. В металлическом экране 7 имеется вырез 10 по форме постоянного магнита 8, размер выреза 10 выбирается таким, чтобы при нахождении постоянного магнита 8 напротив герконового контакта 9 последний уверенно срабатывал. Электрические выводы электродвигателя 1 постоянного тока и электрические выводы герконового контакта 9 соединены соответственно двухпроводными линиями 11 и 12 с блоком 13 управления, расположенным на удалении от механического электропривода.

Блок 13 управления состоит из устройства 14 управления, два выхода которого соединены соответственно с S-входом и R-входом RS триггера 15, прямой выход которого соединен с управляющим входом силового ключа 16, соединенного с источником 17 питания постоянного тока. Выходы силового ключа 16 через двухпроводную линию 11 соединены с электродвигателем 1 постоянного тока. Электрические выводы герконового контакта 9 посредством двухпроводной линии 12 соединены с блоком 13 управления, причем один провод этой линии соединен с общим проводом силового ключа 16, а другой провод соединен с входом устройства 14 управления (фиг. 1 - 3).

Рассмотрим работу устройства в шаговом режиме. Предположим, что металлический экран 7 своим вырезом 10 находится напротив постоянного магнита 8 и под воздействием его магнитного поля герконовые контакты 9 замкнуты (фиг. 2). Устройство 14 управления выдает короткий импульс напряжения, поступающий на S-вход RS-триггера 15, и переводит его в единичное состояние, при котором сигнал с его прямого выхода открывает силовой ключ 16, и постоянное напряжение с источника 17 питания подается по двухпроводной линии 11 на электродвигатель 1 постоянного тока. Электродвигатель 1 начинает вращать через червячный редуктор металлический экран 7 до тех пор, пока его вырез 10 не окажется между постоянным магнитом 8 и герконовым контактом 9, который замыкается и сигнал о его замыкании по двухпроводной линии 12 поступает на вход устройства 14 блока 13. Устройство 14 управления выделяет момент замыкания герконового контакта 9 и подает импульс напряжения на R-вход RS-триггера 15, который переходит в нулевое состояние и закрывает силовой ключ 16, подача напряжения прекращается на электродвигатель 1 постоянного тока, он останавливается и прекращает вращать силовую ось 4. При использовании предложенного привода, например, в стрелочных часах запускающий сигнал с устройства 14 управления на S-вход RS-триггера 15 будет подаваться один раз в минуту.

Рассмотрим работу устройства в режиме непрерывного вращения электродвигателя 1 постоянного тока. При переводе устройства 14 в этот режим оно коротким импульсом напряжения, поступающим на S-вход RS-триггера 15, переводит его в единичное состояние, при котором сигналом с его прямого выхода открывается силовой ключ 16, при этом постоянное напряжение с источника 17 питания подается по двухпроводной линии 11 на электродвигатель 1 постоянного тока. При этом электродвигатель 1 начинает вращать через червячный редуктор металлический экран 7. При прохождении выреза 10 между постоянным магнитом 8 и герконовым контактом 9 последний замыкается. Сигнал о замыкании герконового контакта 9 по двухпроводной линии 12 поступает на вход устройства 14 блока 13. При этом устройство 14 управления выделяет момент замыкания герконового контакта 9, но блокирует его прохождение на R-вход RS-триггер, который остается в единичном состоянии и держит открытым силовой ключ 16, подающий напряжение постоянного тока на электродвигатель 1, который продолжает непрерывно вращаться. Устройство 14 управления переводится в шаговый режим и первое же замыкание герконового контакта переводит RS-триггер в нулевое состояние и снимает управляющий сигнал с силового ключа 16, который прекращает подачу напряжения по двухпроводной линии 11 на электродвигатель 1 постоянного тока, который останавливается и прекращает вращать силовую ось 4.

Из рассмотренного видно, что введение совокупности отличительных признаков в предлагаемое изобретение, позволяет, по сравнению с прототипом, осуществить вращение электродвигателя постоянного тока как в шаговом режиме, так и в режиме непрерывного вращения. Кроме того, размещение блока управления на некотором расстоянии от механической части привода в отапливаемом помещении повышает его эксплуатационную надежность. Такие возможности электроприводу придает обратная связь, которая осуществляется по двухпроводной линии от контактов геркона к блоку управления, в котором схема управления может переводиться как в шаговый режим, так и в режим непрерывного вращения электродвигателя, что расширяет возможности использования предлагаемого изобретения в различных устройствах. Следует отметить, что в шаговом режиме легко изменять угол поворота силовой оси привода путем использования металлических экранов с различным числом вырезов. При одном вырезе на металлическом экране угол поворота силовой оси равен 360°, при двух вырезах, расположенных на противоположных концах экрана, угол поворота оси равен 180°, при трех вырезах, расположенных под углом 120°, угол поворота оси равен тоже 120°, при четырех вырезах, как изображено на фиг. 3, пунктиром, угол поворота силовой оси будет равен 90°. Набор металлических экранов с различным числом вырезов позволяет оперативно изменять угол шага в электроприводе.


ЭЛЕКТРОПРИВОД ШАГОВЫЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
ЭЛЕКТРОПРИВОД ШАГОВЫЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
ЭЛЕКТРОПРИВОД ШАГОВЫЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 70.
10.01.2013
№216.012.19eb

Способ стабилизации тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы тензорезисторного датчика давления

Изобретение относится к технологии изготовления тензорезисторных датчиков давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем. Сущность: разогрев тензорезисторов импульсным электрическим током проводят после герметизации внутренней полости системы датчика при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472127
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.2115

Способ охраны периметра объекта

Способ может быть использован для охраны периметра различных объектов, таких как крупные заводы, атомные электростанции, частные предприятия, склады со взрывоопасными и химическими веществами, а также для охраны частных территорий, особняков и других объектов различной категории. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473970
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.10.2013
№216.012.7b77

Электропривод шаговый

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в шаговом электроприводе, в котором не шаговый электродвигатель работает в шаговом режиме и расположен на некотором расстоянии от источника управляющего напряжения. Техническим результатом является упрощение схемы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497269
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.12.2013
№216.012.8e4c

Кодоуправляемые стрелочные часы

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на упрощение конструкции часов и повышение надежности их функционирования, что обеспечивается за счет того, что кодоуправляемые стрелочные часы содержат хранитель времени, цифровой компаратор, последовательно соединенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502111
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.05.2014
№216.012.c80e

Способ определения литогенности желчи

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения оптимальных сроков дренирования желчных протоков у больных с патологией билиарного тракта различной этиологии. Описан способ определения литогенности желчи, заключающийся в определении ее физико-химических свойств, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516973
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.06.2014
№216.012.d74c

Способ получения пористых отливок

Изобретение относится к литейному производству. Водорастворимый наполнитель нагревают в печи и засыпают в нагретую металлическую форму. После заливки металла в форму осуществляется пропитка наполнителя расплавом под действием центробежных сил. Частота вращения формы определяется по формуле ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520894
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.dd26

Способ выделения начала реполяризации желудочков сердца

Изобретение относится к медицине, в частности к электрокардиографии. Непрерывный электрокардиосигнал (ЭКС) фильтруют, представляют в виде дискретных отсчетов. После чего сглаживают путем усреднения амплитуд соседних отсчетов электрокардиосигнала. Затем выделяют R-R интервал и кардиоцикл,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522392
Дата охранного документа: 10.07.2014
27.07.2014
№216.012.e3d7

Штамм бактерий lactobacillus acidophilus используемый для приготовления кисломолочного продукта

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм Lactobacillus acidophilus №9-ПС обладает биохимической активностью и высокой кислотностью. Штамм депонирован в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения Россельхозакадемии (RCAM) под регистрационным номером...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524117
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.08.2014
№216.012.ef68

Способ получения покрытий

Изобретение относится к области обработки поверхностей стальных деталей и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Способ включает оксидирование деталей в безыскровом режиме в кислом растворе, дальнейшую выдержку в кипящем водном растворе едкого натра 0,2-0,4...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527107
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.09.2014
№216.012.f723

Газодинамическое устройство для огнестрельного оружия

Газодинамическое устройство для огнестрельного оружия содержит корпус, в котором в передней части смонтирована подпружиненная герметизирующая трубка и дополнительные рабочие элементы - шторки, оси которых имеют возможность вращения в отверстиях, выполненных в корпусе. В задней части корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529104
Дата охранного документа: 27.09.2014
Показаны записи 1-10 из 87.
10.01.2013
№216.012.1903

Способ получения покрытий на поверхностях глухих отверстий деталей из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Способ включает электрохимическое оксидирование деталей с глухими отверстиями, которое осуществляют в течение 30-100 минут, при этом раствор, в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471895
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19eb

Способ стабилизации тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы тензорезисторного датчика давления

Изобретение относится к технологии изготовления тензорезисторных датчиков давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем. Сущность: разогрев тензорезисторов импульсным электрическим током проводят после герметизации внутренней полости системы датчика при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472127
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a05

Способ прогнозирования риска отторжения трансплантата при ксенопластике

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть применено для оценки степени риска отторжения ксеноперикардиальной пластины при трансплантации ее в переднюю брюшную стенку. Сущность способа: на 7-10 сутки после операции важно определиться с прогнозом и дальнейшей тактикой -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472153
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.2115

Способ охраны периметра объекта

Способ может быть использован для охраны периметра различных объектов, таких как крупные заводы, атомные электростанции, частные предприятия, склады со взрывоопасными и химическими веществами, а также для охраны частных территорий, особняков и других объектов различной категории. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473970
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.07.2013
№216.012.5757

Щавелевокислый электролит для осаждения сплава медь-олово

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения защитно-декоративных покрытий. Электролит для нанесения сплава медь-олово содержит компоненты при следующем соотношении, г/л: сульфат меди пяти-водный 20-25, сульфат олова 3-10, аммоний щавелевокислый 45-55,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487967
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.63fb

Способ утилизации отработанных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома

Изобретение может быть использовано для взаимной очистки отработанных растворов предприятий, имеющих хромсодержащие сточные воды, и сточных вод, содержащих отходы производства антибиотиков. Для осуществления способа к хромсодержащим отработанным растворам в технологической емкости добавляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491232
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.651c

Способ измерения цвета в произвольной системе координат

Изобретение относится к измерительным устройствам для определения координат цвета и может использоваться для контроля цветовых характеристик. Способ измерения координат цвета включает освещение исследуемого образца, корректировку относительной спектральной чувствительности многоэлементного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491521
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6c10

Способ строительства и укрепления автомобильных дорог

Способ строительства и укрепления автомобильных дорог относится к области дорожного строительства и может быть использовано при проектировании, строительстве, реконструкции и ремонте дорог. Технический результат: расширение эксплуатационных возможностей за счет укрепления тела дорог и дорожной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493315
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c52

Устройство для глушения шума двигателя

Изобретение относится к области автомобилестроения и предназначено для снижения уровня шума. Сущность изобретения: устройство для глушения шума двигателя содержит корпус, впускной и выпускной патрубки. В корпусе смонтированы вертикальный и горизонтальный рассекатели, вертикальная продольная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493381
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.10.2013
№216.012.7b77

Электропривод шаговый

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в шаговом электроприводе, в котором не шаговый электродвигатель работает в шаговом режиме и расположен на некотором расстоянии от источника управляющего напряжения. Техническим результатом является упрощение схемы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497269
Дата охранного документа: 27.10.2013
+ добавить свой РИД