Пристрій керування акумуляторною електроплатформою

Реферат: Пристрій керування акумуляторною електроплатформою складається з акумуляторної батареї, якоря тягового електродвигуна, обмотки збудження, моста, контакторів, керованого ключа, діода, катода, вузла керування, системи керування, додаткового керованого ключа, датчика обертів вала тягового електродвигуна та додаткового діода. UA 105927 U (54) ПРИСТРІЙ КЕРУВАННЯ АКУМУЛЯТОРНОЮ ЕЛЕКТРОПЛАТФОРМОЮ UA 105927 U UA 105927 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки, переважно може бути застосована в тяговому електроприводі колісних машин з живленням від акумуляторної батареї: електрокарах, електровізках, електронавантажувачах, електроциклах та ін. Відома імпульсна система керування електровізком постійного струму [1], де регулювання обертів тягового двигуна та обмеження струму під час пуску або перевантаження досягаються за рахунок зміни тривалості імпульсів напруги та частоти, що надходять на навантаження. Якір тягового двигуна зашунтований зворотнім діодом, включено електромеханічний пристрій для від'єднання від акумулятора тягового двигуна при отриманні сигналу про аварійний струм або при значному зниженні напруги акумуляторної батареї. Але, вказана система не дає можливості автоматично змінювати напрямок руху при нульовій швидкості, що обмежує її застосування. Найбільш близьким до того, що заявляється, є пристрій керування електровізком, [2] яка складається з тягового електродвигуна постійного струму з послідовною обмоткою збудження, керованого вентилю (ключового елемента), контакторного реверсивного перемикача, у діагональ якого включена обмотка збудження, педалі вузла задавання та системи керування. Живлення тягового електродвигуна здійснюється акумуляторною батареєю. Імпульсне керування швидкістю акумуляторного візка виконується засобом керованого вентиля, включеного в силовий ланцюг тягового електродвигуна. Система керування подає імпульси, що відкривають та закривають вентиль, тривалість яких та відповідно швидкість руху візка визначається положенням задаючого пристрою. При русі з максимальною швидкістю (кінцеве положення вузла задавання) керований вентиль шунтується силовим контактом. Напрям руху візка змінюється шляхом перемикання контактів реверсивного мосту. Проте така організація реверсу візка може призвести до аварійної ситуації, тому що відсутній контроль швидкості екіпажу, що рухається, та можливе перемикання контактів до зупинки візка. Такий реверс призводить, окрім небажаного перемикання силових контактів під струмом, до відносно різких ударів по трансмісії та екіпажній частині, тому що при цьому здійснюється режим противвімкнення. В цьому режимі виникають великі сплески струму в силовому ланцюгу та в акумуляторній батареї, що понижує енергоємність та тривалість життя джерела енергії. Задачею корисної моделі є створення пристрою керування акумуляторною електроплатформою, в якому реверсування електродвигуна постійного струму здійснюється тільки після зупинки платформи, за рахунок того, що сигнал від датчика обертів електродвигуна надходить до системи керування та при його нульовому значенні дається дозвіл на перемикання контактів реверсивного мосту. Керований ключ, що шунтує електродвигун, приєднаний одним виводом до позитивного полюсу акумуляторної батареї, а інший вивід ключа приєднаний з загальною точкою анода зворотного діода та одного з виводів реверсивного мосту, в діагональ якого включена послідовна обмотка збудження, що з'єднана з якорем електродвигуна. В результаті шляхом імпульсного керування шунтуючим ключем здійснюється гальмування електроплатформи та повернення енергії рекуперації до акумуляторної батареї. Таким чином можливе не тільки гальмування проти вмиканням, при реверсі електродвигуна, але і рекуперативне гальмування з поверненням енергії до акумуляторної батареї, що забезпечує новий технічний результат - підвищення надійності, ефективності та підвищення терміну служби. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у пристрій керування акумуляторною електроплатформою, який складається з акумуляторної батареї, до позитивного полюсу якої підключений один з виводів якоря тягового електродвигуна, який іншим виводом приєднаний до послідовної обмотки збудження, включеної в міст, що складається з двох контакторів, що перемикаються, при цьому вихід моста приєднаний до негативного полюсу акумуляторної батареї через керований ключ, а якір та обмотка збудження тягового електродвигуна шунтовані першим діодом, катод якого підключений до позитивного полюсу акумуляторної батареї, а анод - до виходу першого керованого ключа, шунтованого контактором, з'єднаного механічним зв'язком з вузлом керування, який підключений до системи керування, з'єднаної з керованим ключем, згідно з корисною моделлю, введені додатковий керований ключ, який шунтує тяговий електродвигун, датчик обертів вала тягового електродвигуна та додатковий діод, який шунтує керований ключ, при цьому один з виводів додаткового керованого ключа підключений до позитивного полюсу акумуляторної батареї, а інший - до катода додаткового діода, анод якого підключений до негативного полюсу акумуляторної батареї, при цьому система керування з'єднана з датчиком обертів вала тягового електродвигуна та з додатковим керованим ключем, електричний вихід датчику обертів з'єднаний з системою керування. Порівняльний аналіз відомих технічних рішень показує, що запропонований пристрій керування може здійснювати режим рекуперативного гальмування за рахунок імпульсного 1 UA 105927 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 шунтування ланцюга тягового електродвигуна керованим ключем, а також реверсування в без струмову паузу електродвигуна при нульовій швидкості електроплатформи за рахунок контролю швидкості обертання тягового електродвигуна датчиком обертів, що в свою чергу покращує керування транспортним засобом та приводить до нового технічного результату - підвищення надійності, енергоефективності та подовження терміну служби транспортного засобу. На основі наведеного вище можна зробити висновок про те, що сукупність суттєвих ознак, що викладена у формулі корисної моделі є необхідною та достатньою для досягнення нового технічного результату - підвищення надійності, ефективності та збільшення терміну служби транспортного засобу. На кресленні показана структурна схема пристрою керування акумуляторною електроплатформою. Пристрій складається з акумуляторної батареї 1; якоря тягового електродвигуна 2 з обмоткою збудження 3 та датчиком обертів 4; перемикачів 5, 6; двох керованих ключів 7, 8; двох діодів 9, 10; системи керування 11; вузла задавання з джойстиком 12. Пристрій працює наступним чином. При завданні руху в одному з напрямків, наприклад, відхилення джойстику Μ вперед, надходить сигнал на систему керування СК та перемикач реверсивного моста з обмоткою збудження (03), при цьому силовий ланцюг тягового двигуна при перемиканні перемикача П1 з'єднується з керованим ключем КК1. Шляхом імпульсного керування ключа КК1 на тяговий електродвигун подаються імпульси напруги від акумуляторної батареї (АБ) різної тривалості та частоти, в результаті чого регулюється частота обертів електродвигуна та швидкість електроплатформи. Під час паузи струм якірного ланцюга замикається через зворотній діод Д1 по ланцюгу Я-П2ОЗ-П1-Д1-Я. Для здійснення реверсу джойстик переміщується в зворотне положення через нейтрал. При цьому система керування знімає імпульси керування з ключа КК1 перемикає перемикачі П1 та П2 та вмикає керований ключ КК2. Шляхом періодичного замикання ключа КК2 здійснюється імпульсне гальмування електродвигуна, практично до повної зупинки транспортного засобу. Під час імпульсу струм двигуна замикається ланцюгом Я-КК2-П2-ОЗ-П1-Я, а під час паузи рекуперативний струм замикається ланцюгом Я-АБ-Д2-П2-ОЗ-П1-Я. При цьому здійснюється гальмування електродвигуна та заряд акумуляторної батареї. Такий процес відбувається практично до повної зупинки транспортного засобу. Потім відповідно стану датчика обертів (ДО) (нульовий сигнал) система керування СК подає сигнали керування на ключ КК1 та здійснює імпульсне керування електродвигуном, при якому напрямок обертання вала електродвигуна змінюється в зворотній бік тому, що струм обмотки збудження (ОЗ) в результаті перемикання перемикачів (П1) та (П2) протікає в зворотному напрямку ланцюгом АБ-Я-П1-ОЗ-П2-КК1-АБ. В подальшому процеси повторюються. Таким чином, запропонований пристрій дозволяє здійснювати зміну напрямку руху транспортного засобу в найбільш сприятливому режимі, тобто з нульової швидкості, що крім менш жорсткого режиму перемикання контактів в безструмову паузу, значно знижує вірогідність виникнення небажаних ривків та ударів механічної трансмісії та великих сплесків струму в силовому ланцюгу тягового електродвигуна та акумуляторної батареї, що збільшує її термін служби. В той же час здійснення режиму імпульсної рекуперації при кожній зміні напрямку руху транспортного засобу призводить до збільшення енергії акумуляторної батареї та як наслідок збільшенню між зарядного пробігу. Необхідно також відзначити, що акумуляторна електроплатформа з запропонованим пристроєм керування може бути застосована для експлуатації в різних умовах та для різного призначення - для перевезення вантажів, для установки та переміщення різного обладнання з подальшим його функціонуванням від базового джерела живлення (АБ), при цьому може здійснюватися як ручне, так і дистанційне керування за заданою програмою. Одним з можливих застосувань - є встановлення на електроплатформі крісла для людей з фізично обмеженими можливостями, що дозволяє здійснювати керування однією рукою (джойстиком), здійснюючи режим тяги, гальмування з рекуперацією енергії в акумуляторну батарею, реверсування при нульовій швидкості та гальмування противмиканням. Таким чином, в порівнянні з прототипом запропонований пристрій завдяки відтворенню імпульсної рекуперації, контролю зупинки транспортного засобу для зміни напряму руху дозволяє отримати новий технічний результат - підвищити надійність, енергоефективність та підвищити термін служби транспортного засобу. Перелік посилань 1. Импульсная система управления электротележкой постоянного тока. Druelle Jacques, Decool Felix. Dispositif de variation et de limitation de courant dans un moteur. [Soc. Generale de 2 UA 105927 U Representation Electrique]. Франц. пат., кл. Н02р, В60І, № 1535680, заявл. 28.06.67, опубл. 1.07.68. 2. Управление электротележкой. Tedd David Clifford. Industrial trucks. [Eaton Yale & Towne, Inc.]. Англ. пат., кл. H2J, (H02p), № 1133619, заявл. 27.09.66, опубл. 13.11.68. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Пристрій керування акумуляторною електроплатформою, який складається з акумуляторної батареї, до позитивного полюсу якої підключений один з виводів якоря тягового електродвигуна, який іншим виводом приєднаний до послідовної обмотки збудження, включеної в міст, що складається з двох контакторів що перемикаються, при цьому вихід моста приєднаний до негативного полюсу акумуляторної батареї через керований ключ, а якір та обмотка збудження тягового електродвигуна шунтовані першим діодом, катод якого підключений до позитивного полюсу акумуляторної батареї, а анод - до виходу першого керованого ключа, шунтованого контактором, з'єднаного механічним зв'язком з вузлом керування, який підключений до системи керування, з'єднаної з керованим ключем, який відрізняється тим, що в нього введені додатковий керований ключ, який шунтує тяговий електродвигун, датчик обертів вала тягового електродвигуна та додатковий діод, який шунтує керований ключ, при цьому один з виводів додаткового керованого ключа підключений до позитивного полюсу акумуляторної батареї, а інший - до катода додаткового діода, анод якого підключений до негативного полюсу акумуляторної батареї, при цьому система керування з'єднана з датчиком обертів вала тягового електродвигуна та з додатковим керованим ключем, електричний вихід датчика обертів з'єднаний з системою керування. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3