RU2144600C1 - Device for displacing various objects such as gates and doors - Google Patents
Device for displacing various objects such as gates and doors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144600C1 RU2144600C1 RU98118356A RU98118356A RU2144600C1 RU 2144600 C1 RU2144600 C1 RU 2144600C1 RU 98118356 A RU98118356 A RU 98118356A RU 98118356 A RU98118356 A RU 98118356A RU 2144600 C1 RU2144600 C1 RU 2144600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- teeth
- stator
- coils
- rotor
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/60—Electric or hybrid propulsion means for production processes
Landscapes
- Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для перемещения объектов, в частности к устройствам для открывания и закрывания ворот и дверей на предприятиях промышленности, сферы обслуживания, в частных усадьбах и т.д., дверей лифтов, дверей транспортных средств, а также может быть использовано как устройство для перемещения транспортных средств, например тележек, конвейеров и т.п. The invention relates to devices for moving objects, in particular to devices for opening and closing gates and doors in industrial enterprises, the service sector, in private estates, etc., elevator doors, vehicle doors, and can also be used as a device for moving vehicles, such as bogies, conveyors, etc.
Известно устройство для перемещения раздвижных ворот по авт.св. N 1564317, М.кл. E 05 F 15/14, 1990, содержащее линейный привод, выполненный в виде линейного асинхронного двигателя, включающего статор и ротор. Статор состоит из магнитопровода с зубцами и катушек возбуждения, соединенных с источником питания, а ротор выполнен зубчатым. A device is known for moving sliding gates on autosw. N 1564317, M.cl. E 05 F 15/14, 1990, comprising a linear drive made in the form of a linear induction motor including a stator and a rotor. The stator consists of a magnetic circuit with teeth and excitation coils connected to a power source, and the rotor is gear.
Недостатком известного устройства является сложность получения малой (0,1-0,2 м/с) скорости перемещения створки, требуемой для безопасной эксплуатации, т. к. даже при минимальных размерах зубцов и пазов статора электродвигателя и промышленной частоте 50 Гц синхронная скорость бегущего магнитного поля двигателя составляет не менее 1-2 м/с. A disadvantage of the known device is the difficulty of obtaining a low (0.1-0.2 m / s) sash speed required for safe operation, because even with the smallest teeth and grooves of the stator of the electric motor and an industrial frequency of 50 Hz, the synchronous traveling magnetic speed field of the engine is at least 1-2 m / s.
Известно устройство для перемещения раздвижных ворот по патенту РФ N 2054112, М.кл. E 05 F 15/14, 1996, содержащее электрический двигатель и систему управления. Двигатель включает статор и ротор. Статор выполнен в виде магнитопровода с зубцами, охваченными катушками. Катушки связаны в группы, содержащие не менее двух катушек, и соединены с источником тока. Ротор выполнен ферромагнитным и содержит зубцы. Система управления включает датчик относительного положения зубцов магнитопровода статора и ротора, установленный на статоре, и таймер для отключения привода через заданное время в случае остановки створки ворот под действием препятствия. Выход датчика относительного положения соединен с входом таймера. Перемещение ротора происходит путем поочередного переключения групп катушек по сигналам от датчиков относительного положения. A device for moving sliding gates according to the patent of the Russian Federation N 2054112, M.cl. E 05 F 15/14, 1996, comprising an electric motor and a control system. The motor includes a stator and a rotor. The stator is made in the form of a magnetic circuit with teeth covered by coils. The coils are connected in groups containing at least two coils and are connected to a current source. The rotor is made ferromagnetic and contains teeth. The control system includes a sensor of the relative position of the teeth of the magnetic circuit of the stator and rotor mounted on the stator, and a timer to turn off the drive after a specified time in case of stopping the door leaf under the action of an obstacle. The output of the relative position sensor is connected to the timer input. The movement of the rotor occurs by alternately switching groups of coils according to signals from relative position sensors.
Недостатком известного устройства является невозможность регулирования (изменения) скорости перемещения объекта на различных этапах его движения. Например, с целью сокращения времени скорость перемещения створки при открывании ворот должна быть большей, а при закрывании, с целью безопасности, меньшей. Известная конструкция устройства не обеспечивает перемещения створки с различной скоростью, так как интервал времени переключения групп катушек магнитопровода, определяющий скорость перемещения створки, не регулируется и определяется величиной силы тяги и величиной силы сопротивления перемещению, которые, в свою очередь, зависят от конструкции двигателя, в частности числа витков и силы тока в катушках магнитопровода, сечения зубца магнитопровода, шага рейки и т.д. По этой же причине невозможно применять одно и тоже устройство для различных объектов, которые необходимо перемещать с разной скоростью. Все это ограничивает возможности применения известного устройства. A disadvantage of the known device is the inability to control (change) the speed of the object at various stages of its movement. For example, in order to reduce time, the speed of movement of the sash when opening the gate should be greater, and when closing, for safety, less. The known design of the device does not provide movement of the sash at different speeds, since the time interval for switching groups of coils of the magnetic circuit, which determines the speed of movement of the sash, is not adjustable and is determined by the magnitude of the traction force and the magnitude of the resistance to movement, which, in turn, depend on the design of the engine, in particular, the number of turns and current strength in the coils of the magnetic circuit, the cross section of the tooth of the magnetic circuit, the pitch of the rail, etc. For the same reason, it is impossible to use the same device for various objects that need to be moved at different speeds. All this limits the application of the known device.
В основу изобретения поставлена задача создать такое устройство для перемещения объектов, в котором новая конструкция системы управления и новая взаимосвязь между элементами системы управления и двигателя позволили бы обеспечить возможность регулирования скорости перемещения объекта, например, для изменения скорости на различных этапах движения объекта или для использования устройства одной и той же конструкции для перемещения различных объектов с разной скоростью, и тем самым расширить возможности применения устройства. The basis of the invention is the task of creating such a device for moving objects in which a new design of the control system and a new relationship between the elements of the control system and the engine would provide the ability to control the speed of movement of the object, for example, to change the speed at different stages of the movement of the object or to use the device of the same design for moving various objects at different speeds, and thereby expand the application of the device.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для перемещения объектов, например ворот и дверей, включающем систему управления и электрический двигатель, содержащий статор, выполненный в виде магнитопровода с зубцами, охваченными катушками, связанными в группы, включающими не менее двух катушек, и соединенными с источником тока, и ротор, выполненный ферромагнитным и снабженный зубцами, а система управления включает установленный на статоре датчик относительного положения зубцов магнитопровода статора и зубцов ротора и таймер, причем выход датчика относительного положения соединен с входом таймера, согласно изобретению система управления дополнительно содержит арифметическо-логическое устройство и преобразователь частоты тока, вход арифметическо-логического устройства соединен с выходом датчика относительного положения, а выход арифметическо-логического устройства подключен к входу преобразователя частоты тока, при этом арифметическо-логическое устройство соединено с таймером, а катушки связаны с источником тока через преобразователь частоты тока. The problem is solved in that in a device for moving objects, such as gates and doors, including a control system and an electric motor containing a stator made in the form of a magnetic circuit with teeth covered by coils connected in groups of at least two coils and connected to a current source, and a rotor made of ferromagnetic and equipped with teeth, and the control system includes a sensor mounted on the stator of the relative position of the teeth of the stator magnetic circuit and the teeth of the rotor and a timer, the output of the relative position sensor is connected to the timer input, according to the invention, the control system further comprises an arithmetic logic device and a current frequency converter, the input of the arithmetic logic device is connected to the output of the relative position sensor, and the output of the arithmetic logic device is connected to the input of the current frequency converter, in this case, the arithmetic-logic device is connected to the timer, and the coils are connected to the current source through the current frequency converter.
Система управления устройства дополнительно содержит регулятор силы тока, установленный в цепи источник тока - преобразователь частоты тока - катушки и связанный с арифметическо-логическим устройством. The device control system further comprises a current regulator, a current source installed in the circuit — a current frequency converter — coils and connected to an arithmetic logic device.
Статор выполнен разомкнутым, а ротор выполнен с возможностью линейного перемещения относительно статора. The stator is made open, and the rotor is made with the possibility of linear movement relative to the stator.
Статор выполнен замкнутым, а ротор выполнен с возможностью вращения относительно статора. The stator is closed and the rotor is rotatable relative to the stator.
Расстояние между осями зубцов статора, охваченных катушками одноименной группы, равно S1=t•a, где t - расстояние между осями зубцов ротора; а - целое число.The distance between the axes of the stator teeth covered by the coils of the same group is S 1 = t • a, where t is the distance between the axes of the teeth of the rotor; a is an integer.
Расстояние между осями зубцов статора, охваченных катушками разноименных групп, кратно величине t/k, где t - расстояние между осями зубцов ротора; k - число групп катушек. The distance between the axes of the stator teeth covered by the coils of the opposite groups is a multiple of t / k, where t is the distance between the axes of the teeth of the rotor; k is the number of groups of coils.
Преимущество заявляемого устройства заключается в том, что благодаря такой конструкции и взаимосвязи элементов можно задавать интервал времени переключения групп катушек и тем самым устанавливать необходимую скорость перемещения объекта. То есть одно и то же устройство можно использовать для перемещения объектов различных масс и с различной скоростью, а также можно регулировать скорость перемещения объекта на различных этапах его движения. При этом устройство обеспечивает стабилизацию скорости, т.е. выравнивание скорости до заданной в случае ее уменьшения или увеличения. The advantage of the claimed device is that due to this design and the relationship of the elements, you can set the time interval for switching groups of coils and thereby set the necessary speed of movement of the object. That is, the same device can be used to move objects of different masses and at different speeds, and you can also adjust the speed of the object at different stages of its movement. In this case, the device provides stabilization of speed, i.e. speed equalization to the set one in case of its decrease or increase.
Сущность заявляемого устройства для перемещения объектов поясняется чертежами: на фиг. 1 показан общий вид устройства, в котором статор выполнен разомкнутым, а ротор - с возможностью линейного перемещения относительно статора; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема устройства фиг.1: на фиг. 3 - пример размещения устройства фиг. 1 на воротах, на фиг. 4 показан общий вид устройства, в котором статор выполнен замкнутым, а ротор - с возможностью вращения относительно статора; на фиг.5 - принципиальная электрическая схема устройства фиг.4; на фиг.6 - пример размещения устройства фиг. 4 на двери. The essence of the claimed device for moving objects is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows a general view of a device in which the stator is open and the rotor is linearly movable relative to the stator; figure 2 - circuit diagram of the device of figure 1: in fig. 3 is an example of the arrangement of the device of FIG. 1 at the gate, in FIG. 4 shows a general view of a device in which the stator is closed and the rotor rotates relative to the stator; figure 5 is a circuit diagram of the device of figure 4; Fig.6 is an example of the placement of the device of Fig. 4 on the door.
Пример 1. Устройство для перемещения створки ворот (фиг. 1) включает электрический двигатель и систему управления. Двигатель содержит статор 1 и ротор 2. Статор 1 выполнен разомкнутым и представляет собой линейный магнитопровод 3 с шестью зубцами 4, 5, 6, 7, 8, 9, охваченными катушками возбуждения 10,11,12,13,14,15 соответственно. Ротор 2 выполнен в виде зубчатой ферромагнитной рейки 16. Example 1. A device for moving the gate leaf (Fig. 1) includes an electric motor and a control system. The motor contains a stator 1 and a
Катушки 10-15 связаны попарно и образуют три группы катушек: 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15. Расстояние S1 между осями зубцов 4 и 5, охваченных катушками 10 и 11, зубцов 6 и 7, охваченных катушками 12 и 13, зубцов 8 и 9, охваченных катушками 14 и 15, равно S1 = t•a, где t - расстояние между осями зубцов рейки (шаг рейки); a - целое число;
Расстояние S2 между осями зубцов, охваченных катушками разноименных групп, например между осями зубцов 5 и 6, 7 и 8, кратно величине t/k, где t - расстояние между осями зубцов рейки (шаг рейки): k - число групп катушек.Coils 10-15 are connected in pairs and form three groups of coils: 10 and 11, 12 and 13, 14 and 15. The distance S 1 between the axes of teeth 4 and 5 covered by
The distance S 2 between the axes of the teeth covered by the coils of the opposite groups, for example, between the axes of the
Система управления состоит из установленного на статоре 1 датчика 17 относительного положения зубцов 4-9 магнитопровода 3 статора 1 и зубцов рейки 16 ротора 2, таймера 18, арифметическо-логического устройства 19, преобразователя частоты тока 20, и регулятора силы тока 21. Выходы датчика 17 соединены с входами таймера 18 и арифметическо-логического устройства 19. Выходы арифметическо-логического устройства 19 подключены к входам преобразователя частоты тока 20 и регулятора силы тока 21. При этом арифметическо-логическое устройство 19 связано с таймером 18, а катушки 10-15 магнитопровода 3 статора 1 соединены с источником тока 22 через преобразователь частоты тока 20 и регулятор силы тока 21. The control system consists of a
Для примера 1 принципиальная электрическая схема устройства для перемещения створки ворот приведена на фиг. 2. Система управления содержит микроконтроллер 23 модели МБ57.01 с двумя блоками питания 24 и 25, датчик 17 относительного положения, состоящий из трех индуктивных датчиков 26,27,28 модели ВПБ-18, выпрямительный мост 29, транзисторы 30,31 и 32 и кнопки 33 "открыть" и 34 "закрыть" для подачи команд на открывание и закрывание ворот. В состав микроконтроллера 23 входят арифметическо-логическое устройство 19 и таймер 18, а преобразователь частоты тока 20 и регулятор силы тока 21 выполнены в виде выпрямительного моста 29 и транзисторов 30-32. For example 1, a circuit diagram of a device for moving a door leaf is shown in FIG. 2. The control system includes a microcontroller 23 of the MB57.01 model with two
Микроконтроллер 23 включает модуль ввода 35, к которому подключены датчики относительного положения 26,27 и 28 и кнопки 33 и 34, и модуль вывода 36, к которому подключены базы транзисторов 30,31 и 32. Питание модуля ввода 35 осуществляется блоком питания 24, питание модуля вывода 36 - блоком питания 25. The microcontroller 23 includes an
Транзисторы 30,31,32 подключены к источнику переменного тока, которым является блок питания 25, через выпрямительный мост 29. Катушки 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 попарно подключены к коллекторам транзисторов 30,31,32 соответственно. Для предотвращения перенапряжения транзисторов 30,31,32 при выключении параллельно группам катушек 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 подключены шунтирующие диоды 37,38,39.
Статор 1 закреплен неподвижно с помощью кронштейна 40 на направляющей 41, установленной на колоннах 42. Ротор 2 закреплен на створке 43 ворот, подвешенной на направляющей 41 посредством роликов 44. На направляющей 41 закреплены упоры 45 для ограничения перемещения створки 43 ворот. The stator 1 is fixedly fixed by means of an
Работа устройства для перемещения створки ворот осуществляется следующим образом. The operation of the device for moving the door leaf is as follows.
Например, шаг рейки 16 t = 21 мм, расстояние между осями зубцов статора 1, охваченных катушками одноименной группы, т.е. между осями зубцов 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, S1 = 21 мм, расстояние между осями зубцов статора 1, охваченных катушками разноименных групп, т.е. между осями зубцов 5 и 6, 7 и 8, S2 = 28 мм. Маршевая скорость перемещения створки 43 ворот Vм =210 мм/с. Интервал времени переключения транзисторов 30,31,32 преобразователя частоты тока 20 для заданной маршевой скорости составляет 0,033 с. Для обеспечения плавной остановки створки в крайнем положении на участке доводки устанавливается доводочная скорость Vд = 70 мм/с, задаваемая интервалом времени переключения транзисторов 30,31,32 преобразователя частоты тока 20, равным 0,1 с.For example, the rack pitch 16 t = 21 mm, the distance between the axes of the teeth of the stator 1, covered by coils of the same group, i.e. between the axes of the
В начале процесса открывания (т.е. в процессе разгона) створки микроконтроллер 23 по состоянию датчиков 26-28 положения определяет, что в левой половине расстояния между зубцами рейки 16 находится пара зубцов 8 и 9 статора 1, охваченных одноименной группой катушек 14 и 15 (см. фиг. 1). Микроконтроллер 23 подает сигнал на базу транзистора 32, который открывается и подает ток максимального значения на катушки 14 и 15 от блока питания 25 через выпрямительный мост 29. Рейка 16 перемещается вправо за счет электромагнитного притяжения зубцов рейки 16 к зубцам 8 и 9 статора 1. При этом зубцы 4,5, охваченные одноименной группой катушек 10 и 11, оказываются в левой половине расстояния между зубцами рейки 16, датчики положения 26-28 подают сигнал на микроконтроллер 23, и по его команде транзистор 30 открывается и подает ток максимального значения от блока питания 25 через выпрямительный мост 29 на катушки 10 и 11. At the beginning of the opening process (i.e. during acceleration) of the sash, the microcontroller 23 determines by the state of the position sensors 26-28 that in the left half of the distance between the teeth of the rack 16 there is a pair of teeth 8 and 9 of the stator 1, covered by the same group of
При дальнейшем движении рейки 16 перед тем, как зубцы 8 и 9 окажутся в правой половине расстояния между зубцами рейки 16, по сигналу от микроконтроллера 23 транзистор 32 закрывается и снимается напряжение с катушек 14 и 15. Рейка 16 продолжает перемещаться вправо за счет электромагнитного притяжения зубцов рейки 16 к зубцам 4 и 5 статора 1. При этом зубцы 6 и 7, охваченные одноименной группой катушек 12 и 13, оказываются в левой половине расстояния между зубцами рейки 16. По сигналу от датчиков положения 26-28 микроконтроллер 23 подает команду на базу транзистора 31, который открывается и подает ток максимального значения на катушки 12 и 13 от блока питания 25 через выпрямительный мост 29. With further movement of the rack 16 before the teeth 8 and 9 are in the right half of the distance between the teeth of the rack 16, the signal from the microcontroller 23
При дальнейшем движении рейки 16 перед тем, как зубцы 4 и 5 окажутся в правой половине расстояния между зубцами рейки 16, по сигналу от микроконтроллера 23 транзистор 30 закрывается, и напряжение с катушек 10 и 11 снимается. Рейка 16 продолжает движение вправо за счет электромагнитного притяжения зубцов рейки 16 к зубцам 6 и 7 статора 1. With further movement of the rack 16 before the teeth 4 and 5 are in the right half of the distance between the teeth of the rack 16, the signal from the microcontroller 23 closes the
Таким образом, в процессе разгона створки 43 до маршевой скорости, когда интервал времени между переключением групп катушек превышает 0,033 с, их переключение происходит по сигналам от датчиков положения 26-28. Thus, in the process of accelerating the
При достижении створкой 43 маршевой скорости перемещения дальнейшее переключение групп катушек происходит через интервал времени 0,033 с, отсчитываемый таймером 18. Например, при движении створки 43 с маршевой скоростью, через 0,033 с после включения катушек 14 и 15 в левой половине расстояния между зубцами рейки 16 окажутся зубцы 4 и 5 одноименной группы катушек 10 и 11. Это положение зубцов 4 и 5 контролируется датчиками 26-28. По команде микроконтроллера 23 открывается транзистор 30 и на катушки 10 и 11 через выпрямительный мост 29 от блока питания 25 подается ток номинального значения, т.е. ток, достаточный для обеспечения перемещения створки 43 с маршевой скоростью. Створка 43 продолжает перемещаться с маршевой скоростью вправо за счет электромагнитного притяжения зубцов рейки 16 к зубцам 4 и 5 статора 1. При этом перед тем, как зубцы 8 и 9 статора 1 окажутся в правой половине расстояния между зубцами рейки 16, по сигналу от микроконтроллера 23 транзистор 32 закрывается, и напряжение с катушек 14 и 15 снимается. When the
Затем через 0,033 с после включения катушек 10 и 11 в левой половине расстояния между зубцами рейки 16 окажутся зубцы 6 и 7 одноименной группы катушек 12 и 13. Датчики 26-28 контролируют это положение зубцов 6 и 7. По сигналу микроконтроллера 23 открывается транзистор 31 и подается ток номинального значения на катушки 12 и 13. Створка 43 продолжает движение за счет притяжения зубцов рейки 16 к зубцам 6 и 7 статора 1. При этом перед тем, как зубцы 4 и 5 статора 1 окажутся в правой половине расстояния между зубцами рейки 16, по сигналу от микроконтроллера 23 транзистор 30 закрывается, и напряжение с катушек 10 и 11 снимается. Then, after 0.033 s, after the
Через 0,033 с после включения катушек 12 и 13 в левой половине расстояния между зубцами рейки 16 окажутся зубцы 8 и 9, и цикл повторяется. After 0.033 s after turning on the
В случае, если скорость перемещения створки 43 начнет превышать маршевую, и зубцы, например 4 и 5, статора 1 окажутся в левой половине расстояния между зубцами рейки 16 раньше, чем через 0,033 с после включения катушек 14 и 15, то независимо от того, что датчики 26-28 подают сигнал о положении зубцов 4 и 5 в микроконтроллер 23, последний подаст команду на открывание транзистора 30 и включение катушек 10 и 11 только по сигналу таймера 18 через 0,033 с. При этом катушки 14 и 15 остаются включенными, и зубцы 8 и 9, входя в правую половину расстояния между зубцами рейки 16, создают отрицательное тяговое усилие, снижая тем самым скорость перемещения створки 43 до маршевой. If the speed of movement of the
В случае, если из-за внешнего воздействия движение створки 43 замедляется, и пара зубцов статора 1, например 4 и 5, окажется в левой половине расстояния между зубцами рейки 16 через интервал времени, превышающий 0,033 с (например, через 0,05 с) после включения группы катушек 14 и 15, то микроконтроллер 23 подает команду на открывание транзистора 30 только после того, как датчики 26-28 определят, что зубцы 4 и 5 оказались в левой половине расстояния между зубцами рейки 16. Т.е. включение группы катушек 10 и 11 произойдет после фактического вхождения зубцов 4 и 5 в левую половину расстояния между зубцами рейки 16 (0,05с). При этом микроконтроллер 23 подает сигнал на регулятор тока 21, который увеличивает силу тока в катушках 10 и 11 до максимального значения и соответственно силу тяги для приближения фактической скорости створки 43 к маршевой. If, due to external influences, the movement of the
После устранения препятствия и разгона створки 43 до маршевой скорости переключение групп катушек происходит через заданный интервал времени (0,033 с), сила тока устанавливается на номинальное значение, и возобновляется перемещение створки с маршевой скоростью. After the obstacle is removed and the
Когда створка 43 достигает участка доводки ее до крайнего положения, дальнейшее переключение групп катушек происходит через интервал времени 0,1 с, соответствующий доводочной скорости. При этом при переходе створки 43 с маршевой скорости на доводочную происходит следующее. Например, зубцы 4 и 5 статора оказались в левой половине расстояния между зубцами рейки 16 на участке доводки раньше, чем через 0,1 с, т.е. через 0,033 с после включения группы катушек 14 и 15, т.к. рейка 16 еще перемещается с маршевой скоростью. Независимо от того, что датчики 26-28 подают сигнал в микроконтроллер 23 о положении зубцов 4 и 5, микроконтроллер 23 откроет транзистор 30 только через 0,1 с. В это время катушки 14 и 15 остаются включенными, и зубцы 8 и 9, входя в правую половину расстояния между зубцами рейки 16, создают отрицательное тяговое усилие, снижая тем самым скорость перемещения створки 43 до доводочной. Когда створка 43 достигнет доводочной скорости, переключение групп катушек магнитопровода 3 будет происходить аналогично переключению при маршевой скорости. When the
Пример 2. Устройство для перемещения (открывания) двери (фиг.4) включает электрический двигатель и систему управления. Двигатель содержит статор 46 и ротор 47. Статор 46 выполнен замкнутым и представляет собой кольцеобразный магнитопровод с восьмью зубцами 48 - 55, обращенными вовнутрь, охваченными катушками 56 - 63 соответственно. Ротор 2 выполнен в виде вала с зубцами. Example 2. A device for moving (opening) the door (figure 4) includes an electric motor and a control system. The motor includes a
Катушки 56-63 связаны попарно, причем пару составляют катушки, охватывающие диаметрально противоположные зубцы, и образуют четыре группы катушек: 56 и 60, 57 и 61, 58 и 62, 59 и 63. Расстояние S1 между осями зубцов 48 и 52, 49 и 53, 50 и 54, 51 и 55, охваченных катушками 56 и 60, 57 и 61, 58 и 62, 59 и 63 соответственно, равно S1=t•a, где t - расстояние между осями зубцов рейки; а - целое число.Coils 56-63 are connected in pairs, with a pair of coils covering diametrically opposite teeth, and form four groups of coils: 56 and 60, 57 and 61, 58 and 62, 59 and 63. The distance S 1 between the axes of the
Расстояние S2 между осями зубцов, охваченных катушками разноименных групп, например между осями зубцов 48 и 49, 49 и 50, 50 и 51 должно быть кратно t/k, где t - расстояние между осями зубцов рейки; k - число групп катушек.The distance S 2 between the axes of the teeth covered by the coils of the opposite groups, for example between the axes of the
Система управления состоит из датчика 64 относительного положения зубцов 48 - 55 магнитопровода статора 46 и зубцов ротора 47, установленного на статоре 46, таймера 65, арифметическо-логического устройства 66, преобразователя частоты тока 67 и регулятора силы тока 68. Выходы датчика 64 соединены с входами таймера 65 и арифметическо-логического устройства 66. Выходы арифметическо-логического устройства 66 подключены к входам преобразователя частоты тока 67 и регулятора силы тока 68. При этом арифметическо-логическое устройство 66 связано с таймером 65, а катушки 56-63 магнитопровода статора 46 соединены с источником тока 69 через преобразователь частоты тока 67 и регулятор силы тока 68. The control system consists of a
Для примера 2 принципиальная электрическая схема устройства для открывания двери приведена на фиг. 5. Система управления содержит микроконтроллер 70 модели МБ57.01 с двумя блоками питания 71 и 72, датчик 64 относительного положения, состоящий из двух индуктивных датчиков 73 и 74 модели ВПБ-18, выпрямительный мост 75, транзисторы 76-79 и кнопки 80 "Открыть" и 81 "Закрыть" для подачи команд на открывание и закрывание двери. В состав микроконтроллера 70 входят арифметическо-логическое устройство 66 и таймер 65, а преобразователь частоты тока 67 и регулятор силы тока 68 выполнены в виде выпрямительного моста 75 и транзисторов 76-79. For example 2, a circuit diagram of a device for opening a door is shown in FIG. 5. The control system includes a
Микроконтроллер 70 включает модуль ввода 82, к которому подключены датчики относительного положения 73,74 и кнопки 80 и 81, и модуль вывода 83, к которому подключены базы транзисторов 76-79. Питание модуля ввода 82 осуществляется блоком питания 71, питание модуля вывода 83 - блоком питания 72. The
Транзисторы 76-79 подключены к источнику переменного тока, которым является блок питания 72, через выпрямительный мост 75. Катушки 56 и 60, 57 и 61, 58 и 62, 59 и 63 попарно подключены к коллекторам транзисторов 76-79 соответственно. Для предотвращения перенапряжения транзисторов 76-79 при выключении параллельно группам катушек 56 и 60, 57 и 61, 58 и 62, 59 и 63 подключены шунтирующие диоды 84 - 87. Transistors 76-79 are connected to an AC source, which is the
Статор 46 закреплен неподвижно с помощью кронштейна 88 на колонне 89. Ротор 47 соединен с цапфой 90, на которой закреплена дверь 91, с помощью ременной передачи 92. Цапфа 90 установлена в петлях 93, закрепленных на колонне 89. The
Работа устройства для открывания двери осуществляется следующим образом. The operation of the device for opening the door is as follows.
Например, шаг рейки t = 36o , расстояние между осями зубцов статора 46, охватываемых катушками одноименной группы, т.е. между осями зубцов 48 и 52, 49 и 53, 50 и 54, 51 и 55, S1 = 180o, расстояние между осями зубцов статора 46, охватываемых катушками разноименных групп, т.е. между осями зубцов 48 и 49, 49 и 50, 50 и 51, S2 = 45o . Угловая скорость вращения ротора 47 ωм = 0,25 об/с. Интервал времени переключения транзисторов 76,77,78 и 79 преобразователя частоты тока 67 для заданной угловой скорости вращения ротора 47 составляет 0,1 с. Для обеспечения плавной остановки двери в крайнем положении на участке доводки устанавливается угловая доводочная скорость ωд = 0,08 об/с, задаваемая интервалом времени переключения транзисторов 76,77,78,79, равным 0,3 с.For example, the pitch of the rail t = 36 o , the distance between the axes of the teeth of the
В начале процесса открывания двери (см. фиг.4, ротор вращается по часовой стрелке) микроконтроллер 70 по состоянию датчиков 73 и 74 относительного положения определяет, что в левой половине расстояния между зубцами ротора 47 находится пара зубцов 48 и 52 статора 46, охваченных одноименной группой катушек 56 и 60. Микроконтроллер 70 подает сигнал на базу транзистора 76, который открывается и подает ток максимального значения на катушки 56 и 60 от блока питания 72 через выпрямительный мост 75. Ротор 47 поворачивается по часовой стрелке (вправо) за счет электромагнитного притяжения зубцов ротора 47 к зубцам 48 и 52 статора 46. При этом зубцы 49 и 53 статора 46, охваченные одноименной парой катушек 57 и 61, оказываются в левой половине расстояния между зубцами ротора 47, датчики положения 73 и 74 подают сигнал на микроконтроллер 70, и по его команде транзистор 77 открывается и подает ток максимального значения на катушки 57 и 61. At the beginning of the door opening process (see Fig. 4, the rotor rotates clockwise), the
При дальнейшем вращении ротора 47 перед тем, как зубцы 48 и 52 окажутся в правой половине расстояния между зубцами ротора 47, по сигналу от микроконтроллера 70 транзистор 76 закрывается, и напряжение с катушек 56 и 60 снимается. Ротор 46 продолжает вращение за счет электромагнитного притяжения зубцов ротора 47 к зубцам 49 и 53 статора 46. При этом зубцы 50 и 54, охваченные одноименной группой катушек 58 и 62, оказываются в левой половине расстояния между зубцами ротора 47. По сигналу от датчиков 73 и 74 микроконтроллер подает команду на базу транзистора 78, который открывается, и подает ток максимального значения на катушки 58 и 62 от блока питания 72 через выпрямительный мост 75. With further rotation of the
При дальнейшем вращении ротора 47 перед тем, как зубцы 49 и 53 статора 46 окажутся в правой половине расстояния между зубцами ротора 47, по сигналу от микроконтроллера 70 транзистор 77 закрывается, и напряжение с катушек 57 и 61 снимается. Ротор 47 продолжает вращаться за счет электромагнитного притяжения зубцов ротора 47 к зубцам 50 и 54 статора 46. With further rotation of the
Таким образом, в процессе разгона двери 91 до маршевой скорости перемещения, когда интервал времени между переключением групп катушек превышает 0,1 с, их переключение происходит по сигналам от датчиков относительного положения 73 и 74. Thus, in the process of accelerating the
При достижении маршевой скорости перемещения двери 91 дальнейшее переключение групп катушек происходит по таймеру 65 через интервал времени 0,1 с, соответствующий заданной угловой скорости вращения ротора 47. Например, при дальнейшем вращении ротора 47 через 0,1 с после включения катушек 58 и 62 в левой половине расстояния между зубцами ротора 47 оказались зубцы 51 и 55 статора 46. Датчики 73 и 74 контролируют положение зубцов 51 и 55. Микроконтроллер 70 подает сигнал на базу транзистора 79, который подает на катушки 59 и 63 ток номинального значения, т.е. ток, достаточный для обеспечения перемещения двери 91 с маршевой скоростью. When the cruising speed of the
Ротор 47 продолжает вращение за счет магнитного притяжения зубцов ротора 47 к зубцам статора 51 и 55. При этом зубцы 52 и 48 статора 46, охваченные одноименной группой катушек 60 и 56, окажутся в левой половине расстояния между зубцами ротора 47 через 0,1 с. Датчики 73 и 74 контролируют положение зубцов 52 и 48. По сигналу микроконтроллера 70 открывается транзистор 76 и подает ток номинального значения на катушки 60 и 56 от блока питания 72 через выпрямительный мост 75. The
Ротор 47 продолжает вращаться, и перед тем, как зубцы 51 и 55 статора окажутся в правой половине расстояния между зубцами ротора 47, по сигналу микроконтроллера 70 транзистор 79 закрывается, и напряжение с катушек 59 и 63 снимается. Ротор 47 продолжает вращаться за счет электромагнитного притяжения зубцов ротора 47 к зубцам 52 и 48 статора. The
Через 0,1 с после включения катушек 60 и 56, отсчитываемой таймером 65, в левой половине расстояния между зубцами ротора 47 окажутся зубцы 53 и 49 статора 46, и цикл повторяется. 0.1 s after turning on the
В случае, если скорость перемещения двери 91 начнет превышать маршевую, и зубцы, например 48 и 52, статора 46 окажутся в левой половине расстояния между зубцами ротора 47 раньше, чем через 0,1 с после включения катушек 59 и 63, то независимо от того, что датчики 73 и 74 подают сигнал о положении зубцов 48 и 52 в микроконтроллер 70, последний подаст команду на открывание транзистора 76 и включение катушек 56 и 60 только по сигналу таймера 65 через 0,1 с. При этом катушки 59 и 63 остаются включенными, и зубцы 51 и 55, входя в правую половину расстояния между зубцами ротора 47, создают отрицательное тяговое усилие, снижая тем самым скорость перемещения двери до маршевой. If the speed of movement of the
В случае, если из-за внешнего воздействия движение двери 91 замедляется, и пара зубцов статора 46, например зубцы 48 и 52, окажется в левой половине расстояния между зубцами ротора 47 через интервал времени, превышающий 0,1 с (например, через 0,15 с) после включения группы катушек 59 и 63, то микроконтроллер 70 подаст команду на открывание транзистора 76 только после того, как датчики 73 и 74 определят, что зубцы 48 и 52 статора 46 оказались в левой половине расстояния между зубцами ротора 47. Т.е. включение группы катушек 56 и 60 произойдет после того, как зубцы 48 и 52 фактически окажутся в левой половине расстояния между зубцами ротора 47(через 0,15 с). При этом микроконтроллер 70 подает сигнал на регулятор силы тока 68, который увеличивает силу тока в катушках 56 и 60 до максимального значения и, следовательно, силу тяги, чтобы приблизить фактическую скорость перемещения двери к маршевой. If, due to external influences, the movement of the
После устранения препятствия и разгона двери 91 до маршевой скорости переключение групп катушек происходит через заданный интервал времени 0,1 с, сила тока устанавливается на номинальное значение и возобновляется перемещение двери с маршевой скоростью. After removing the obstacle and accelerating the
Когда дверь 91 достигнет участка доводки до крайнего положения, дальнейшее переключение групп катушек будет происходить через интервал времени 0,3 с, соответствующий заданной угловой доводочной скорости вращения ротора 47. При этом при переходе вращения ротора 47 с маршевой угловой скорости на доводочную происходит следующее. Например, зубцы 48 и 52 статора 46 оказались в левой половине расстояния между зубцами ротора 47 на участке доводки раньше, чем через 0,3 с, т.е. через 0,1 с после включения группы катушек 59 и 63, т.к. ротор 47 еще продолжает вращаться с маршевой скоростью. Независимо от того, что датчики 73 и 74 подают сигнал в микроконтроллер 70 о положении зубцов 48 и 52, микроконтроллер 70 откроет транзистор 76 только через 0,3 с. В это время катушки 59 и 63 остаются включенными, и зубцы 51 и 55, входя в правую половину расстояния между зубцами ротора 47, создают отрицательное тяговое усилие, снижая тем самым угловую скорость вращения ротора 47 до доводочной. Когда ротор 47 достигнет доводочной угловой скорости вращения, переключение групп катушек статора 46 будет происходить аналогично переключению при маршевой угловой скорости. When the
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118356A RU2144600C1 (en) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Device for displacing various objects such as gates and doors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118356A RU2144600C1 (en) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Device for displacing various objects such as gates and doors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2144600C1 true RU2144600C1 (en) | 2000-01-20 |
Family
ID=20211092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98118356A RU2144600C1 (en) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Device for displacing various objects such as gates and doors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2144600C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2707467C1 (en) * | 2016-02-01 | 2019-11-26 | Текнолоджиз Ланка Инк. | Door drives, built-in door drive |
-
1998
- 1998-10-07 RU RU98118356A patent/RU2144600C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2707467C1 (en) * | 2016-02-01 | 2019-11-26 | Текнолоджиз Ланка Инк. | Door drives, built-in door drive |
US11001277B2 (en) | 2016-02-01 | 2021-05-11 | Technologies Lanka Inc. | Door actuators, integrated door actuator and method of operating a door actuator of a transit vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0229151B2 (en) | ||
JPH03180684A (en) | Method and device for reducing occurrence of risk of nipping between automatic doors | |
GB2350735A (en) | Automatic door control system | |
ZA200603196B (en) | Driving device for passage gates or thoroughfare gates and door or gate drive | |
US5509504A (en) | Velocity regulated, open current loop, variable voltage, variable frequency, linear induction motor drive for an elevator car door | |
RU2101225C1 (en) | Method of control of open circuit current for windings of linear induction motor | |
RU2144600C1 (en) | Device for displacing various objects such as gates and doors | |
HK1131957A1 (en) | A device for moving elevator doors, an elevator door assembly and a method of moving an elevator door | |
US5495918A (en) | Smooth and quiet linear induction motor elevator door operation | |
KR20000013168A (en) | Device for adding closing force for elevator door and controlling method thereof | |
CN112713818B (en) | Method and system for realizing self-locking by mechanism driven by direct-current brush motor to operate | |
JP2513451B2 (en) | Door drive device for elevator car by linear induction motor | |
ES2271686T3 (en) | DETERMINATION OF MASS FOR AUTOMATIC CONTROLS OF SLIDING AND SLIDING DOORS. | |
US5682023A (en) | Time-optimal control of an AC line-driven linear motor elevator door operator | |
US5170865A (en) | Apparatus for controlling an elevator door using a drive motor slip frequency signal | |
JP3312245B2 (en) | Control method for keeping the door open automatically | |
JP2669544B2 (en) | Elevator door control | |
JPH0424060Y2 (en) | ||
CN201027471Y (en) | Safe highly effective automatic revolving door | |
KR100809838B1 (en) | Magnetic elevator door mover | |
JPH0459587A (en) | Door control device of elevator | |
JPS5698387A (en) | Driving circuit of motor | |
CN112225046A (en) | Method for coordinately operating elevator traction machine and elevator door motor according to logic instructions | |
JPH03102091A (en) | Door control device for elevator | |
JP2005048356A (en) | Control method and control device of automatic door |