RU2321153C1

RU2321153C1 - Device for braking an electric motor

Info

Publication number: RU2321153C1
Application number: RU2006145406/09A
Authority: RU
Inventors: Виктор Константинович Константиниди (RU); Виктор Константинович Константиниди; Владимир Валентинович Щелинский (RU); Владимир Валентинович Щелинский; Василий Григорьевич Журавель (RU); Василий Григорьевич Журавель
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный московский завод "Салют"
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-03-27

Abstract

FIELD: braking electric equipment, possible use in various motors of horizontal rotation, for example in drives of shipboad antennas for smooth stopping in required position.

SUBSTANCE: electric motor braking device contains semiconductor frequency transformer and increment sensor of relative bearing. Contact of semiconductor frequency transformer is connected to electric motor output, contact of electronic motor through transmission which is connected to object being rotated, is connected to input of increment sensor of relative bearing. Contact of increment sensor of relative bearing is connected to input of braking signal generation circuit. The input of braking signal generation circuit is connected to input of brake enabling circuit.

EFFECT: ensured mode of reduced rotation frequency, possible fixation in required position, receipt of braking start impulse in advance, prevention of mechanical impact, increased reliability, simplification, reduced wear of friction parts.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для торможения электродвигателей, и может быть использовано, в частности, в различных приводах горизонтального вращения, например в приводах корабельных антенн для плавной остановки в требуемом положении.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for braking electric motors, and can be used, in particular, in various horizontal rotation drives, for example, in ship antenna drives for a smooth stop in the required position.

Известно устройство для торможения электропривода, содержащее электродвигатель, блок управления, блок торможения, элементы для обеспечения торможения (а.с. СССР №677029, кл. Н02Р 3/08, 1970 г.).A device for braking an electric drive is known, comprising an electric motor, a control unit, a braking unit, elements for providing braking (AS USSR No. 677029, class Н02Р 3/08, 1970).

Это устройство осуществляет торможение электродвигателя противовключением при снятии сигнала управления, что исключает его использование при торможении электродвигателей, вращающих антенны со значительным весом и существенным моментом инерции. Резкая остановка при таком торможении может привести к поломкам как в двигателе и деталях, передающих вращение, так и в самой конструкции антенны.This device performs braking of the electric motor by opposing when removing the control signal, which excludes its use when braking electric motors, rotating antennas with significant weight and a significant moment of inertia. A sudden stop under such braking can lead to breakdowns both in the engine and parts transmitting rotation, and in the antenna design itself.

Известно также устройство для торможения электропривода, содержащее источник питания, электродвигатель, блок управления, блок динамического торможения (а.с. СССР №978301, кл. Н02Р 3/12, 1981 г.).A device for braking an electric drive is also known, comprising a power source, an electric motor, a control unit, a dynamic braking unit (AS USSR No. 978301, class Н02Р 3/12, 1981).

Это устройство обеспечивает эффективное динамическое торможение электродвигателя после отключения источника питания, удерживая сигнал управления, что исключает его использование при торможении электродвигателей, вращающих объекты, которые при остановке имеют существенный момент инерции, обусловленный значительными габаритами, весом и сложностью конструкции. Это может привести к поломкам как в двигателе и деталях, передающих вращение, так и в самой конструкции антенны.This device provides effective dynamic braking of the electric motor after turning off the power source, holding the control signal, which excludes its use when braking electric motors that rotate objects that, when stopped, have a significant moment of inertia due to the considerable size, weight and complexity of the design. This can lead to breakdowns both in the engine and parts transmitting rotation, and in the antenna design itself.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство торможения асинхронного двигателя, которое содержит трехфазный асинхронный двигатель, электромеханический тормоз, схему включения тормоза, схему формирования сигнала торможения, схему задержки включения электромеханического тормоза и три однофазных коммутатора. Частота вращения вала электродвигателя снижается за счет динамического торможения постоянным током перед включением тормоза, что значительно уменьшает нагрузку на тормоз, поскольку ему остается погасить энергию вращения на два прядка меньшую, чем в случае полного торможения. При этом уменьшается износ фрикционных поверхностей тормоза и увеличивает его ресурс, а также ресурс электродвигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме. (Патент России №2280944, кл. Н01P 3/26, 2003 г.).The closest analogue (prototype) is an asynchronous motor braking device, which contains a three-phase asynchronous motor, an electromechanical brake, a brake activation circuit, a brake signal generating circuit, an electromechanical brake activation delay circuit, and three single-phase commutators. The frequency of rotation of the motor shaft is reduced due to dynamic braking with direct current before applying the brake, which significantly reduces the load on the brake, since it remains to extinguish the rotational energy by two locks less than in the case of complete braking. This reduces the wear of the friction surfaces of the brake and increases its service life, as well as the service life of an electric motor operating in intermittent mode. (Russian Patent No. 2280944, CL H01P 3/26, 2003).

Однако наличие дополнительного источника питания постоянного тока и множество однофазных коммутаторов ведет к недостаточно высокой надежности в работе устройства и его усложнению. Вращающийся вал электродвигателя невозможно остановить торможением в требуемом определенном положении, хотя имеются сведения о начале и окончании импульса времени торможения Δt, что не позволяет включить тормоз с упреждением, а также использовать свободное вращение вала двигателя с нагрузкой для его остановки в заданном положении. Кроме того, невозможно обеспечить режим пониженной частоты вращения. Таким образом, к недостаткам следует отнести сложность устройства, а также невозможность поступления импульса начала торможения с упреждением включения тормоза и невозможность фиксации в требуемом положении.However, the presence of an additional DC power source and many single-phase switches leads to insufficiently high reliability in the operation of the device and its complexity. It is impossible to stop the rotating shaft of the motor by braking in the required specific position, although there is information about the beginning and end of the braking time pulse Δt, which does not allow the brake to be anticipated, and also use the free rotation of the motor shaft with the load to stop it in the set position. In addition, it is impossible to provide a mode of reduced speed. Thus, the disadvantages include the complexity of the device, as well as the impossibility of receiving an impulse to start braking with pre-emptive application of the brake and the impossibility of fixing in the required position.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание устройства торможения электродвигателя, позволяющего обеспечить режим пониженной частоты вращения, поступление импульса начала торможения с упреждением и возможность фиксации в требуемом положении с одновременным его упрощением.The problem to which the invention is directed is the creation of a braking device for an electric motor, which makes it possible to provide a mode of reduced speed, the arrival of an impulse to start braking with anticipation and the possibility of fixing in the required position while simplifying it.

Техническими результатами при реализации изобретения, в частности, являются упрощение устройства торможения электродвигателя, обеспечение режима пониженной частоты вращения, поступления импульса начала торможения с упреждением, обеспечение возможности фиксации в требуемом положении, отсутствие механического удара, увеличение надежности, уменьшение износа трущихся частей.The technical results in the implementation of the invention, in particular, are the simplification of the electric motor braking device, the provision of a reduced rotational speed mode, the arrival of a braking start impulse with anticipation, the possibility of fixing in the required position, the absence of mechanical shock, the increase in reliability, the reduction of wear of the rubbing parts.

Влияние на достижение указанных технических результатов оказывают следующие существенные признаки. В устройстве торможения электродвигателя, содержащем коммутатор сети питания, электродвигатель, вращаемый объект, электромагнитный тормоз с катушкой, схему формирования сигнала торможения, схему включения тормоза, однофазный коммутатор включения и однофазный коммутатор выключения, имеется полупроводниковый преобразователь частоты и инкрементный датчик курсового угла, причем вывод однофазного коммутатора включения соединен с первым входом схемы включения тормоза, первый вывод схемы включения тормоза соединен с первым входом полупроводникового преобразователя частоты, первый вывод полупроводникового преобразователя частоты соединен с первым входом электродвигателя, вывод электродвигателя через трансмиссию, имеющую вывод на вращаемый объект, соединен с входом инкрементного датчика курсового угла, вывод инкрементного датчика курсового угла соединен с входом схемы формирования сигнала торможения, вывод схемы формирования сигнала торможения соединен с вторым входом схемы включения тормоза, при этом вывод однофазного коммутатора выключения соединен с третьим входом схемы включения тормоза, второй вывод схемы включения тормоза соединен с входом электромагнитного тормоза с катушкой и с вторым входом полупроводникового преобразователя частоты, первый вывод электромагнитного тормоза с катушкой соединен с вторым входом электродвигателя, а второй вывод электромагнитного тормоза с катушкой соединен с третьим входом полупроводникового преобразователя частоты, второй вывод полупроводникового преобразователя частоты соединен с четвертым входом схемы включения тормоза, причем вывод коммутатора сети питания соединен с четвертым входом полупроводникового преобразователя частоты. А трансмиссия выполнена в виде двух редукторов, при этом вывод электродвигателя соединен с входом первого редуктора, первый вывод первого редуктора соединен с входом вращаемого объекта, второй вывод первого редуктора соединен с входом второго редуктора, а вывод второго редуктора соединен с входом инкрементного датчика курсового угла.The following essential features influence the achievement of the indicated technical results. The electric motor braking device comprising a power switch, an electric motor, a rotating object, an electromagnetic brake with a coil, a brake signal generating circuit, a brake switching circuit, a single-phase switching switch and a single-phase switching switch, have a semiconductor frequency converter and an incremental heading angle sensor, and a single-phase output the switch is connected to the first input of the brake circuit, the first output of the brake circuit is connected to the first half input a frequency converter, the first output of the semiconductor frequency converter is connected to the first input of the electric motor, the output of the electric motor through a transmission having an output to the rotary object is connected to the input of the incremental heading angle sensor, the output of the incremental heading angle sensor is connected to the input of the braking signal generating circuit, the output of the forming circuit the brake signal is connected to the second input of the brake circuit, while the output of the single-phase switch is connected to the third the brake activation circuit, the second output of the brake activation circuit is connected to the input of the electromagnetic brake with a coil and to the second input of the semiconductor frequency converter, the first output of the electromagnetic brake with the coil is connected to the second input of the electric motor, and the second terminal of the electromagnetic brake with the coil is connected to the third input of the semiconductor converter frequency, the second output of the semiconductor frequency converter is connected to the fourth input of the brake circuit, and the output of the switch the power supply is connected to the fourth input of the semiconductor frequency converter. And the transmission is made in the form of two gearboxes, with the motor output connected to the input of the first gearbox, the first output of the first gearbox connected to the input of the rotating object, the second output of the first gearbox connected to the input of the second gearbox, and the output of the second gearbox connected to the input of the incremental heading angle sensor.

Отличительными признаками в предлагаемом устройстве торможения электродвигателя от прототипа является наличие инкрементного датчика курсового угла, полупроводникового преобразователя частоты и выполнение связей между элементами функциональной схемы устройства торможения электродвигателя.Distinctive features in the proposed device for braking an electric motor from a prototype is the presence of an incremental heading angle sensor, a semiconductor frequency converter and the implementation of the connections between the elements of the functional diagram of the device for braking an electric motor.

На чертеже представлена функциональная схема устройства торможения электродвигателя.The drawing shows a functional diagram of a device for braking an electric motor.

Устройство торможения электродвигателя состоит из полупроводникового преобразователя 1 частоты, электродвигателя 2, инкрементного датчика 3 курсового угла, схемы 4 формирования сигнала торможения, схемы 5 включения тормоза, электромагнитного тормоза 6 с катушкой, однофазного коммутатора 7 выключения, однофазного коммутатора 8 включения. Вал электродвигателя 2 соединен с первым редуктором 9, который соединен со вторым редуктором 10 для передачи данных о вращении на инкрементный датчик 3 курсового угла и для передачи вращения на вал вращаемого объекта 11. Подключение электродвигателя 2 к коммутатору 12 сети питания с фазами А, В, С силовой сети осуществляется через полупроводниковый преобразователь 1 частоты. Первый редуктор 9 и второй редуктор 10 образуют трансмиссию 13.The electric motor braking device consists of a semiconductor frequency converter 1, an electric motor 2, an incremental directional angle sensor 3, a brake signal generating circuit 4, a brake switching circuit 5, an electromagnetic brake 6 with a coil, a single-phase switch 7, a single-phase switch 8, and a switch. The shaft of the electric motor 2 is connected to the first gearbox 9, which is connected to the second gearbox 10 for transmitting rotation data to the incremental directional angle sensor 3 and for transmitting rotation to the shaft of the rotatable object 11. Connecting the motor 2 to the power supply switch 12 with phases A, B, From the power network is carried out through a semiconductor frequency converter 1. The first gearbox 9 and the second gearbox 10 form a transmission 13.

Однофазный коммутатор выключения 7 предназначен для передачи команды на торможение электродвигателя 2 и остановки вращаемого объекта 11, в нашем случае корабельной антенны, в требуемом положении. Он представляет собой кнопочный выключатель (0-ВЫКЛ) и вынесен на пульт управления корабля. Однофазный коммутатор включения 8 предназначен для передачи команды на включение электродвигателя 2, в результате которой вращаемый объект 11 приводится в горизонтальное вращение. Он представляет собой кнопочный выключатель (ВКЛ) и вынесен на пульт управления корабля. Таким образом, личный состав корабля имеет возможность подавать команды на включение и выключение электродвигателя 2 привода горизонтального вращения корабельной антенны с пульта управления корабля. Однофазный коммутатор выключения 7 и однофазный коммутатор включения 8 имеют по одному выводу и соединены со схемой 5 включения тормоза. В схеме 5 включения тормоза имеются четыре входа и два вывода. Предусмотрено соединение схемы 5 включения тормоза с полупроводниковым преобразователем 1 частоты для передачи команды на управление частотой вращения и соединение с полупроводниковым преобразователем 1 частоты и с электромагнитным тормозом 6 для передачи команды на торможение. У полупроводникового преобразователя 1 частоты имеются три входа. Полупроводниковый преобразователь 1 частоты выполняет ряд функций: управление частотой вращения ротора электродвигателя 2, контроль частоты его вращения, включение-выключение электродвигателя 2, комплект действий по защите при разгоне и торможении электродвигателя 2. Предусмотрено соединение полупроводникового преобразователя 1 частоты через первый вывод с первым входом электродвигателя 2 для передачи ему напряжения с трех фаз. Первый вход электродвигателя 2 предусмотрен для поступления питания с трех фаз. Кроме того, полупроводниковый преобразователь 1 частоты имеет еще один вывод - второй. Он соединен со схемой 5 включения тормоза для передачи на него информации о вырабатывании в полупроводниковом преобразователе 1 частоты контрольного сигнала «fп» при достижении заданной частоты вращения ротора электродвигателя 2 по мере ее уменьшения. Полупроводниковый преобразователь 1 частоты также соединен с коммутатором 12 сети питания, который имеет вывод трех фаз сети питания, и имеет вход трех фаз, который является четвертым входом, и вывод трех фаз, который является первым выводом. В электродвигателе 2 предусмотрен второй вход. Электродвигатель 2 имеет один вывод. В примере исполнения он представлен трехфазным и имеет ротор. Электромагнитный тормоз 6 с катушкой имеет один вход и два вывода. Инкрементный датчик 3 курсового угла и схема 4 формирования сигнала торможения имеют по одному входу и по одному выводу. Вывод электродвигателя 2 проходит через трансмиссию 13 на вход инкрементного датчика 3 курсового угла. Соединение первого редуктора 9 и второго редуктора 10 в трансмиссии 13 необходимо для передачи измененной частоты вращения электродвигателя 2 на вращаемый объект 11. При этом указанные связи обеспечивают передачу вращения через первый редуктор 9 на второй редуктор 10, а второй редуктор через первый вывод обеспечивает передачу данных о вращении вала электродвигателя 2 на вход инкрементного датчика 3 курсового угла. Кроме того, первый редуктор 9 имеет второй выход, который соединен с валом вращаемого объекта 11. Ротор электродвигателя 2 соединен с первым редуктором 9 для передачи крутящего момента на вращаемый объект 11. Одновременно первый редуктор 9 соединен со вторым редуктором 10 для передачи вращения с частотой, равной по своей величине частоте вращения вращаемого объекта 11. При соединении со вторым редуктором 10 инкрементный датчик 3 курсового угла обеспечивает возможность регистрации угла поворота вращаемого объекта 11 и за каждый оборот вращаемого объекта 11 выполняет функцию вырабатывания заданного количества электрических импульсов. При этом предусмотрена регистрация за каждый оборот только одного вырабатываемого импульса при прохождении положения «0», которое соответствует заданному положению вращаемого объекта 11. Инкрементный датчик 3 курсового угла соединен со схемой 4 формирования сигнала торможения. Схема 4 формирования сигнала торможения соединена с схемой 5 включения тормоза. Предусмотрено соединение электромагнитного тормоза 6 со схемой 5 включения тормоза. Это соединение выполнено как продолжение соединения схемы 5 включения тормоза с полупроводниковым преобразователем 1 частоты при передаче команды на торможение. Электромагнитный тормоз 6 с катушкой установлен с возможностью воздействия на ротор электродвигателя 2 посредством его торможения и фиксации. Предусмотрено взаимодействие фрикционных колодок электромагнитного тормоза 6 с валом ротора электродвигателя 2 в случае поступления команды на торможение. Сам электромагнитный тормоз 6 имеет катушку с большой индуктивностью и небольшим активным электрическим сопротивлением. Он соединен с полупроводниковым преобразователем 1 частоты для передачи сигнала при поступлении команды на торможение через схему 5 включения тормоза от однофазного коммутатора 7 выключения. Таким образом, в устройстве для торможения электродвигателя вывод однофазного коммутатора 8 включения соединен с первым входом схемы 5 включения тормоза, первый вывод схемы 5 включения тормоза соединен с первым входом полупроводникового преобразователя 1 частоты, первый вывод полупроводникового преобразователя 1 частоты соединен с первым входом электродвигателя 2. Вывод электродвигателя 2 через трансмиссию 13, имеющую вывод на вращаемый объект 11, соединен с входом инкрементного датчика 3 курсового угла, а вывод инкрементного датчика 3 курсового угла соединен с входом схемы 4 формирования сигнала торможения. Вывод схемы 4 формирования сигнала торможения соединен с вторым входом схемы 5 включения тормоза, при этом вывод однофазного коммутатора 7 выключения соединен с третьим входом схемы 5 включения тормоза. Второй вывод схемы 5 включения тормоза соединен с входом электромагнитного тормоза 6 с катушкой и с вторым входом полупроводникового преобразователя 1 частоты. Первый вывод электромагнитного тормоза 6 с катушкой соединен с вторым входом электродвигателя 2, а второй вывод электромагнитного тормоза 6 с катушкой соединен с третьим входом полупроводникового преобразователя частоты 1. Второй вывод полупроводникового преобразователя 1 частоты соединен с четвертым входом схемы 5 включения тормоза. Вывод коммутатора 12 сети питания соединен с четвертым входом полупроводникового преобразователя 1 частоты. А трансмиссия 13 выполнена в виде соединенных двух редукторов: первого редуктора 9 и второго редуктора 10. Вывод электродвигателя 2 соединен с входом первого редуктора 9, первый вывод первого редуктора 9 соединен с входом вращаемого объекта 11, второй вывод первого редуктора 9 соединен с входом второго редуктора 10, а вывод второго редуктора 10 соединен с входом инкрементного датчика 3 курсового угла.The single-phase switch-off switch 7 is designed to transmit a command to brake the electric motor 2 and stop the rotated object 11, in our case, the ship’s antenna, in the required position. It is a push-button switch (0-OFF) and placed on the control panel of the ship. A single-phase switch 8 inclusion is designed to transmit a command to turn on the motor 2, as a result of which the rotated object 11 is brought into horizontal rotation. It is a push-button switch (ON) and placed on the control panel of the ship. Thus, the personnel of the ship has the ability to issue commands to turn on and off the electric motor 2 drive horizontal rotation of the ship's antenna from the control panel of the ship. The single-phase switch-off switch 7 and the single-phase switch-switch 8 have one output and are connected to the circuit 5 for turning on the brake. In circuit 5, the brake has four inputs and two outputs. The connection of the brake activation circuit 5 to the semiconductor frequency converter 1 for transmitting a command to control the rotation speed and the connection to the semiconductor frequency converter 1 and to the electromagnetic brake 6 for transmitting the braking command are provided. The semiconductor frequency converter 1 has three inputs. The semiconductor frequency converter 1 performs a number of functions: controlling the rotor speed of the electric motor 2, controlling its rotational speed, turning on / off the electric motor 2, a set of actions for protection during acceleration and braking of the electric motor 2. A semiconductor frequency converter 1 is connected through the first output to the first input of the electric motor 2 to transmit voltage to it from three phases. The first input of the electric motor 2 is provided for receiving power from three phases. In addition, the semiconductor frequency converter 1 has one more conclusion - the second. It is connected to the brake activation circuit 5 for transmitting to it information about the generation of the control signal frequency “fp” in the semiconductor converter 1 when the set rotational speed of the rotor of the electric motor 2 is reached as it decreases. The semiconductor frequency converter 1 is also connected to a power network switch 12, which has an output of three phases of the power supply, and has an input of three phases, which is the fourth input, and an output of three phases, which is the first output. In the electric motor 2, a second input is provided. The electric motor 2 has one output. In the example of execution, it is represented by a three-phase and has a rotor. Electromagnetic brake 6 with a coil has one input and two outputs. The incremental directional angle sensor 3 and the brake signal generation circuit 4 have one input and one output. The output of the motor 2 passes through the transmission 13 to the input of the incremental encoder 3 heading angle. The connection of the first gearbox 9 and the second gearbox 10 in the transmission 13 is necessary for transmitting the changed rotational speed of the electric motor 2 to the rotatable object 11. Moreover, these connections provide transmission of rotation through the first gearbox 9 to the second gearbox 10, and the second gearbox through the first output provides data transmission rotation of the shaft of the electric motor 2 to the input of the incremental encoder 3 heading angle. In addition, the first gearbox 9 has a second output, which is connected to the shaft of the rotatable object 11. The rotor of the electric motor 2 is connected to the first gearbox 9 to transmit torque to the rotatable object 11. At the same time, the first gearbox 9 is connected to the second gearbox 10 to transmit rotation with frequency, equal in magnitude to the rotational speed of the rotated object 11. When connected to the second gear 10, the incremental directional angle sensor 3 provides the ability to register the rotation angle of the rotated object 11 and for each revolution of the rotated object 11 performs the function of generating a given number of electrical pulses. In this case, registration is provided for each revolution of only one generated pulse when passing the position "0", which corresponds to the specified position of the rotated object 11. The incremental sensor 3 of the course angle is connected to the circuit 4 for generating a braking signal. The brake signal generating circuit 4 is connected to the brake switching circuit 5. The connection of the electromagnetic brake 6 with the circuit 5 for activating the brake is provided. This connection is made as a continuation of the connection of the brake switching circuit 5 with the semiconductor frequency converter 1 when transmitting the braking command. An electromagnetic brake 6 with a coil is installed with the possibility of acting on the rotor of the electric motor 2 by braking and fixing it. The interaction of the friction pads of the electromagnetic brake 6 with the shaft of the rotor of the electric motor 2 is provided in the event of a braking command. The electromagnetic brake 6 itself has a coil with a large inductance and a small active electrical resistance. It is connected to a semiconductor frequency converter 1 for transmitting a signal when a braking command is received via the brake ON circuit 5 from the single-phase OFF switch 7. Thus, in the device for braking the electric motor, the output of the single-phase switch 8 is connected to the first input of the brake switching circuit 5, the first output of the brake switching circuit 5 is connected to the first input of the semiconductor frequency converter 1, the first output of the semiconductor frequency converter 1 is connected to the first input of the motor 2. The output of the electric motor 2 through a transmission 13 having an output to the rotatable object 11 is connected to the input of the incremental sensor 3 of the course angle, and the output of the incremental sensor 3 of hens ovogo angle connected to the input circuit 4 forming the braking signal. The output of the brake signal generation circuit 4 is connected to the second input of the brake enable circuit 5, while the output of the single-phase switch 7 is connected to the third input of the brake enable circuit 5. The second output of the circuit 5 for applying the brake is connected to the input of the electromagnetic brake 6 with a coil and with the second input of the semiconductor frequency converter 1. The first terminal of the electromagnetic brake 6 with a coil is connected to the second input of the electric motor 2, and the second terminal of the electromagnetic brake 6 with a coil is connected to the third input of the semiconductor frequency converter 1. The second terminal of the semiconductor frequency converter 1 is connected to the fourth input of the circuit 5 for applying the brake. The output of the switch 12 of the power supply is connected to the fourth input of the semiconductor frequency converter 1. And the transmission 13 is made in the form of two connected gearboxes: the first gearbox 9 and the second gearbox 10. The output of the electric motor 2 is connected to the input of the first gearbox 9, the first output of the first gearbox 9 is connected to the input of the rotatable object 11, the second output of the first gearbox 9 is connected to the input of the second gearbox 10, and the output of the second gearbox 10 is connected to the input of the incremental encoder 3 heading angle.

Устройство для торможения электродвигателя антенны работает следующим образом.A device for braking the antenna motor operates as follows.

При поступлении от однофазного коммутатора включения 8 команды включения (ВКЛ) на схему включения тормоза 5 в ней вырабатывается сигнал на управление электромагнитным тормозом 6 на расторможение ротора электродвигателя 2 для начала вращения вращаемого объекта 11. Ротор электродвигателя 2 передает вращение на первый редуктор 9 трансмиссии 13. Одновременно передается вращение на второй редуктор 10, который передает вращение для снятия сигнала на инкрементный датчик 3 курсового угла с частотой, равной по своей величине частоте вращения вращаемого объекта 11. Во время вращения ротора электродвигателя 2 инкрементный датчик 3 курсового угла за каждый оборот его ротора вырабатывает заданное количество электрических импульсов. При этом за каждый оборот вырабатывается только один импульс при прохождении положения «0», которое соответствует заданному положению вращаемого объекта 11, в нашем случае положение «0» соответствует походному положению корабельной антенны, перпендикулярно направлению движения, устанавливаемому относительно носа корабля.When a turn-on command (ON) is received from the single-phase switch 8 of inclusion (ON) to the brake switching circuit 5, a signal is generated for controlling the electromagnetic brake 6 to disengage the rotor of the electric motor 2 to start rotation of the rotatable object 11. The rotor of the electric motor 2 transmits the rotation to the first gearbox 9 of the transmission 13. At the same time, the rotation is transmitted to the second gearbox 10, which transmits the rotation to pick up the signal to the incremental directional angle sensor 3 with a frequency equal in magnitude to the rotation speed of the second object 11. During rotation of the rotor of the electric motor 2, the incremental encoder 3 of the course angle for each revolution of its rotor generates a predetermined number of electrical pulses. In this case, for each revolution, only one impulse is generated when passing the position “0”, which corresponds to the given position of the rotated object 11, in our case, the position “0” corresponds to the stowed position of the ship’s antenna, perpendicular to the direction of movement established relative to the bow of the ship.

Таким образом, при выполнении команды включения от однофазного коммутатора включения 8 вращаемый объект 11 приводится в горизонтальное вращение.Thus, when executing the switching command from the single-phase switching switch 8, the rotatable object 11 is brought into horizontal rotation.

Для остановки горизонтального вращения вращаемого объекта 11 в заданном положении «0», то есть в нашем случае для установки корабельной антенны перпендикулярно направлению движения относительно носа корабля, необходимо остановить электродвигатель в положении «0», предусмотрена следующая последовательность выполнения команды торможения (0-ВЫКЛ).To stop the horizontal rotation of the rotated object 11 in the set position "0", that is, in our case, to install the ship's antenna perpendicular to the direction of movement relative to the bow of the ship, it is necessary to stop the motor in position "0", the following sequence of executing the braking command is provided (0-OFF) .

При поступлении сигнала от однофазного коммутатора выключения 7 на остановку антенны в положении «0» поступает сигнал на схему 5 включения тормоза, который вырабатывает сигнал, управляющий частотой вращения, и передает его на полупроводниковый преобразователь частоты 1. Полупроводниковый преобразователь частоты 1 осуществляет плавное понижение частоты вращения ротора электродвигателя 2 до значения, при котором не может произойти поломок электромагнитного тормоза 6 с катушкой, а также вращаемого объекта 11, первого редуктора 9 и второго редуктора 10. Полупроводниковый преобразователь частоты 1 контролирует момент достижения этого значения. Схема 4 формирования сигнала торможения выдает на схему 5 включения тормоза упрежденный электрический импульс относительно положения «0», вырабатываемый из количества импульсов инкрементного датчика 3 курсового угла в момент времени, который определяется опытным путем в зависимости от момента инерции вращаемого объекта 11 и времени задержки электромагнитного тормоза 6 с катушкой. Упрежденный электрический импульс дает команду на начало торможения. При достижении заданной частоты вращения ротора электродвигателя 2 полупроводниковый преобразователь частоты 1 вырабатывает контрольный сигнал «fп» для схемы 5 включения тормоза. В тот момент, когда в схеме 5 включения тормоза совпадет сигнал «fп» и упрежденный электрический импульс относительно положения «0», поступающий из схемы 4 формирования сигнала торможения, схема 5 включения тормоза вырабатывает сигнал одновременного отключения полупроводникового преобразователя частоты 1 и задействования электромагнитного тормоза 6 для торможения. Полупроводниковый преобразователь частоты 1 отключает электродвигатель 2 от фаз А, В, С силовой сети в точке упрежденного электрического импульса, однако электромагнитный тормоз 6 затормаживает ротор электродвигателя 2 не сразу, а именно в точке, соответствующей положению «0». Такое торможение происходит за счет задержки подаваемого сигнала на фрикционные колодки электромагнитного тормоза 6 для взаимодействия с валом ротора электродвигателя из-за наличия большой индуктивности и небольшого активного электрического сопротивления катушки электромагнитного тормоза 2. В течение времени запаздывания торможения вращаемый объект 11 снижает частоту вращения почти до полной ее остановки с учетом своей значительной инерционности.When a signal is received from the single-phase switch 7, the antenna stops at position “0” and the signal is applied to the brake switching circuit 5, which generates a speed control signal and transmits it to the semiconductor frequency converter 1. Semiconductor frequency converter 1 smoothly decreases the speed the rotor of the electric motor 2 to a value at which the breakdown of the electromagnetic brake 6 with the coil, as well as the rotatable object 11, the first gearbox 9 and the second duktora 10. The semiconductor inverter 1 controls the time to achieve this value. The brake signal generating circuit 4 generates an anticipated electrical impulse relative to the “0” position to the brake activation circuit 5, generated from the number of pulses of the incremental heading angle sensor 3 at a point in time, which is determined empirically depending on the moment of inertia of the rotated object 11 and the electromagnetic brake delay time 6 with a coil. A pre-emitted electrical impulse gives the command to start braking. Upon reaching the set rotational speed of the rotor of the electric motor 2, the semiconductor frequency converter 1 generates a control signal "fp" for the circuit 5 for applying the brake. At that moment, when the signal “fp” and the anticipated electric pulse relative to the position “0”, coming from the circuit 4 for generating the brake signal, match the circuit 5, the brake circuit 5 generates a signal to simultaneously turn off the semiconductor frequency converter 1 and apply the electromagnetic brake 6 for braking. The semiconductor frequency converter 1 disconnects the electric motor 2 from phases A, B, C of the power network at the point of a pre-empted electrical pulse, however, the electromagnetic brake 6 does not immediately inhibit the rotor of the electric motor 2, namely, at the point corresponding to the "0" position. This braking occurs due to the delay of the supplied signal to the friction pads of the electromagnetic brake 6 for interaction with the rotor shaft of the electric motor due to the presence of a large inductance and a small active electrical resistance of the electromagnetic brake coil 2. During the braking delay time, the rotated object 11 reduces the rotation speed to almost full her stop, given its significant inertia.

Таким образом, при выполнении команды «0-ВЫКЛ» происходит плавная остановка вращаемого объекта 11 и фиксация его электромагнитным тормозом 6 в заданном положении.Thus, when executing the “0-OFF” command, the rotatable object 11 is smoothly stopped and its electromagnetic brake 6 is fixed in the set position.

Claims

1. Устройство торможения электродвигателя, содержащее коммутатор сети питания, электродвигатель, вращаемый объект, электромагнитный тормоз с катушкой, схему формирования сигнала торможения, схему включения тормоза, однофазный коммутатор включения и однофазный коммутатор выключения, отличающееся тем, что оно снабжено полупроводниковым преобразователем частоты и инкрементным датчиком курсового угла, причем вывод однофазного коммутатора включения соединен с первым входом схемы включения тормоза, первый вывод схемы включения тормоза соединен с первым входом полупроводникового преобразователя частоты, первый вывод полупроводникового преобразователя частоты соединен с первым входом электродвигателя, вывод электродвигателя через трансмиссию, имеющую вывод на вращаемый объект, соединен с входом инкрементного датчика курсового угла, вывод инкрементного датчика курсового угла соединен с входом схемы формирования сигнала торможения, вывод схемы формирования сигнала торможения соединен с вторым входом схемы включения тормоза, при этом вывод однофазного коммутатора выключения соединен с третьим входом схемы включения тормоза, второй вывод схемы включения тормоза соединен с входом электромагнитного тормоза с катушкой и с вторым входом полупроводникового преобразователя частоты, первый вывод электромагнитного тормоза с катушкой соединен с вторым входом электродвигателя, а второй вывод электромагнитного тормоза с катушкой соединен с третьим входом полупроводникового преобразователя частоты, второй вывод полупроводникового преобразователя частоты соединен с четвертым входом схемы включения тормоза, причем вывод коммутатора сети питания соединен с четвертым входом полупроводникового преобразователя частоты.1. The electric motor braking device, comprising a power supply commutator, an electric motor, a rotatable object, an electromagnetic brake with a coil, a brake signal generating circuit, a brake switching circuit, a single-phase switching switch and a single-phase switching switch, characterized in that it is equipped with a semiconductor frequency converter and an incremental sensor heading angle, and the output of the single-phase switch on is connected to the first input of the brake circuit, the first output of the brake circuit with connected to the first input of the semiconductor frequency converter, the first output of the semiconductor frequency converter is connected to the first input of the electric motor, the output of the electric motor through a transmission having an output to the rotatable object, connected to the input of the incremental heading angle sensor, the output of the incremental heading sensor is connected to the input of the brake signal generating circuit , the output of the circuit for generating the brake signal is connected to the second input of the brake enable circuit, while the output of the single-phase switch in The circuit is connected to the third input of the brake activation circuit, the second output of the brake activation circuit is connected to the input of the electromagnetic brake with a coil and to the second input of the semiconductor frequency converter, the first output of the electromagnetic brake with the coil is connected to the second input of the electric motor, and the second output of the electromagnetic brake to the coil is connected to the third input of the semiconductor frequency converter, the second output of the semiconductor frequency converter is connected to the fourth input of the brake enable circuit Oz, and the output of the power supply switch is connected to the fourth input of the semiconductor frequency converter.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трансмиссия выполнена в виде двух редукторов, при этом вывод электродвигателя соединен с входом первого редуктора, первый вывод первого редуктора соединен с входом вращаемого объекта, второй вывод первого редуктора соединен с входом второго редуктора, а вывод второго редуктора соединен с входом инкрементного датчика курсового угла.2. The device according to claim 1, characterized in that the transmission is made in the form of two gearboxes, while the output of the electric motor is connected to the input of the first gearbox, the first output of the first gearbox is connected to the input of the rotating object, the second output of the first gearbox is connected to the input of the second gearbox, and the output of the second gearbox is connected to the input of the incremental heading angle sensor.