專利名稱：一種全電控大功率執(zhí)行裝置的制作方法
一種全電控大功率執(zhí)行裝置，它可用于做各種機(jī)械動(dòng)作的控制制執(zhí)行元件，如象機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力源，飛機(jī)各種舵面的操作裝置，還可用于做各種變工況條件下的高效節(jié)能動(dòng)力源，如象油田抽油機(jī)的動(dòng)力源等。
現(xiàn)在的機(jī)械動(dòng)作控制執(zhí)行元件多是采用液壓缸，其控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，需要一套液壓泵站及油箱等輔助裝置，體積大，還需解決散熱問題。有的系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)雖然控制精度高，但輸出功率很小，不能用于要求控制力矩較大的場合。另一方面，作為變工況情況下使用的動(dòng)力源，也多是交流電動(dòng)機(jī)或普通直流電動(dòng)機(jī)。由于交流電動(dòng)機(jī)不適應(yīng)于變工況工作，只能選用額定功率大于等于最大峰值功率的電機(jī)，不能隨負(fù)載的變化調(diào)整自身的工作狀態(tài)，因而系統(tǒng)效率低，能量損耗大。普通直流動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速隨負(fù)載而變化，且其對控制的響應(yīng)慢，控制不容易，因此不適宜在速度變化不大而功率變化大的場合應(yīng)用，如象油田抽油機(jī)上工作。
本發(fā)明的目是發(fā)明一種可用很小控制功率就可以控制的全電控執(zhí)行裝置，其效率高，結(jié)構(gòu)簡單，輸出功率大。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖如附

圖1所示，它有同軸減速器(1)和電動(dòng)機(jī)(2)，其特征在于電動(dòng)機(jī)(2)為稀土永磁電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)(2)與電源間有一可控?fù)Q向分配器(3)，三者構(gòu)成一普通電源輸入、由控制端進(jìn)行弱電控制的機(jī)械能輸出裝置。
本發(fā)明中，采用可控?fù)Q向分配器(3)對稀土永磁電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。由于稀土永磁電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩此普通直流電動(dòng)機(jī)大得多，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，可以實(shí)時(shí)改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，而且稀土永磁電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速直接受可控?fù)Q向分配器產(chǎn)生的電源頻率控制，可以大范圍調(diào)節(jié)，與負(fù)載基本無本關(guān)，因此改善了本發(fā)明的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。由于稀土永磁電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，可以工作在較高的轉(zhuǎn)速下，一般可在7000-10000轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)，這樣，通過同軸減速器(2)減速后，能得到更大的轉(zhuǎn)矩。在本發(fā)明中，可控?fù)Q向分配器(3)的控制端可以與工業(yè)控制機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)介面相匹配，用工業(yè)控制機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟停、正反轉(zhuǎn)以及不同轉(zhuǎn)速的控制。由于是用稀土永磁電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力，效率高，結(jié)構(gòu)簡單，省去了一整套的液壓泵站等，降低維護(hù)工作量，增強(qiáng)可靠性。同時(shí)，由于稀土永磁電動(dòng)機(jī)比步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大得多，甚至可以達(dá)到普通電機(jī)的功率，因此不僅可用于做各種機(jī)械動(dòng)作的控制執(zhí)行元件，也可以用于各種變工況條件下的高效節(jié)能動(dòng)力源。它可以保持轉(zhuǎn)速不變或按要求規(guī)律變化時(shí)功率大幅變化，甚至還可以在負(fù)輸出功率時(shí)吸收能量反饋回電源。
本發(fā)明中的同軸減速器(1)可以是行星輪式減速器，也可以是諧波齒輪減速器，其減速比可以在20-200范圍內(nèi)?？煽?fù)Q向分配器(3)可以是采用其專利申請?zhí)枮镃N89104234.2的調(diào)壓與逆變系統(tǒng)，其控制端是與工業(yè)控制機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)控制介面直接匹配連接?？煽?fù)Q向分配器(3)是由控制端控制的大功率電子開關(guān)(.通過)控制輸出脈沖的順序、脈沖重復(fù)頻率經(jīng)及脈沖寬度的控制。由于計(jì)算機(jī)可以根據(jù)不同要求和當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)產(chǎn)生不同的輸出，使本裝置有部分智能，而且還可以容易地變換程序。
本發(fā)明中的稀土永磁電動(dòng)機(jī)可以用鐵硼稀土永材料做轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子直徑可以相對小一些，以減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。轉(zhuǎn)子應(yīng)做成一個(gè)整體式的，以增加轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度，抵抗轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)或快速變代速度時(shí)所產(chǎn)生的慣性力。
權(quán)利要求
1.一種全電控大功率執(zhí)行裝置，它有同軸減速器(1)和電動(dòng)機(jī)(2)，其特征在于電動(dòng)機(jī)(2)為稀土永磁電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)(2)與電源間有一可控?fù)Q向分配器(3)，三者構(gòu)成一普通電源輸入、由控制端進(jìn)行弱電控制的機(jī)械能輸出裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的全電控大功率執(zhí)行裝置，其特征在于可控?fù)Q向分配器(3)的控制端與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制介面相匹配。
全文摘要
一種全電控大功率執(zhí)行裝置，它由同軸減速器、稀土永磁電動(dòng)機(jī)和可控?fù)Q向分配器組成。通過可控?fù)Q向分配器對稀土永磁電動(dòng)機(jī)的供電進(jìn)行控制，使電動(dòng)機(jī)按要求變換轉(zhuǎn)速、換向或適應(yīng)各種負(fù)載。由于稀土永磁電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，轉(zhuǎn)速受電源頻率控制，而且輸出功率可以較大，因此它可以用于做各種機(jī)械動(dòng)作的控制執(zhí)行元件，也可以用于做各種變工況條件下的高效節(jié)能動(dòng)力源，如象機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力源和油田抽油機(jī)的動(dòng)力源等。
文檔編號(hào)G08C19/38GK1048618SQ89104460
公開日1991年1月16日 申請日期1989年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月7日
發(fā)明者石行, 尤裝 申請人:北京市西城新開通用試驗(yàn)廠