專(zhuān)利名稱:交流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及到一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)一組至少包括兩臺(tái)具有互不相同運(yùn)行特性的交流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，例如具有互不相同的供電頻率，或互不相同的最大轉(zhuǎn)矩，而且其設(shè)計(jì)使得每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都通過(guò)一臺(tái)靜態(tài)變換器來(lái)取得適合需要的電力參數(shù)的電能，本發(fā)明還進(jìn)一步涉及到在該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中所使用的手動(dòng)工具。
當(dāng)通過(guò)一臺(tái)變換器來(lái)驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，例如正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，本發(fā)明具有許多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)?，借助于?jiǎn)單的裝置即能控制變換器，譬如，輸出電壓的頻率就可以在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行整定，以便將與上述變換器連接的正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)在所選定的兩個(gè)可能轉(zhuǎn)向中的任一個(gè)轉(zhuǎn)向時(shí)驅(qū)動(dòng)到所要求的速度上;或舉例來(lái)說(shuō)，使電動(dòng)機(jī)只能在指定的轉(zhuǎn)速下發(fā)出指定的最大轉(zhuǎn)矩。利用這類(lèi)靜態(tài)變換器對(duì)在工作機(jī)械中運(yùn)轉(zhuǎn)的許多電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，或用它對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)的各種手動(dòng)工具的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，都需要對(duì)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)提供一臺(tái)獨(dú)立的變換器，這是相當(dāng)昂貴的，因此這種驅(qū)動(dòng)方式至今已很少應(yīng)用。
在許多情況下，例如在裝有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的多速鉆機(jī)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩板手等的車(chē)間中，要求工人按指定的工序來(lái)操作機(jī)械。這樣，從理論上講就有可能統(tǒng)一采用一個(gè)變換器，可以由工人將它按在特定的時(shí)間所使用工具的需要進(jìn)行重復(fù)整定，而且可使加到工具上的電壓調(diào)節(jié)為一定的頻率，從而，使電動(dòng)機(jī)在所期望的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn);或整定到發(fā)出最大電流，去扭轉(zhuǎn)螺絲的扳手。但是實(shí)際上，用這樣的系統(tǒng)將得不到滿意的結(jié)果，有時(shí)因?yàn)閺囊坏拦ば蜣D(zhuǎn)到另一工序需要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間;就是說(shuō)，需要改換到與原先用的工具或機(jī)器工作特性不同的那些工具或機(jī)器上，例如轉(zhuǎn)速不同的情況。此外，如果工人忘記改變變換器的整定，則還有可能造成損壞電動(dòng)機(jī)的危險(xiǎn)。
因此，本發(fā)明首要的目的即對(duì)一組電動(dòng)機(jī)提供一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所指的一組電動(dòng)機(jī)至少包括兩臺(tái)不同運(yùn)行特性的電動(dòng)機(jī)，例如所說(shuō)的電動(dòng)機(jī)要求有不同的供電電壓或不同的供電頻率。在此采用一臺(tái)可調(diào)節(jié)的靜態(tài)變換器;當(dāng)將工具接到該變換器上時(shí)，變換器就能自動(dòng)調(diào)整去適應(yīng)帶動(dòng)該工具的電動(dòng)機(jī)對(duì)供電參數(shù)的要求。另一個(gè)目的是為這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供一個(gè)手動(dòng)操作手段。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求
書(shū)中所定義的各項(xiàng)內(nèi)容和參照附圖描述實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明，即能達(dá)到上述目的。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的示意圖;
圖2是圖1實(shí)施例的改形;
圖3是圖1實(shí)施例的進(jìn)一步改形;
圖4是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖1簡(jiǎn)單地說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例，其中有4臺(tái)特性互不相同的交流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，它們依次接到一個(gè)共用的變換器上，各電動(dòng)機(jī)即可分別與各手動(dòng)工具或機(jī)器結(jié)合。例如接合到一臺(tái)鉆機(jī)上、磨床、轉(zhuǎn)矩扳手或類(lèi)似的機(jī)器上，又例如接合到一臺(tái)帶有多臺(tái)依次工作的電動(dòng)機(jī)的機(jī)器上。在圖1中，標(biāo)號(hào)1，2和3表示可調(diào)變換器4的三相輸入端，其三相輸出用標(biāo)號(hào)5，6和7表示。一臺(tái)已商品化的變換器4，如美國(guó)加里福尼亞州呈大阿那山的愛(ài)默生(εmerson)電氣公司制造的AS400型變換器，該變換器具有控制輸入端8，9。借助于在控制輸入端8，9施加一個(gè)給定的控制信號(hào)，或由這里接到負(fù)載上去，于是它就能夠改變變換器輸出的頻率，或使接到變換器上的電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，或改變給定的最大電流值，以使接到該變換器上電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化。在圖1中所繪制的實(shí)施例中，控制輸入端8，9接到4個(gè)電位器10、11、12和13上，每只電位器被整定到一個(gè)予先給定值上，對(duì)所有的電動(dòng)機(jī)都用此同一裝置。在圖中僅示出了在15處以實(shí)線表示和在15′處以點(diǎn)線表示的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。每只電位器按所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)所需要的運(yùn)行特性進(jìn)行整定;例如，按轉(zhuǎn)速或最大轉(zhuǎn)矩的要求整定;又如，調(diào)節(jié)變換器4使其輸出電壓的頻率變化;譬如，要求分別在100HZ，120HZ，130HZ和300HZ之間變化。由此以使所連接的這4臺(tái)電動(dòng)機(jī)獲得不同相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都靠一根電纜16與相應(yīng)的插頭相接。每個(gè)插頭具有5個(gè)接線插針17、18、19、20和另外在21、31、32、33中的一個(gè)針，究竟是哪一個(gè)針則取決于上述的哪臺(tái)電動(dòng)機(jī)由插針接入，后面還要細(xì)講。每個(gè)插針都可插接到前述所有插頭公用的插座內(nèi)，且插座上有接線針22、23、24、25、26、27、28、和29，其中針22、23、24和29設(shè)計(jì)成分別與相應(yīng)的針17、18、19和20相接，且每次有一個(gè)插頭與該插座接線器耦合，同時(shí)插座的其它針25、26、27和28設(shè)計(jì)成與在一個(gè)專(zhuān)門(mén)的插頭上規(guī)定的相應(yīng)的插針33、32、31、和21相耦合，也就與電位器10、11、12、13中的每一個(gè)都耦合起來(lái)，這一耦合取決于在該時(shí)間內(nèi)與插座耦合的插頭所連接的應(yīng)該是哪一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。如此，在圖1中電動(dòng)機(jī)15就通過(guò)電纜16連接到一個(gè)插頭上，除了4個(gè)插針17、18、19和20以外，該插頭還包括針21，該針21，它與針20用導(dǎo)線30短接，于是，所形成的狀態(tài)即為針17與針22、針18與針23、針19與針24、針21與針28相互連通，針28與電位器10以及針20與針29相通。如上所述，兩個(gè)針20和21是經(jīng)導(dǎo)線30在插頭上短接起來(lái)的，結(jié)果針21、28、20、29、導(dǎo)線30和電位器10就形成了一個(gè)跨接在控制輸入端8、9上的控制回路，并由此使得變換器4輸出端5、6、7的輸出電壓得到在上述例中所要求的100HZ頻率。同理可推知，用于驅(qū)動(dòng)其它工具或機(jī)器的電動(dòng)機(jī)15′上的插頭也包括有前述的針17、18、19和20，它們與插座上的22、23、24和29相耦合。除此之外，該插頭還包括有一個(gè)針，它是與插座中相應(yīng)的針27、26和25相耦合的其余三個(gè)針31、32、33中的一個(gè)，并由此與相應(yīng)的電位器11、12和13相接通。如此一來(lái)，假設(shè)電動(dòng)機(jī)15′需工作于130HZ的輸出頻率上，則電動(dòng)機(jī)15′的插頭將包括有連接針31，而針31與針20之間由導(dǎo)線30短接(如圖1中點(diǎn)線表示)于是當(dāng)該電動(dòng)機(jī)15′接入時(shí)，跨在輸出端8、9之間即形成一個(gè)新的控制回路，此回路包括幾對(duì)針17、22;18、23;19，24;31，27;以及20，29;導(dǎo)線30與電位器11經(jīng)過(guò)插座的針27相通，故而產(chǎn)生130HZ的輸出頻率。
圖2中說(shuō)明的實(shí)施例是圖1的修改方案，并且進(jìn)行合并，形成一個(gè)可調(diào)電位器35和一個(gè)統(tǒng)一的觸頭36。在本實(shí)施例中，插頭37帶有一個(gè)鑒定桿38，它的長(zhǎng)度相應(yīng)于電位器35整定值，也即其長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于接到該系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)15的要求，鑒定桿38的內(nèi)端裝有一個(gè)滑銷(xiāo)39，該39與鑒定桿一起可在軸承40內(nèi)作軸向運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)滑動(dòng)電位器觸頭41。在鑒定桿38內(nèi)端上的滑銷(xiāo)39靠彈簧42的帶動(dòng)與鑒定桿一起移動(dòng)，形成在電位器35上的變位接觸，與前述的實(shí)施例相同，該電位器與變換器4上的控制輸入端8，9相接。
在圖1和2所描繪的實(shí)施例中，用于分別連接各電動(dòng)機(jī)15的電動(dòng)機(jī)鑒定元件，也即電位器10、11、12、13和35所表示的是與變換器4相連接的情況，當(dāng)然它也可被放在例如圖3中所示的手動(dòng)工具內(nèi)放置鑒定裝置的位置上。例如，手動(dòng)工具是一臺(tái)磨床，它被置于一個(gè)機(jī)架43內(nèi)，以及每個(gè)這樣的工具包括有一個(gè)電阻44，該電阻通過(guò)跨在該工具43與變換器4間的連接銷(xiāo)45上的兩個(gè)插針并經(jīng)電纜46而接到變換器4的控制輸入端8和9上。
至此，以上都是假定連接到變換器輸入端上的控制電路均系用于確定其輸出電壓的頻率或最大電流。以下將了解，在圖3實(shí)施例中的電阻44也可以是一只熱敏電阻，如果電動(dòng)機(jī)15有發(fā)生過(guò)熱的危險(xiǎn)時(shí)，即閉鎖變換器并由此而使電動(dòng)機(jī)停運(yùn)。
圖4示意地介紹了按照本發(fā)明付諸實(shí)現(xiàn)的一個(gè)系統(tǒng)，它包括有一個(gè)鑒定電路47，該電路中容納有用于變換器4的全部特性控制數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，也假定電動(dòng)機(jī)15被結(jié)合到一個(gè)手動(dòng)工具中，而且鑒定電路47也被結(jié)合到該手動(dòng)工具中。電路47可包括有一臺(tái)靜態(tài)存儲(chǔ)器(ROM)，其中存有手動(dòng)工具需用的特性數(shù)據(jù)，例如電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率、最大工具溫度、旋轉(zhuǎn)方向、電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩等。存儲(chǔ)器47的內(nèi)容由一個(gè)電子電路48來(lái)讀取，讀出的這些控制數(shù)據(jù)被傳送到與變換器4的輸入端8，9相連的一個(gè)控制電路49。在這方面比較適用的變換器即是美國(guó)加里福尼亞州呈大阿那山的愛(ài)默生(εmerson)電氣公司零售的型號(hào)為AS5100以微處理機(jī)為主體的變換器。以下將會(huì)了解到，該靜態(tài)存儲(chǔ)器47能夠用一臺(tái)微處理機(jī)來(lái)代替。列舉的鑒定裝置除了上述那些以外，還有電容器、RC電路等都適用。
由于鑒定電路47，還有圖3實(shí)施例中的電阻44都結(jié)合到手動(dòng)工具中，故傳輸上述控制數(shù)據(jù)僅需用兩個(gè)端子50，51即可。在最簡(jiǎn)單的形式中，在鑒定電路47中的數(shù)據(jù)包括有一個(gè)代表上述機(jī)器特性的數(shù)碼，當(dāng)微處理機(jī)48收到此數(shù)碼時(shí)，即實(shí)行對(duì)該機(jī)器的以及機(jī)器電動(dòng)機(jī)的各數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)流傳送到控制電路49，并由此傳送到變換器4的輸入端8及9。
前邊已假設(shè)當(dāng)所使用的是一臺(tái)具體的手動(dòng)工具時(shí)，則該工具被連接到一個(gè)插座上，但是還要了解，所有用于具體工作現(xiàn)場(chǎng)的工具都可以永久地接到變換器上，但是電的聯(lián)系則只有在使用工具時(shí)才產(chǎn)生。在這種情況下，工具裝有一個(gè)起動(dòng)控鈕，該按鈕用來(lái)接通有關(guān)導(dǎo)電體間的接點(diǎn)。例如圖3中所示的起動(dòng)按鈕52即用來(lái)操作前述的接點(diǎn)53。
權(quán)利要求
1.一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)一組至少包括兩臺(tái)具有互不相同運(yùn)行特性的交流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)(15)，例如供電頻率或最大轉(zhuǎn)矩不同，而且其設(shè)計(jì)使得每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都通過(guò)一臺(tái)靜態(tài)變換器取得所需電氣參數(shù)的電源。其特征為，對(duì)上述各電動(dòng)機(jī)(15)安排了每次有一個(gè)與同一個(gè)可調(diào)變換器(4)的輸出端(5，6，7)相接；并且對(duì)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)(15)都分別通過(guò)一個(gè)鑒定裝置(10-13；35；44；47)對(duì)變換器(4)控制輸入端(8，9)進(jìn)行整定，以便調(diào)整該變換器使產(chǎn)生適合于上述電動(dòng)機(jī)(15，15′)需要的參數(shù)的電能。
2.按照權(quán)利要求
1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該鑒定裝置包括至少一個(gè)表征每臺(tái)電動(dòng)機(jī)特性的電氣元件(10-13;44;47)，每個(gè)這樣的元件隨同上述的電動(dòng)機(jī)和變換器合為一體，在電動(dòng)機(jī)(15)與該變換器(4)電氣連接的同時(shí)，相應(yīng)的上述元件也與變換器的控制輸入端(8，9)進(jìn)行電氣連接。
3.按照權(quán)利要求
1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該鑒定裝置包括有一個(gè)與電動(dòng)機(jī)(15，15′)相關(guān)的機(jī)械式驅(qū)動(dòng)器(38)和一個(gè)在變換器4上的可調(diào)節(jié)的電氣鑒定回路(35，41)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)(15)與變換器電氣連接時(shí)，它就根據(jù)該電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性由上述驅(qū)動(dòng)器以機(jī)械的方法對(duì)變換器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.按照權(quán)利要求
2的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該鑒定裝置包括有一個(gè)存儲(chǔ)電路(47)，在所述的電動(dòng)機(jī)中，系安排由與上述變換器(4)上的控制輸入(8，9)相關(guān)的微處理機(jī)(48)讀數(shù)，以產(chǎn)生并將控制信號(hào)傳送到變換器的控制輸入端。
5.按照權(quán)利要求
2的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，鑒定裝置(47)包括有一個(gè)微處理(48)。
6.按照權(quán)利要求
1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)(15)是接合在一臺(tái)配備有上述的鑒定裝置的手動(dòng)工具中。
7.一臺(tái)用于如權(quán)利要求
1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中并設(shè)有一臺(tái)交流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)(15)的手動(dòng)工具，該電動(dòng)機(jī)通過(guò)一臺(tái)可調(diào)節(jié)的變換器取得合乎需要供電參數(shù)的電源，其特征在于，對(duì)所述的工具設(shè)有一個(gè)工具鑒定裝置(10-13;35;44;47)，它的動(dòng)作響應(yīng)于與所述的變換器(4)電氣連接的工具，在該變換器上的控制輸入裝置(8，9)對(duì)它進(jìn)行調(diào)節(jié)以產(chǎn)生適合電動(dòng)機(jī)(15)和工具所需的特定的電氣參數(shù)。
8.按照權(quán)利要求
7的手動(dòng)工具，其特征為，所述的鑒定裝置包括一個(gè)與所述的控制輸入裝置(8，9)電氣連接的一個(gè)鑒定電路(10-13;35;44;47)。
9.按照權(quán)利要求
7的手動(dòng)工具，其特征為，該鑒定裝置包括一個(gè)機(jī)械驅(qū)動(dòng)器(38)，它用以機(jī)械地驅(qū)動(dòng)所述的控制輸入電路(8，9)，以便對(duì)它的電氣特性進(jìn)行整定。
10.按照權(quán)利要求
8的手動(dòng)工具，其特征為，該鑒定裝置包括一臺(tái)存儲(chǔ)器電路(47)。
專(zhuān)利摘要
用于一組具有互不相同運(yùn)行特性的交流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，例如所需的供電頻率互不相同，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成由一臺(tái)靜態(tài)變換器(4)來(lái)供電。該系統(tǒng)的特征為，所有的電動(dòng)機(jī)(15)被安排為一次有一個(gè)與統(tǒng)一的變換器進(jìn)行電氣連接，并且有一個(gè)鑒定裝置(10-13)，它分別接到每臺(tái)電動(dòng)機(jī)，且連接到變換器上的控制輸入(8，9)上，以便調(diào)節(jié)變換器，使之產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)所需供電參數(shù)的電能。本發(fā)明還涉及到一臺(tái)用于該系統(tǒng)的手動(dòng)工具。
文檔編號(hào)H02M5/00GK85105493SQ85105493
公開(kāi)日1987年1月21日 申請(qǐng)日期1985年7月18日
發(fā)明者卡爾·斯瓦克·馬格納?！す赝?申請(qǐng)人:塞拉克學(xué)院S.A.導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan