Реверсный электропривод лебедки транспортного средства (варианты)
Использование: на. подъемно-транспортных средствах с автономными генераторами и аккумуляторами. Сущность: реверсивный электропривод автомобильной лебедки содержит электродвигатель постоянного тока, соединенный через переключатель режимов с выпрямителем синхронного генератора, снабженного реле регулятором напряжения бортового аккумулятора. Новым является включение разделительного диода между плюсовыми выводами аккумулятора и генератора, который питает электродвигатель регулируемым током с напряжением в несколько раз больше номинального напряжения аккумулятора, а также оригинальная схема реверсивного включения электродвигателя с токостабилизирующим резистором и контактами электромагнитного реле в цепи обмотки возбуждения, которые обеспечивают постоянную скорость размотки троса лебедки. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может найти применение на подъемно-транспортных средствах с автономными генераторами и аккумуляторами.
Известны контактно-тиристорные и импульсные бесконтактные устройства реверсивного управления сервисным электродвигателем постоянного тока, осуществляющие его реверс включением одной ив двух встречно намагничивающихся обмоток в двигателях с расцепленной обмоткой возбуждения или включением отдельной обмотки возбуждения в диагональ реверсивного тиристорного моста с импульсным управлением. Недостатком подобных устройств управления является необходимость использования двигателей специального исполнения и сложных электронных схем, что ограничивают возможности их практического применения на транспортных средствах, в частности автомобилях. Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является электропривод транспортного средства, у которого в качестве промежуточного звена между колесной парой и первичным двигателем внутреннего сгорания транспортного средства используется реверсивный двигатель постоянного тока двойного вращения смешанного возбуждения, соединенный с источником питания через схему управления с переключателем режимов и контактами электромагнитного реле, снабженный датчиками скольжения и работы первичного двигателя и задающим устройством, сочлененным c педалью водителя. Недостатком этого устройства являются высокая стоимость такого привода, сложность его управления, низкие энергетические показатели ввиду отсутствия режима постоянной выходной мощности генератора при изменении нагрузочной тяги, что затрудняет применение известного привода в качестве привода лебедки, а также ограничивает и другие возможности применения привода с известной схемой управления на транспортных средствах с традиционной схемой бортсети, содержащей аккумулятор и зарядный генератор с реле-регулятором. Технической задачей изобретения является упрощение конструкции электропривода и его схемы управления, снижение стоимости электропривода, повышение мощности и коэффициента полезного действия системы двигатель-генератор за счет обеспечения повышенной выходной мощности генератора в различных режимах работы электропривода, а также расширение его функциональных возможностей. Для решения поставленной технической задачи предложены варианты реверсивного электропривода лебедки транспортного средства. Первый вариант реверсивного электропривода лебедки транспортного средства содержит тяговый электродвигатель постоянного тока, переключатель режимов, электромагнитное реле, аккумулятор и синхронный генератор с реле-регулятором и отличается тем, что переключатель режимов выполнен четырехпозиционным, общая точка первого вывода питания якоря и первого вывода обмотки возбуждения электродвигателя соединена через токовую обмотку электромагнитного реле с первым контактом переключателя режимов, второй контакт которого снабжен первой клеммой для подключения внешней нагрузки, третий контакт переключателя режимов соединен с анодом разделительного диода, зашунтированного контрольной лампой, и плюсовым выводом аккумулятора ползунок переключателя соединен с катодом этого диода и плюсовым выводом выпрямителя синхронного генератора четвертый контакт переключателя режимов зашунтирован демпфирующим конденсатором и соединен с вторым выводом обмотки возбуждения электродвигателя и замыкающим контактом электромагнитного реле, соединенным с вторым выводом якоря электродвигателя, соединенным с общим проводом и минусовым выводом аккумулятора через токостабилизирующий резистор, и снабжен второй клеммой для подключения внешней нагрузки. Второй вариант реверсивного электропривода лебедки транспортного средства содержит электродвигатель постоянного тока, переключатель режимов, электромагнитное реле, аккумулятор и синхронный генератор с реле-регулятором и отличается тем, что разделительный диод зашунтирован контрольной лампой и подсоединен анодом к плюсовому выводу аккумулятора, а катодом - к плюсовому выводу выпрямителя синхронного генератора, первая пара контактов переключателя включена между первым выводом обмотки возбуждения электродвигателя и плюсовой клеммой аккумулятора, вторая пара контактов включена между вторым выводом обмотки возбуждения электродвигателя и плюсовым выводом генератора, третья пара контактов включена между вторым выводом обмотки возбуждения и якорем электродвигателя, зашунтированного демпфирующим конденсатором, четвертая пара контактов включена между якорем электродвигателя и первым выводом обмотки возбуждения, который также соединен с одной клеммой для подключения внешней нагрузки, другая клемма которой подключена к общему проводу через токостабилизирующий резистор. На фиг.1 изображена принципиальная схема заявленного реверсивного электропривода по первому варианту; на фиг.2 - принципиальная схема заявленного реверсивного электропривода по второму варианту; на фиг.3 - дана кодовая таблица состояния контактов переключателя режимов электродвигателя в соответствии с вторым вариантом изобретения; на фиг.4 - представлена диаграмма, поясняющая работу электропривода. Предлагаемый реверсивный электропривод на основе электродвигателя постоянного тока 1 с обмоткой возбуждения 2 (фиг.1) содержит четырехпозиционный переключатель режимов 3, у которого первый контакт I реверса электродвигателя соединен с общей точкой первого вывода питания обмотки якоря электродвигателя 1 и первого вывода обмотки возбуждения 2 через токовую обмотку электромагнитного реле 4. Второй вывод обмотки возбуждения 2 и четвертый контакт прямого вращения IV переключателя соединены с замыкающим контактом 5 электромагнитного реле 4, который соединен через токостабилизирующий резистор 6 с вторым выводом питания обмотки якоря электродвигателя 1. В качество токостабилизирующего резистора может использоваться мощный баретер, спираль накаливания иди транзистор с фиксированным током базы. Четвертый контакт IV переключателя зашунтирован демпфирующим конденсатором 7. Ползунок переключателя режимов соединен с катодом разделительного диода 8, зашунтированного контрольной лампой 9 и подключенного к штекерно-гнездовому разъему 10. Штекер этого разъема соединен с плюсовым выводом аккумулятора 11, а гнездо - с плюсовым выводом синхронного генератора 12, снабженного реле-регулятором 13, которое подключено к аккумулятору 11 через выключатель зажигания 14. Плюсовой вывод аккумулятора 11 через разъем 10 соединен с третьим зарядным контактом III переключателя режимов 3 и анодом разделительного диода 8. Второй контакт II переключателя имеет первую клемму 15, а замыкающий контакт электромагнитного реле имеет вторую клемму 15 для подключения внешней нагрузки к схеме энергоснабжения электропривода. С общим проводом соединены второй вывод обмотки питания якоря электродвигателя и минусовой вывод аккумулятора. Схема электропривода по второму заявленному варианту на основе электродвигателя с параллельной обмоткой возбуждения (фиг.2) содержит аналогичные элементы 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. Соответствующие контакты переключателя управляются профилированным кулачком или обмоткой реле с таблицей состояния, представленной на фиг.3, где 0 соответствует разомкнутому контакту, а 1 - замкнутому. Второй вариант заявляемого реверсивного электропривода лебедки транспортного средства содержит электродвигатель 1 постоянного тока с обмоткой возбуждения 2, переключатель режимов 3, аккумулятор 11 и генератор 12, кинематически связанный с первичным д.в.с. транспортного средства. Разделительный диод 8 схемы управления зашунтирован контрольной лампой 9 и подсоединен анодом к плюсовой клемме аккумулятора 11, а катодом - к плюсовому выводу выпрямителя синхронного генератора 12 с реле-регулятором 13. Один вывод первой пары I контактов переключателя 3 подключен к первому выводу обмотки возбуждения 2 электродвигателя 1, а его другой вывод - к плюсовой клемме аккумулятора 11. Один вывод второй пары II контактов подключен к второму выводу обмотки возбуждения 2 электродвигателя, а его другой вывод - к плюсовому выводу генератора 12. Один вывод третьей пары III контактов подключен к второму выводу обмотки возбуждения, а другой вывод третьей пары контактов - к якорю электродвигателя, зашунтированного демпфирующим конденсатором 7. Один вывод четвертой пары IV контактов подключен к якорю электродвигателя, а его другой вывод - к первому выводу обмотки возбуждения 2 и к первой клемме внешней нагрузки 15, вторая клемма которой подключена к общему проводу через токостабилизирующий резистор 6. Предлагаемый электропривод (фиг.1) работает следующим образом. Режим зарядки аккумулятора. Устанавливается при замкнутом контакте III переключателя, который шунтирует разделительный диод 8 с контрольной лампой 9, что соответствует традиционной схеме энергоснабжения бортсети, а именно при замкнутых контактах выключателя зажигания 14 обеспечивается нормальная работа реле-регулятора 13 и генератора 12 с номинальным напряжением бортсети Ua. Режим прямого вращения. После замыкания контактов прямого вращения IV переключателя режимов 3 заряд аккумулятора 11 прекращается, т.к. разделительный диод 8 оказывается смещенным в обратном направлении. При этом реле-регулятор 13 пропускает от аккумулятора в обмотку возбуждения генератора 12 максимально возможный ток, обеспечивающий предельный ток самоограничения Iг и повышение напряжения холостого хода генератора Ux. Напряжение на выходе генератора прикладывается непосредственно к последовательно соединенным обмотке возбуждения и обмотке якоря электродвигателя 1. Это напряжение Uг=Uн определяется величиной приложенной к нему механической нагрузки. При этом номинальное напряжение электродвигателя Uн выбрано в 2 раза больше, чем напряжение аккумуляторной батареи Ua. Отсюда мощность, отдаваемая генератором Pг= Uн![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8776.gif)
Формула изобретения
1. Реверсивный электропривод лебедки транспортного средства, содержащий электродвигатель постоянного тока, переключатель режимов, электромагнитное реле, аккумулятор и синхронный генератор с реле-регулятором, отличающийся тем, что переключатель режимов выполнен четырехпозиционным, общая точка первого вывода питания якоря и первого вывода обмотки возбуждения электродвигателя соединена через токовую обмотку электромагнитного реле с первым контактом переключателя режимов, второй контакт которого снабжен первой клеммой для подключения внешней нагрузки, третий контакт переключателя режимов соединен с анодом разделительного диода, зашунтированного контрольной лампой, и плюсовым выводом аккумулятора, ползунок переключателя соединен с катодом этого диода и плюсовым выводом выпрямителя синхронного генератора, четвертый контакт переключателя режимов зашунтирован демпфирующим конденсатором и соединен с вторым выводом обмотки возбуждения электродвигателя и замыкающим контактом электромагнитного реле, который через токостабилизирующий резистор соединен с вторым выводом питания якоря электродвигателя и минусовым выводом аккумулятора, соединенными с общим проводом, и снабжен второй клеммой для подключения внешней нагрузки. 2. Реверсивный электропривод лебедки транспортного средства, содержащий электродвигатель постоянного тока, переключатель режимов, электромагнитное реле, аккумулятор и синхронный генератор с реле-регулятором, отличающийся тем, что разделительный диод зашунтирован контрольной лампой и подсоединен анодом к плюсовому выводу аккумулятора, а катодом - к плюсовому выводу выпрямителя синхронного генератора, первая пара контактов переключателя включена между первым выводом обмотки возбуждения электродвигателя и плюсовой клеммой аккумулятора, вторая пара контактов включена между вторым выводом обмотки возбуждения электродвигателя и плюсовым выводом генератора, третья пара контактов включена между вторым выводом обмотки возбуждения и якорем электродвигателя, зашунтированного демпфирующим конденсатором, четвертая пара контактов включена между якорем электродвигателя и первым выводом обмотки возбуждения, который также соединен с одной клеммой для подключения внешней нагрузки, другая клемма которой подключена к общему проводу через токостабилизирующий резистор.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4