РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 1999 года по МПК H02K17/30 H02P7/38 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для производства электроприводов повышенной надежности и высоким КПД.

Известен регулируемый электропривод, состоящий из электродвигателя, ротор и статор которого выполнены вращающимися, связанными между собой через планетарный редуктор, содержащий водило, жестко связанное с выходным валом, скорость и направление вращения которого изменяется, и подтормаживающего устройства, выполненного в виде двухсекционного фрикционного дискового тормоза, подвижные части которого связаны соответственно одна со статором, а другая - с ротором и содержащего общий возвратно-перемещающийся кулачок, под воздействием которого сжимаются диски [1].

Указанный регулируемый электропривод обладает следующими недостатками:
- т. к. подтормаживающее устройство выполнено в виде фрикционного тормоза, то имеет место проскальзывание при колебаниях и набросах нагрузки;
- кулачок не может воздействовать на фрикционные диски подтормаживающего устройства в зависимости от нагрузки на выходном валу;
- управление поджатием дисков подтормаживающего устройства осуществляется вручную.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности предлагаемого изобретения является регулируемый электропривод, содержащий электродвигатель, регулятор скорости, состоящий из двух аксиально-поршневых гидромашин, соединенных между собой распределительным диском с двумя дугообразными окнами, разделенными уплотнительной перегородкой, и механический задатчик скорости [2].

Основными недостатками вышеназванного привода являются:
- невысокая эксплуатационная надежность;
- выход из строя приводного электродвигателя при стопорении выходного вала.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности электропривода при экстремальных нагрузках. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в том, что электродвигатель во всем диапазоне изменения нагрузки на выходном валу работает без перегрузки.

Для решения поставленной задачи в известном электроприводе, содержащем электродвигатель, регулятор скорости, состоящий из двух аксиально-поршневых гидромашин, соединенных между собой через распределительный диск с двумя дугообразными окнами, разделенными уплотнительной перегородкой, и механический задатчик скорости, между электродвигателем и регулятором скорости дополнительно вводится дифференциальный механизм, саттелиты которого жестко соединены с валом электродвигателя. Одно центральное колесо указанного механизма соединено с выходным валом электропривода, на котором закреплен блок цилиндров одной гидромашины. Второе центральное колесо соединено с полым валом, на котором закреплен блок цилиндров другой гидромашины. Полый вал установлен соосно на выходном валу с возможностью независимого вращения. Наклонные диски указанных гидромашин соединены между собой тягами так, что при максимальном угле наклона относительно вала наклонного диска одной гидромашины наклонный диск другой гидромашины находится в положении, перпендикулярном оси вала. Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. Задатчик скорости выполнен в виде рычага, соединенного с наклонным диском одной из гидромашин.

Отличительными признаками от наиболее близкого аналога являются следующие:
- дифференциальный механизм, установленный между электродвигателем и регулятором скорости;
- его саттелиты жестко соединены с валом электродвигателя, одно центральное колесо указанного механизма соединено с выходным валом электропривода, на котором закреплены блок цилиндров одной гидромашины, а второе центральное колесо соединено с полым валом, на котором закреплены блок цилиндров другой гидромашины;
- полый вал установлен соосно на выходном валу с возможностью независимого вращения;
- наклонные диски указанных гидромашин соединены между собой тягами так, что при максимальном угле наклона относительно вала наклонного диска одной гидромашины, наклонный диск другой гидромашины находится в положении, перпендикулярном оси вала;
- дополнительный задатчик скорости в виде рычага соединен с наклонным диском одной из гидромашин и сблокирован с механическим задатчиком скорости.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 показан общий вид предлагаемого регулируемого электропривода; на фиг. 2 - распределительный диск с двумя дугообразными окнами.

Регулируемый электропривод состоит из электродвигателя 1, дифференциального механизма 2, сателлиты 3 которого через водило 4 жестко соединены с валом 5 электродвигателя 1.

Центральное колесо 6 соединено с выходным валом 7 электропривода, а второе центральное колесо 8 закреплено на полом валу 9, который соосно установлен на валу 7.

Регулятор скорости состоит из двух аксиально-поршневых гидромашин 10 и 11.

Блок цилиндров 12 гидромашины 10 закреплен на выходном валу 7 электропривода.

Блок цилиндров 13 гидромашины 11 закреплен на полом валу 9.

Блоки цилиндров 12 и 13 соединены между собой через распределительный диск 14, в котором выполнены два дугообразных окна 15, выполняющих функции всасывающих и напорных линий. Между дугообразными окнами 15 выполнены уплотнительные перегородки 16.

Наклонный диск 17 гидромашины 10 через тягу 18 соединен с наклонным диском 19 гидромашины 11. На выходном валу 7 установлен механический задатчик скорости 20.

Дополнительно к механическому задатчику скорости 20 можно ввести ручное управление в виде рычага 21, соединенного, например, с наклонным диском 17. Рычаг 21 через тягу 22 сблокирован с механическим задатчиком скорости 20.

Регулируемый электропривод работает следующим образом.

Перед запуском электродвигателя 1 наклонные диски 17 и 19 гидромашин 10 и 11 рычагом 21 или предварительной настройкой механического задатчика скорости 20, в зависимости от режима работы, устанавливается в определенное положение, необходимое для получения нужного числа оборотов на выходном валу. Внутренние полости гидромашин заполнены рабочей жидкостью. При работе момент вращения вала 5 электродвигателя 1 через центральные колеса 6 и 8 дифференциального механизма 2 передается на валы 7 и 9. При этом гидромашина 11, блок цилиндров 13 которой установлен на дополнительном валу 9, получая через дифференциальный механизм 2 часть мощности от вала электродвигателя, перекачивает рабочую жидкость в гидромашину 10, установленную на основном валу 7. Гидромашина 11 является регулируемым аксиально-поршневым насосом, а гидромашина 10 - регулируемым аксиально-поршневым двигателем. Подача рабочей жидкости регулируется и зависит от углов наклона наклонных дисков 17 и 19. Из нагнетательной полости гидромашины 11 через одно дугообразное окно 15 в распределительном диске 14 рабочая жидкость поступает в одну часть цилиндров гидромашины 10, а из другой его части через другое дугообразное окно 15 в распределительном диске 14 возвращается во всасывающую полость гидромашины 11. Таким образом, непрерывно циркулируя во время работы электропривода, рабочая жидкость с запасом энергии, полученной в гидромашине 11, и отдав энергию гидромашине 10, возвращается обратно.

При увеличении нагрузки на выходном валу выходной вал с закрепленной на нем гидромашиной замедляет скорость своего вращения, а гидромашина, установленная на дополнительном валу, увеличивает скорость своего вращения, расходуя полученную от электродвигателя мощность через другую гидромашину на увеличение вращающего момента на выходом валу электропривода.

В случае же полной остановки выходного вала электропривода под воздействием нагрузки приводной электродвигатель не испытывает значительного увеличения нагрузки на своем выходном валу.

Благодаря установке дифференциального механизма 2 между электродвигателем 1 и гидромашинами 10 и 11 при любых стохастических нагрузках на выходном валу 7 электропривода скорость вращения и вращающий момент электродвигателя 1 остаются постоянными.

Таким образом, реализация предлагаемого изобретения позволит получить надежный и долговечный регулируемый электропривод с высоким КПД за счет исключения перегрузки электродвигателя.

Литература.

1. А.с. СССР N 319996, H 02 K 17/32, 1971 - 3 стр.

2. А. А. Угинчус. Гидравлика и гидравлические машины. Харьков. Изд-во Харьковского университета, 1970, с. 342-343.

Использование в производстве электроприводов повышенной надежности и высоким КПД. Регулируемый электропривод содержит электродвигатель, регулятор скорости, состоящий из двух аксиально-поршневых гидромашин, соединенных между собой через распределительный диск с двумя дугообразными окнами, разделенными уплотнительной перегородкой, и механический задатчик скорости. Между электродвигателем и регулятором скорости установлен дифференциальный механизм, саттелиты которого жестко соединены с валом электродвигателя, одно центральное колесо указанного механизма соединено с выходным валом электропривода, на котором закреплен блок цилиндров одной гидромашины, а второе центральное колесо соединено с полым валом, на котором закреплен блок цилиндров другой гидромашины, причем полый вал установлен соосно на выходном валу с возможностью независимого вращения, наклонные диски указанных гидромашин соединены между собой тягами так, что при максимальном угле наклона относительно вала наклонного диска одной гидромашины наклонный диск другой гидромашины находится в положении перпендикулярном оси вала. Технический результат заключается в получении надежного и долговечного регулируемого электропривода с высоким КПД за счет исключения перегрузки электродвигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Регулируемый электропривод, содержащий электродвигатель, регулятор скорости, состоящий из двух аксиально-поршневых гидромашин, соединенных между собой через распределительный диск с двумя дугообразными окнами, разделенными уплотнительной перегородкой, и механический задатчик скорости, отличающийся тем, что между электродвигателем и регулятором скорости установлен дифференциальный механизм, саттелиты которого жестко соединены с валом электродвигателя, одно центральное колесо указанного механизма соединено с выходным валом электропривода, на котором закреплен блок цилиндров одной гидромашины, а второе центральное колесо соединено с полым валом, на котором закреплен блок цилиндров другой гидромашины, причем полый вал установлен соосно на выходном валу с возможностью независимого вращения, наклонные диски указанных гидромашин соединены между собой тягами так, что при максимальном угле наклона относительно вала наклонного диска одной гидромашины наклонный диск другой гидромашины находится в положении, перпендикулярном оси вала. 2. Регулируемый электропривод по п.1, отличающийся тем, что в нем дополнительно установлен задатчик скорости в виде рычага, соединенного с наклонным диском одной из гидромашин и сблокированного с механическим задатчиком скорости.