Электромеханическая передача Советский патент 1981 года по МПК H02K49/00 H02P15/00 

(54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

1

Изобретение относится к электрическим машинам/ а именно электромеханическим передачам с электромагнитной муфтой и механическим дифференциалом и может быть использовано для регулирования вращакядегося момента и скорости движения механизмов .

Известны электромеханические передачи, содержащие электромагнитную муфту и механический дифференциал fj

Наиболее близкой к предлагаемой является электромеханическая передача, содержащая регулируемую электромагнитную муфту с обмоткой возбуждения и двумя полумуфтами, датчик скорости, ротор которого соединен с выходным передачи, механический дифференциал, одно из центральных колес которого соединено с входным валом передачи и ведущей полумуфтой, другое центральное колесо с ведомой полумуфтой, а водило - с выходным валом передачи 2

Данное техническое ре1т1ение наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

В данных передачах часть мсяаности двигателя передается к нагрузке через муфту, вторая часть - непосредственно через дифференциал, благодаря чему размеры и вес муфты уменьшены в сравнении с простыми электрсмагнитными муфтами.

Недостаток таких передач - низкие КПД в нижней части диапазона регулирования, что обусловлено равенством вращаищих моментов на вход0ном и выходнс 4 валах передачи, так как при передачи мощности момент не трансфО1Яи(Ируется.

Цель изобретения - повышение передаваемой моп йости и КПД пере5дачи в нижнем диапазоне регулирования скорости валов передачи.

Поставленная цель достигается тем, что датчик скорости снабжен неподвижными рабочей и измеритепьной

0 обмотками, размаценннми на магнитопроводе и вторь зубчатым ротором, установленньол концентрично первому в воздушном зазоре магнитопровода и связанным с валом передачи, изме5рительная обмотка датчик через вентиль подключена к обмотке возбуждения муфты.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой передачи, 0 разрез; на фиг. .2 - разрез А-А на

фиг. 1; на фиг. 3 - кривые завиеи-мости КПД и отношения вращающих моментов на выходном и входном валах в функции относительной частоты вращения выз дного вала в сравнении с теми же зависимостями известных передач (показаны штриховьоад линиями) ; на фиг. 4 - кривая изменения тока в обмотке возбуждения муфты в функции времени.

Электромагнитная передача содерж управляемую электромагнитную муфту, например индукционную, с ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтами, механический дифференциал, размещенный вн ри полумуфты 2, одно из центральных колес 3 которого жестко соединено с входным валом 4 и маховиком 5, другое центральное колесо б - полумуфтой 2, а водило 7 - с выходнш « валом 8 передачи. Сателлиты 9 сцеплены с центральными зубчатыми колесами 3 и б. Полумуфта 1 жестко соединена с маховиком 5, содержит зубцы-полюса и обмотку 10 возбуждения, соединенную с источником 11 питания постоянного тока через контактные копьца 12, вентиль 13 и регулируемое сопротивление 14.

Датчик скорости содержит неподвижный стаканообразный статор 15, внутри которого расположены зубчатые роторы 16, 17 и кольцевые обмотки - рабочая 18 и измерительная 19. Ротор 16 соединен с валом 8, а ро тор 17 - с полумуфтой 1 через полый вёш 20, на котором закреплены контактные кольца 12. Измерительная обмотка 19 датчика скорости соединена с обмоткойЮ муфты через вентиль 21, а обмотка 18 - с источником 11 через регулируемое сопротивление 22. На фиг. 3 кривая 23 кривая КПД, 24 - предлагаемое силов передаточное отношение, а 25 и 26 известное.

Проходящий через обмотку 18 ток создает в магнитопроводе датчика скрости магнитный поток, силовые линии которого охватывают витки обмотки 19, проходя через зубцы роторов 16, 17 и статора 15 (силовые линии показаны на фиг. 1 пунктирной линией) , При асинхронном вращении ротсров 16, 17 магнитное сопротивление участка цепи между статораи ш 15 и зубцами ротора 16 изменяется, в результате изменяется и магнитный поток, охватывающий витки обмотки 19. .Изменяющийся поток индуктирует в витках обмотки 19 переменное напряжение, частота и амплитуда которого пропорциональны разности часто вращения роторов 16, 17.

При отсутствии тока в обмотке 10 муфты и вращении ведущего вала-предачи 4 двигателем в маховике 5 аккумулируется кинетическая энергия При этом мощность на выходной вал 8

не передается, нагруженный рабочим механизмом он стоит на месте, а ведомая полумуфта 2 вращается в противоположном входному валу 4 направлении. Ротор 17 датчика скорости, соединенный с полумуфтой 1, вращается совместно с входным валом 4.

При подаче напряжения на обмотку 1В датчика скорости и обмотку 10 муфты через последнюю, соединенную с обмоткой 19 через вентиль 21, проходят однополярные импульсы тока и постоянный ток, ведомая полумуфта 2 тормозится, при этом, если момент сопротивления на полумуфте 2 больше момента двигателя, тормозится и маховик 5 во время действия импульса тока, а выхЬдной вал 8 начинает вращаться. Аккумулированная в махойике 5 энергия при торможении передается на полумуфту 2, повышая на ней момент,и момент трансформируется.

Максимальное значение трансформируемого момента определяется величиной предельного крутящего, момента, который может передать муфта во время действия импульса тока, и моментом инерции маховика 5, ведущей полумуфть 1 и приведенных к ним деталей двигателя, и определяется выражением

VH- P-Hгде среднее значение импульса

вреицакядегося момента на ведомой полумуфте 2; My,- вращающийся момент на входном валу 4 передачи; по -М® инерции маховика 5, ведущей полумуфты 1 и приведенных к. ним детсшей двигателя ; UCO - изменение угловой частоты

вращения вала за время.действия импульса тока; ut время действия импульса тока.

Энергия от маховика Б на полумуфту 2 при торможении передается частично, во время паузы она восстанавливается под действием вращающегося момента двигателя.

Мснцность от двигателя передается двумя каналами: через муфту на центральное колесо 6 и непосредственно от двигателя на .центральное колесо 3. На водиле 7 эти мощности суммируются и передёиотся на вал 8. В результате импульсной трансформации момента действующее значение его на полум уфте 2 повышается, повьоцается и передаваемая через муфту мощность, а, следовательно, мощность на выходе передачи и КПД повышаются.

С изменением амплитуды импульсов тока величина трансформируемого момента изменяется, при увеличении частоты вращения выходного вала 8 его значения уменьшаются, так как амплитуда импульсов тока пропорциональна разности частот вращения валов передачи. Изменением тока в обмотке 18 осуществляется регулирование транс.формируемого момента, его максимального значения, а в обмотке 10 от источника 11 - регулирование передаваемого муфтой момента в верхнем диапазоне частот вращения.

Вентиль 13, включенный цепь обмотки 10, 1 епятствует прохождению импульса тока через источник 11 и обмотку 18 тахогенератора.

Зависимость КПД (фиг. 3, кривая -23) и силового передаточного отношения (фиг. 3, кривая 24) от относительной частоты вращения ведомого вала переда«1и показывает, что в нижнем диапазоне регулирование КПД (фиг. 3, прямая 25) и вращаквдий момент (фиг. 3, прямая 26) больше, чем в известных передачах.

Измерительная обмотка 19 датчика скорости мохет быть соединена через вентиль 21 с усилителем мощности, а через него с обмоткой 10 муфты, при этом габариты датчика скорости уменьшаются, так как мсяцность, потребная для управления усилителем, незначительна.

Использование-изобретения позволяет увеличить КПД передачи и регу.лировать величину трансформируемого

y-v

момента в зависимости от частоты вращения валов передачи./

Формула изобретения Электромеханическая передача, содержащая регулируемую электромагнитную муфту с обмоткой возбуждения и двумя полумуфтами, датчик скорости, ротор которого соединен с выходным валом передачи, блок регулирования возбуждения муфты, механический дифференциал, одно из центральных колес

O которого соединено с входным валом передачи и ведущей полумуфтой, другое центральное колесо - с ведоюй полумуфтой, а водило - с выходным валом передачи, отличающа5яся тем, что, с целью повышения передаваемой мощности и КПД передачи в нижнем диапазоне регулирования скорости валов передачи, датчик скорости снабжен неподвижными рабочей

0 и измерительной обмотками, размацеиными на магнитопроводе, и вторым зубчатым ротором, установленным коицентрично первому в воздушном зазоре магнитопровода и связанным с входным валом передачи, измерительная обмот5ка датчика через вентиль подключена к обмотке возбуждения муфты. .

Источники информеЩии, принятые во внимание при экспертизе

0 J.87459, кл. Н 02 К 49/00, 1964.

в

Фиг.1