Униполярная электрическая трансмиссия

 

УНИПОЛЯРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ, содержащая индуктор с двумя разнесенными по оси катушками возбуждения и общим полюсом между ними и два установленные на входном и выходном валах якоря, токоведущие части которых электрически соединены между собой через подвижные электрические контакты, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения удельных массогабаритных показателей устройства, один из якорей выполнен по крайней мере из двух изолированных одна от другой токовэдущих частей , одна из которых размещена против общего полюса, причем контакты .@ расположены на ее периферийной части. 15 /7 12 /5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

fl л (21) 3359281/24-07 (22). 26.10.81 ,(46) 23.09.83. Бюл. В 35

9 11 Щ 15 17 f2 t3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (72) Б.A.Áàçàðíîâ, .Б.Б.Метлин и Н.Н. Попов (71) Московский ордена Ленина авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (53) 621. 313 ° 292(088.8) (56) 1. Патент Японии 9 50-22650, кл. 53А324, опублик. 01.08.75.

2. "Униполярные электрические машины". Доклады конференции. М изд-.во ."Информэлектро", март 1969, с. 14 (прототип).

ÄÄSUÄÄ 1043799 А

3(50 Н 02.К 51. 00; Н 02 К 31 00 (54)(57) УНИПОЛЯРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

ТРАНСМИССИЯ, содержащая индуктор с двумя разнесенными по оси катушками возбуждения и общим полюсом между ними и два установленные на входном и выходном валах якоря, токоведущие части которых электрически соединены между собой через подвижные электрические контакты, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью уменьшения удельных массогабаритных показателей устройства, один из якорей выполнен по крайней мере из двух изолированных одна от другой токоведущих частей, одна из которых размещена против общего полюса., причем контакты расположены на ее периферийной части. ®

1043799

Конструкция униполярной электрической трансмиссии, выполненной по, примеру фиг. 1, имеет меньшие потери на трение .в системе подвижных электрических контактов по сравнению с конструкцией, выполненной по примеру фиг. 2, так как подвижный электрический контакт 10 расположен на осн устройства в зоне малых относительных скоростей перемещения якоря 1 и части 3 другого якоря.

Магнитная система нндуктора униполярной электрической трансмиссии может быть выполнена без ферромагнитного,магнитопровода и со сверх- или гиперпроводниковыми катушками возбуждения. При этом якори 1 и 2, 3 трансмиссии могут .быть выполнены из немаггитных материалов.

В силу действия принципа обратимости в электрических машинах униполярная электрическая трансмиссия может передавать вращение и момент от первичного двигателя к исполнительному механизму как в направлении от вала 5 к валу 7, так и наоборот.

Вал, соединяемый с первичным двигателем, будет входным валом, а вал, соединяемый с исполнительным

Изобретение относится к электри-. ческим машинам, в особенности к униполярным элек."рическим трансмиссиям, работающим по схеме генератордвягатель. Предпочтительная область применения — стационарные установки и транспортные средства с электрическим приводом.

Известйа униполярная система генератор-двигатель, содержащая общую систему возбуждения для генератора 1О и двигателя. Якори генератора и двигателя имеют ряд контактных колец н соединены между собой посредством полых цилиндрических шин. Система обеспечивает широкий диапазон pery- 15 лировки частоты вращения и момента двйгателя (1 ).

Недоста-.ками системы являются механическое ступенчатое регулирование частоты вращения и момента дви- 2О гателя, а также неполное использование магнитного потока. При этом данная система имеет высокие удельные массогабаритные показатели.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является конструкция униполярной системы генератор-двигатель, содержащая индуктор с двумя разнесенными по оси катушками возбуждения и общим полюсом между ними и два якоря, токоведущне части которых электрически соединены между собой через подвижные электрические контакты и которые укреплены соответственно на выходном и входном валах.

Известная конструкция обеспечивает в широком диапазоне плавное регулирование частоты вращения и момента двигателя (2 $.

Однако из-за неполного использо- 40 вания магнитного потока известная система также имеет высокие удельные массогабаритные показатели.

Цель изобретения — уменьшение . удельных массогабаритных показателей 45 при сохранении диапазона частоты вра- щения и момента двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в униполярной трансмиссии, содержащей индуктор с двумя Разнесен- 5О ными по оси катушками возбуждения и общим полюсом между ними и два якоря, токоведущие, части которых электрически соединены между собой через подвижные электрические контакты и которые укреплены соответственно на входном и выходном валах, один из якорей выполнен по крайней мере из двух. изолированных одна от другой токоведущих частей, одна из которых размещена против общего полюса, 60 причем контакты расположены на ее периферийной части.

Благодаря существенным отличиям обеспечивается снижение удельных массогабаритных показателей. 65

На фиг. 1 показан пример конкретной реализации изобретения с осевым и периферийными подвижными электрическими контактами, на фиг. 2 — пример конкретной реализации изобретения со всеми периферийными контактами.

Устройства имеют два вращающихся якоря, выполненных из ферромагнитных материалов. Один якорь 1 цельный, другой состоит из двух частей 2 н 3, скрепленных между собой через электроизоляцию 4. Якорь 1 посажен на вал 5, установленный в подшипники 6.

Части 2 и 3 другого якоря посажены на вал 7, установленный в подшипники 8. Якори. трансмиссии электрически соединены между собой через подвижные электрические контакты

9-13 и. токоведущие шины 14 и 15.

Части 2 и 3 электрически соединены между собой последовательно. Якорь 1 и части 2 и 3 другого якоря помещены в магнитную систему индуктора, состоящего (для удобства сборки и разборки) из трех ферромагнитных элементов 16-18 и двух катушек 19 и 20 возбуждения. Элемент 17, расположенный между катушками возбуждения, является общйм полюсом, так как через него замыкаются магнитные потоки от обеих катушек возбуждения.

В конструкции по примеру фиг. 2 элементы 16 и 18 индуктора крепятся к щиткам 21 и 22, изготовленным из немагнитного материала. В этом случае части 2 и 3 якоря могут быть электрически соединены параллельно.

1043799

Составитель A. Трепутнева

Редактор A. шандор Техред T,Ôàíòà Корректор А. Ференц

Заказ 7354/59 Тираж б87 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 механизмом, выходным. Если вращение передается от вала 5 к валу 7, то,. якорь 1 является якорем генератора, а части 2 и 3 якорем двигателя. Если ,же вращение передается от вала 7 к валу 5, то якорь 1 будет якорем . двигателя, а части 2 н 3 якорем ге- нератора.

Работа униполярной электрической трансмиссии поясняется для случая передачи вращения от вала 5 к валу 7. 10

От первичного двигателя посред-: ством входного вала 5 якорь 1 генератора приводится во вращение. Катушки 19 и 20 возбуждения подключаются к источнику постоянного тока и. созда- 15 ют магнитные потоки, проходящие через части 1, 2 и 3 якоря. При этом между подвижными электрическими контактами генератора наводится ЭДС.

Электрический ток от этой ЭДС пос -: 20 редством.снстемы подвижных электри-: ческих контактов 9 — 13 течет по частям 2 и 3 якоря двигателя. Воздействие этого тока с магнитным потоков, пронизывающим части 2 и 3, обуслав» ливает вращение .якоря двигателя и момент на нем. Это вращение и момент через выходной. вал 7 передается к исполнительному механизму.

Регулирование частоты вращения H момента на выходном валу 7 осуществляется путем изменения величины токов в катушках возбуждения. При этом необходимый диапазон регулирования в униполярной электрической трансмиссии может осуществляться за счет . изменения тока в катушках 19 и 20 возбуждения.

При равных диапазонах регулирова-. ния частоты вращения и момента двигателя удельные массогабаритные показатели предлагаемого устройства могут быть снижены примерно на

20-ЗОВ по сравненнв с прототипом. это обусловлено полным использованием магнитного потока в предлагаемом устройстве.