Электромеханическая передача

 

О П И С А п И Е

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву р 944003 (22) Заявлено 050181 (21) 3230012/24-0

Р М Кп з

Н 02 К 51/00 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Государственный номнтет с сс р но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.01.83. Бюллетень Ио 2 (33) УДК б21. 313 (,088 ° 8) Дата опубликования описания 1501.83 (72) Автор изобретения ие, т

Б.A.ËàáêîBñêèé

Ижевский сельскохозяйственный институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

Изобретение относится к электромеханическим передачам с индукционным тормозом и муфтой, и механическим дифференциалом, и может быть использовано для регулирования частоты вращения производственных механизмов.

По основному авт. св. Р 944003 известна электромеханическая передача, содержащая индукторы муфты и тор- 1О моза с обмотками возбуждения и П-об-. разными магнитопроводами, якоря индукционной муфты и тормоза, ведущий; ротор, установленный. между якорем индукционной муфты и ее индуктором, состоящий из двух ведущих ферромагнитных йоловин,с изоляционной проставкой между ними, ведущий вал передачи, соединенный с первым центральным колесом дифференциала, ведомый аал передачи, соединенный с якорем индукционной муфты, водило, соединенное с одним из элементов муфты, дополнительную зубчатую передачу.

Электромеханическая передача снабжена также двумя дополнительными индук-25 торами с обмотками возбуждения, зубчатым якорем, дополйительным. ведущим ро ором и зубчатым якорем, соединенные с основным индуктором и якорем, при этом основной и дополнительны1с ЗО зубчатые якоря жестко связаны между собой, дополнительный индуктор соединен с одним иэ зубчатых колес дополнительной передачи, второе зубчатое колесо которой соединено с вторым центральным колесом дифференциала, основной ведущий ротор соединен с водилом, а обращенные друг к другу полюсные выступы П-образных магнитопроводов снабжены зубчатыми, при этом проставки ведущих роторов размещены в зоне между зубчатыми магнитопроводов (1 j.

Однако известное устройство имеет недостаточный КПД.

Пель изобретения — повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено управляемой муфтой сцепления, полумуфты которой закреплены на двух центральных колесах дифференциала.

На фиг. 1 схематически изображена предложенная электромеханическая передача; на фиг. 2 - фаэовая плоскость, отображающая работу передачи.

Электромеханическая передача содержит ведущий вал, на котором закреплено первое центральное колесо

1 зубчатого дифференциала, имеющего второе центральное колесо 2 и водило

989700 f5 015

I (+ 0 <50 — "- 15 40 150 где м — частоты вращения якорей

4 и 15.

Состояние дифференциала, т.е ° частоты вращения его звеньев, может быть определено какой-либо точкой, принадлежащей отрезку СК (фиг. 2), так как,частоты вращения звеньев дифференциала связаны линейной зависи- . 50 мостью

С УЧетом приведенных уравнений получим

< Y M (1U(NwM ) 1()

1 Мц) <50 /

Но левая часть одного из приведенных уравнений представляет собой сум:марные относительные потери в обоих индукционных элементах, которые.при определенных условиях равны единице и достигают нулевого значения при %4 "15

+ =1, "-М0 где и — относительная частота враще

40 ния якоря 4 при неподвижном водиле 3;

1150- относительная частота вра-. щения якоря 15 при неподвиж, ном центральном колесе 2.

При требуемой малой частоте (зо= на 1 на фазовой плоскости фиг. 2) вращения ведомого вала обмотки возбуждения 11 включаются с одинаковым

u=-u„=

1 4 ш40 Ш150

При этом изображающая точка на фазовой плоскости совпадает с точкой A (Фиг. 2), с точкой Пересече- ния отрезка СК с отрезком ОВ, совпадающим с биссектрисой угла СОК.

3. Водило 3 связана с якорем 4 ин- направлением токов. это приводит к дукционной муфты, состоящим из двух -работе первого индукционного элеменферромагнитных частей, соединенных та в режиме муфты, при котором якорь в средней части немагнитопроводным 4 увлекает за собой сердечник б кольцом. Немагнитопроводное кольцо (ведомый вая)

5 установлено также на торце якоря. 5 . Обмотки 14 второго индукционного

Сердечник б, посаженный на ведо-, элемента также в этом режиме включамом валу передачи, имеет зубцы, являю- ются согласно, что приводит к работе щиеся полюсами муфты. Неподвижный и второго индукционного элемента в магнитопровод состоит из корпуса 7, режиме муфты, при этом якорь 15 увимеющего зубцы 8,.два кольца 9 без )0 лекает за собой сердечник 17 (ведозубцов в воздушном зазоре и немагни мый вал) .) топроводное кольцо 10. В корпусе Ус" допустим, что состояние дифферентановлены две обмотки возбуждения циала на фазовой плоскости при этом

).1 ° В этом же корпусе установлены де .изображается точкой с(° Тогда относитали второго индукционного элемент 15 тельное скольжение (разность) часкольца 12 без зубцов в воздушном за- )тот вращения якоря 4 и сердечника б, зоре, зубцы 13 и обмотки возбуждени." деленная на частоту вращения веду14. Второй индукционный элемент име- щего вала передачи;в первом индукет, кроме того, якорь 15 имеющий ционном элементе равна У (фиг. 2). немагнитопроводное кольцо в средней

Относительное же скольжение во части и немагнитопровоДное кольцо втором индукционном элементе равно

16 на торце, сердечник 17, закреп- . у . Соотношение между у и у усленный на ведомом валу передачи и

4 отделенный от сердечника и немагнито- танавливается При условии равновесия проводным кольцом 18 . Якорь 15 свя-. дифференциала, которое сводится к зан конематически со вторым централь-25 условию равенства: относительного ным кольцом дополнительной передачей момента на якоре 4

19. На двух центральных колесах 1 и M

2 дифференциала установлены полу4 муфты муфты сцепления 20. 40

ЗлектромеханическаЯ передача Ра- -ЗО относительного момеита на якоре ботает следующим образом.

Необходимо обеспечить малые часто- ю ты вращения ведомого вала передачи, „0 определяемые передаточным отношением

1 1 50 равным отношению частоты вращения (5 где м и м — соответственно момен-

1 1 15 ведомого вала передачи к частоте ты на якорях 4 и 15;

II вращения ведущего вала. Уровень U M — момент на ведущем ва4 показан на фазовой плоскости (фиг. 2) лу передачи. координатами и>14и ю15 Из подобия треугольников СОК и

4О 4-NK устанавливаются

О) . 989700

Действительно, из подобия треугольников СОК н АА<К-гледуеТ

Я ЮО 4 !

Й40 ЮО откуда

Таким образом, первая зона-работы, передачи ограничивается передаточным отношением U КПД в этой зоне изменяет. ся в соответствии с одним из приведенных 15 уравнений.

При стремлении увеличить частоту вращения ведомого вала сверх значения, определяемого передаточным отношением Пд,обмотки возбуждения 20

11 включают встречно друг дРУгу. Это приводит к работе первого индукционного элемента в режиме тормоза, а второго — в режиме муфты (зона 2, работы передачи на фиг. 2/. 25

При передаточном отношении U=U+ (фиг. 2) получим неподвижный якорь

4 и цолную синхронизацию вращения якоря 15 и сердечника 17 (ведомого вала). КПД передачи.в этом режиме 30 достигает единицы.

При стремлении увеличить частоту вращения ведомого вала сверх значения,- определяемого передаточным отношением USt обмотки возбуждения

11 включают согласно, а обмотки возбуждения 14 — встречно друг другу. При этом.йервый индукционный элемент работает в режиме муфты, а второй — в режиме тормоза. При передаточном отношении U= Бс(фиг.2) полу- 40 чим неподвижный якорь 15 и полную синхронизацию якоря 4.и сердечника б, (ведомого вала).

Четвертая ступень работы электроме ханической передачи достигается при 45 включении муфты 20 и согласном вклю-

;чении обмоток возбуждения 14 второго .индукщюнного элемента, что приводит, к работе второго индукционного эле-. мента в режиме муфты, обмотки возбуж- 50 дения 11 при этом обесточены. Но при включении муфты 20 весь зубчатый дифренциал блокируется (т.е. все центральные звенья дифференциала вращаются с одной скоростью).

При этом вращение со звена 2, имеющего частоту вращения ведущего вала через зубчатую передачу 19 и через второй индукционный элемент, содержащий обмотки возбуждения 14, якорь

15 и сердечник 17, работающий в режиме муфты, передается на ведомый вал.

Пятая ступень в работе электромеханической передачи достигается при отключении обмоток возбуждения

14, согласном включении обмоток возбуждения 11, что приводит к работе первого индукционного элемента в режиме муфты, и включении муфты 20.

В этом случае вращение со звена

3, имеющего скорость ведущего вала через первый индукционный элемент, содержащий якорь 4 и сердечник В, работающий в режиме муфты, передается на.ведомый вал.

Введение в систему простейшей управляемой муфты сцепления позволяет, по сравнению с прототипом, увеличить .число эон высоких значений КПД с трех до пяти, что позволяет увеличить наименьшее значение КПД при диапазоне регулирования Д, на величину

Так, при Дт.4 д (0,10.

Формула изобретения т

Электромеханическая передача rio авт ° св. 9 944003, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения КПд, она снабжена управляемой муфтой сцепления, полумуфты которой закреплены на двух центральных колесах дифференциала.

Источники информации, ,принятйе во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 944003, кл. Н 02 К 51/00, 1980.