Электромеханическая передача

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик РМУ ВИДЕТЕ ДЬСТВУ(51)М. Кд,Н 02 К 51 оединением заявк дарственных каинтвт СССР(23) П риорнтет ав рвте Опубликовано 1,82. Бюллетень2 хры ата опубликован описания 15.0 ВВ, фоки 2) Авторы изобретени Б, А. Лабковский ственный институт 1 Заявит) ЭЛЕКтРОМЕХА ЧЕСКАЯ ПЕРЕ граности. эле-,0 ниче Крои мент не и домоередача имеетональные возм нако эта ные функц того, ус ми механи зволяет о о вала. ановка между е мов свободного уществить реве да ве(6 ) Дополнительное к ав Ижевский сельскохозя Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электромеханическим передачам с индукцион" ным тормозом, муфтой и механическим дифференциалом, и может быть исполь" зовано для регулирования частоты вра 5 щения производственных механизмов.Известна электромеханическая передача, содержащая индукционный тормоз и муфту, снабженную ведущим и ведомым роторами, и механический дифференциал, одно из центральных колес которого соединено с ведущим валом передачи и ведущим ротором муфты, другое центральное колесо - с ротором тормоза, а водило - с ведомым валом передачи и ведомым ротором муфты 1.Электромеханическая передача этого типа имеет лищьдве эоны вы сокого значения КПД.Наиболее близкой к предлагаемой является электромеханическая передача, содержащая муфту с ведущим и ведомым роторами, тормоз с ротороммеханический дифференциал и зубчатую передачу, индукторы муфты итормоза установлены неподвижно накорпусе передачи и снабжены обмотками возбуждения, размещенными вкольцевых магнитопроводах, ведущийротор муфты соединен с одним из звеньев механического дифференциала,ведомый зубчатый ротор муфты связан с ведомым валом передачи, ведущий вал передачи соединен с первым центральным колесом дифференциала, ведущий ротор муфты выполнениз двух ферромагнитных кольцевыхчастей, соединенных немагнитнойвставкой 23.3 944 ЬОЦель изобретения - расширениефункциональных воэможностей,Поставленная цель достигаетсятем, что передача снабжена дополнительной муфтой и тормозом, установленным соосно с основными тормозоми муфтой и аналогичными им по конструкции, при этом ведомые роторымуфты и роторы тормозов объединены в один зубчатый стакан, ферро Омагнитные части каждого из ведущихроторов муфт расположены напротивсоответствующих индукторов муфт итормозов, ведущий ротор основноймуфты соединен с водилом, а ведущий ротор дополнительной муфты -с колесом зубчатой передачи, котороекинематически связано со вторым центральным колесом дифференциала, а насоседних выступах кольцевых магнитопроводов соответственно основных идополнительных муфт и тормозов выполнены зубцы.На фиг, 1 схематически изображена предложенная электромеханическаяпередача; на Фиг. 2 - фазовая плоскость, отображающая работу передачи,на фиг.3 - кривые зависимости КПД.Электромеханическая передача содержит ведущий вал 1, на котором зак- З 1реплено центральное колесо 2 Вуб"чатого дифференциала имеющего второе центральное колесо 3 и водило 4,Водило 4 связано с ведущим ротором 5индукционной муфты, состоящего из35двух кольцевых Ферромагнитных частей, соединенных в средней частинемагнитной вставкой 6, Немагнитопроводное кольцо 7 установлено также на торце ведущего ротора 5. Ведомый ротор 8 трубы с сердечником,посаженным на ведомый вал 9 передачи, имеет зубцы, являющиеся полюсами муфты. Неподвижный магнитопровод сотоит из корпуса 10 с зубцами4511, двух колец 12 без зубцов в воздушном зазоре и немагнитопроводногокольца 13. В корпусе 10 установленыдве обмотки 14 возбуждения. В этомже корпусе 10, установлены детали50второго индукционного элемента: кольца 15 беэ зубцов в воздушном зазоре,зубцы 16 и обмотки 17 возбуждения,Второй индукционный элемент имеет,кроме того, ведущий ротор 18, имеющий немагнитопроводное кольцо 6 в55средней части и немагнитопроводноекольцо 7 на торце, и ведомый ротор 19, закрепленный на ведомом ва 3 4лу 9 передачи и отделенный от ведомого ротора 8 немагнитопроводным кольцом 20, Ведущий ротор 18 связан кинематически со вторым центральным колесом 3 дополнительной зубчатой передачей 21.Электромеханическая передача работает следующим образом,Малые частоты вращения ведомого вала 9 передачи, которые необходимо обеспечить, определяются передаточным отношением Ц, т. е. отношением частоты вращения ведомого вала 9 передачи к частоте вращения ведущего вала 1 щ. Уровень 0 показан на фазовой плоскости фиг.2с координатами оз и оз , соответствующими скоростям ведущйх роторов 5 и 18 ф 5 19Ж "- - 1 Ф"=5 м, 18 ьЙЗдесь же по оси ординат откладывается относительная скорость ведомого вала 9 О. Состояние дифференциала, т.е. частоты вращения его звеньев, может быть определено какой-либо точкой, принадлежащей отрезку СКФиг.2), так как частоты вращения звеньев дифференциала связаны линейной эа" висимостью=+ - = Юф 5 1950 180где ой 0- относительная частота вра"щения ротора 5 при неподвижном водиле 4;м - относительная частота враЖОщения ротора 18 при неподвижном центральном колесе 3.При требуемой малой частоте (зона 1 на фазовой плоскости, фиг.2 ) вращения ведомого вала обмотки 14 возбуждения включаются с одинаковым направлением токов. Это приводит к ра= боте первого индукционного элемента в режиме муфты, при котором ротор 5 увлекает за собой ведомый ротор 8.Обмотки 17 второго индукционного элемента также в этом режиме включаются согласно что приводит к работе и второго индукционного элемента в режиме муфты, при котором ведущий ротор 18 увлекает за собсй ведомый ротор 19.Допустим, что состояние дифференциала на фазовой плоскости при этом изображается точкой. Тогда относительное скольжение ( разность ) частот вращения ротора 5 и ротора 8,94400 15 5деленная на частоту вращения ведущего вала 1 передачи в первом индукционном элементе равна у 5(фиг,2).Относительное скольжение во второминдукционном элементе равно у, СоОтношение между у 5 и у 1 В устанавливается иэ условия равновесия дифференциала, которое сводится к условиюравенства относительного момента нароторе 5, 1 О)Гм абоотносительного момента на роторе 18Ц= =,3)ВщвоГде И 5 и И 48- соОтветственно моменты на роторах 5 и18; 20М " момент на ведущем валу 1 передачи.Из подобия треугольников СОК и 1.ЙК устанавливаем255 190 16.С учетом уравнений (2) и (3) из уравнения 4 получаем1 зо м +м =+ "вю)- - - Щ 1950 190 Идевая часть уравнения 5 представляет собой суммарные относительные потери в обоих индукционных эле ментах которые равны единице при 0=0 и достигают нулевого значения при 3 6ным отношением 0 . КПД в этой зоне изменяется в соответствии с уравнением (, 5 ).При стремлении увеличить частоту вращения ведомого вала 9 сверх значения, определяемого передаточным отношением 0 А, обмотки 14 возбуждения включают встречно друг другу, оставляя обмотки 17 возбуждения включенными согласно друг другу, Это приводит к работе первого индукционного элемента в режиме тормоза, а второго - в режиме муфты (2-ая зона работы передачи, фиг,2).При передаточном отношении 0=0 8 (фиг.2) получаем неподвижный ротор 5 и полную синхронизацию вращения ротора 18 и ведомого ротора 19, КПД передачи в этом режиме достигает единицы (фиг.3)При стремлении увеличить частоту вращения ведомого вала 9 сверх значения, определяемого передаточным отношением 0 В, обмотки 14 возбуждения включают согласно, а обмотки 17 возбуждения встречно друг другу. При этом первьй индукционный элемент работает в режиме муфты, а второй - в режиме тормоза. При передаточном отношении 0 С(фиг.2) получаемый неподвижный ротор 18 и полную синхронизацию роторов 5 и 8. КПД передачи в этом режиме достигает единицы фиг.3Аналогично работает передача и при реверсе ведущего. вала 1 передачи,Введение в конструкцию электромеханической передачи дополнительного индукционного узла позволило расши- . рить .ее функциональные возможности,45 н:н = - --Аз 0 196При этом изображающая точка на фазовой плоскости совпадает с точкой А (,Фиг.2 ) с точкой пересечения отрезка СК с отрезком ОВ, совпад ющим с биссектрисой угла СОК. Действительно из подобий треугольников СОК и АА.1 К следуетц ш( р-А0 1 ИО откудаОА 550 1 фТаким образом, первая зона работы передачи ограничивается передаточФормула изобретения Электромеханическая передача, содержащая муфту с ведущим и ведомым роторами, тормоз с ротором, ме. ханический дифференциал и зубчатую передачу, индукторы муфты и тор" моза установлены неподвижно на корпусе передачи и снабжены обмотками возбуждения, размещенными в кольцевых магнитопроводах, ведущий ротор муфты соединен с одним из звеньев механического дифференциала, ведомый зуб" чатый ротор муфты связан с ведомым валом передачи, ведущий вал передачи соединен с первым центральным колесом дифференциала, при этом ведущий ротор муфты выполнен из двух ферро 7 944003 8 магнитных кольцевых частей, соеди-дущий ротор дополнительной муфтыненных немагнитной вставкой, о т- с колесом зубчатой передачи, которое л и ч а ю щ а я с я тем, что, с кинематически связано со вторым целью расширения функциональных воз- центральным колесом дифференциала, можностей, передача снабжена допол-а на соседних выступах кольцевых маг" нительной муфтой и тормозом, анало- нитопроводов соответственно основгичными по конструкции основной муф- ных и дополнительных муфт и тормозов те и тормозу соответственно и ус- выполнены зубцы.тановленными соосно с ними, при этомведомые роторы муфт и роторы тормо" 0 Источники информации, зов объединены в один зубчатый ста- принятые во внимание при экспертизе кан, Ферромагнитные части каждого из 1. Авторское свидетельство СССР ведущих роторов муфт расположены У 616694, кл. Н 02 К 49/04, 1978. напротив соответствующих индукторов 2. Авторское свидетельство СССР муфт и тормозов, ведущий ротор основ з по заявке У 2878765/24-07, ной муфты соединен с водилом, а ве- кл. Н 02 К 51/00, 1980, 10 116 12 0 Ю