RU2461947C1 - Controlled cascade electric actuator with liquid current terminal - Google Patents
Controlled cascade electric actuator with liquid current terminal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2461947C1 RU2461947C1 RU2011127829/07A RU2011127829A RU2461947C1 RU 2461947 C1 RU2461947 C1 RU 2461947C1 RU 2011127829/07 A RU2011127829/07 A RU 2011127829/07A RU 2011127829 A RU2011127829 A RU 2011127829A RU 2461947 C1 RU2461947 C1 RU 2461947C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- rotor
- housing
- fixed
- electric
- Prior art date
Links
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к каскадным электрическим приводам вращательного движения, состоящим, например, из двух однотипных асинхронных двигателей, и может найти применение при создании безредукторных электрических приводов с регулируемой скоростью вращения от номинальной до двойной номинальной при постоянном моменте или приводов с удвоенным моментом при постоянной номинальной скорости вращения, а также при использовании любых других типов электрических приводов.The invention relates to cascade electric rotary motion drives, consisting, for example, of two of the same type of induction motors, and can be used to create gearless electric drives with adjustable speed from nominal to double rated at constant torque or drives with double torque at constant rated speed as well as when using any other types of electric drives.
Известные электрические двигатели переменного тока с короткозамкнутым или фазным ротором имеют лишь номинальную скорость вращения и момент на валу. Удвоенная скорость вращения достигается применением различных редукторов, что усложняет электрический привод, снижает его надежность. Удвоенный момент достигается применением одинаковых двигателей, работающих на один вал, что повышает массогабаритные показатели электрического привода. Однако применение этих двух способов не решает проблему получения удвоенной скорости вращения при постоянном моменте или удвоенного момента при постоянной скорости в одном устройстве.Known squirrel cage or phase rotor AC motors have only rated rotation speed and shaft torque. Doubled rotation speed is achieved by using various gearboxes, which complicates the electric drive, reduces its reliability. Doubled torque is achieved by using the same engines working on one shaft, which increases the overall dimensions of the electric drive. However, the application of these two methods does not solve the problem of obtaining double the speed of rotation at a constant moment or double the moment at a constant speed in one device.
Известен асинхронный электрический двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором и статором с фазными обмотками [Копылов И.П. Электрические машины: учеб. для вузов / И.П.Копылов. - 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., Логос, 2000. - 607 с.] Такой асинхронный двигатель имеет скорость вращения, определяемую конструкцией двигателя и параметрами питающей сети. Однако такой двигатель не обеспечивает получение удвоенного значения момента на валу при постоянной номинальной скорости вращения или получения удвоенного значения момента при постоянной номинальной частоте вращения.Known asynchronous AC electric motor with squirrel-cage rotor and stator with phase windings [Kopylov I.P. Electric cars: textbook. for universities / I.P. Kopylov. - 2nd ed., Revised. - M .: Higher. school, Logos, 2000. - 607 pp.] Such an asynchronous motor has a rotation speed determined by the design of the motor and the parameters of the supply network. However, such an engine does not provide a double value of the torque on the shaft at a constant nominal speed or to obtain a double value of the moment at a constant nominal speed.
Известен каскадный электрический привод, состоящий из двух соосно установленных асинхронных электродвигателей, каждый включает внутренний магнитопровод на валу и наружный магнитопровод, систему электромагнитных муфт. Роторы обоих электродвигателей неподвижно закреплены на валах. Статор одного двигателя закреплен неподвижно, а статор другого с возможностью свободного вращения вокруг вала, который является выходным элементом электропривода (Пат. №2402857, 2010 г.)Known cascade electric drive, consisting of two coaxially mounted induction motors, each includes an internal magnetic circuit on the shaft and an external magnetic circuit, a system of electromagnetic couplings. The rotors of both electric motors are fixedly mounted on the shafts. The stator of one motor is fixed motionless, and the stator of the other with the possibility of free rotation around the shaft, which is the output element of the electric drive (Pat. No. 2402857, 2010)
И для этого устройства присущи недостатки. Электрический привод обеспечивает получение как двойной скорости вращения при постоянном моменте, так и удвоенного момента при постоянной скорости вращения. Однако использование электромагнитных муфт без специальных фрикционных прокладок в виде чередующихся магнитных и немагнитных концентрических колец может привести к неправильной работе привода. Использование стандартного узла питания электропривода может приводить к частой поломке этого узла, особенно при большой мощности электропривода. Все это снижает надежность и вероятность безотказной работы устройства, что может привести к неправильной работе электрического привода.And there are disadvantages to this device. The electric drive provides both a double speed of rotation at a constant moment, and a double moment at a constant speed of rotation. However, the use of electromagnetic couplings without special friction pads in the form of alternating magnetic and non-magnetic concentric rings can lead to incorrect operation of the drive. Using a standard power supply unit of the electric drive can lead to frequent breakdown of this node, especially with a high power drive. All this reduces the reliability and probability of failure of the device, which can lead to improper operation of the electric drive.
Задачей изобретения является разработка управляемого каскадного электрического привода с жидкостным токосъемом, обеспечивающего получение необходимых электромеханических характеристик при более надежной работе устройства.The objective of the invention is to develop a controlled cascade electric drive with a liquid current collector, providing the necessary electromechanical characteristics with more reliable operation of the device.
Технический результат достигается получением больших скоростей вращения, близких к двойной номинальной, при номинальном значении величины момента или получением удвоенного момента при номинальной скорости вращения. Управляемый каскадный электрический привод с жидкостным токосъемом, содержащий два электродвигателя, установленных в корпусе соосно, каждый из которых состоит из ротора и статора, причем статор первого электродвигателя выполнен неподвижным и закреплен на корпусе, а его ротор закреплен на своем валу, металлические крепежные кольца, два из которых закреплены на корпусе, а третье на валу первого электродвигателя, причем все три крепежных кольца закреплены, например, сваркой, электромагнитные муфты, закрепленные на корпусе электрического привода, трехфазную систему питания, ротор второго электродвигателя выполнен подвижным и установлен с возможностью свободного вращения относительно своего вала, а статор второго электродвигателя закреплен на своем валу, при этом крепежное кольцо жестко закреплено на корпусе управляемого каскадного электропривода, на котором установлены три неподвижные фрикционные полумуфты, одна из которых имеет возможность притяжения с целью фиксации к установленной на первом валу фрикционной прокладке своей подвижной полумуфты, скользящей по шлицевым выточкам вала электродвигателя со свободно вращающимся ротором, другая полумуфта имеет возможность притяжения с целью фиксации к той же фрикционной прокладке своей полумуфты, заходящей во впадину корпуса подвижного ротора, соосной с указанной полумуфтой, а третья полумуфта имеет возможность притяжения с целью фиксации к другой закрепленной на корпусе электропривода фрикционной прокладке своей полумуфты, заходящей во впадину корпуса подвижного ротора, соосной с указанной полумуфтой.The technical result is achieved by obtaining large rotational speeds close to double rated at a nominal value of the moment or by obtaining a doubled moment at a nominal speed of rotation. A controlled cascade electric drive with a liquid current collector, containing two electric motors installed coaxially in the housing, each of which consists of a rotor and a stator, the stator of the first electric motor being fixed and fixed to the housing, and its rotor mounted on its shaft, metal mounting rings, two of which are fixed on the housing, and the third on the shaft of the first electric motor, and all three mounting rings are fixed, for example, by welding, electromagnetic couplings mounted on the electric housing a drive, a three-phase power system, the rotor of the second electric motor is movable and mounted with free rotation relative to its shaft, and the stator of the second electric motor is mounted on its shaft, while the mounting ring is rigidly fixed to the cascaded electric drive housing, on which three stationary friction coupling halves are mounted, one of which has the possibility of attraction in order to fix to the friction spacer mounted on the first shaft its movable coupling half sliding along the to the recesses of the motor shaft with a freely rotating rotor, the other coupling half has the possibility of attraction with the aim of fixing to the same friction gasket its coupling half, entering the cavity of the movable rotor body, coaxial with the coupling coupling, and the third coupling coupling can be attracted to fix it to another fixed to the electric housing of the friction lining of its coupling half, which goes into the cavity of the housing of the movable rotor, coaxial with the coupling coupling.
Управляемый каскадный электрический привод, содержащий специальные фрикционные прокладки, выполненные в виде чередующихся магнитных и немагнитных концентрических колец.A controlled cascade electric drive containing special friction pads made in the form of alternating magnetic and non-magnetic concentric rings.
Управляемый каскадный электрический привод, содержащий на валу второго электрического двигателя трехфазное токосъемное устройство.A controllable cascade electric drive comprising a three-phase current collector on the shaft of a second electric motor.
Предлагаемое устройство пояснено чертежом, на фиг.1 изображен общий вид устройства.The proposed device is illustrated in the drawing, figure 1 shows a General view of the device.
Каскадный электрический привод состоит из электромагнитных муфт 1, 2, 3, неподвижно закрепленных на кольце 4. Кольцо 4 закреплено на корпусе электропривода 5, например, с помощью сварки. Статор 6 находится в неподвижном состоянии и закреплен на корпусе 5, а ротор 7 закреплен неподвижно и вращается с валом 8 на подшипниках 9 независимо от вращения вала 11. Ротор 10 вращается свободно на валу 11 независимо от вращения вала на подшипниках 12. Статор 13 жестко закреплен на валу 11 и вращается вместе с валом на подшипниках 12, 14 и 15. Электромагнитная муфта 1 воздействует на корпус ротора 10 при помощи фрикционной прокладки 16, жестко закрепленной на корпусе электропривода 5, например, сваркой, а электромагнитная муфта 2 воздействует на корпус ротора 10 при помощи фрикционной прокладки 17, жестко закрепленной на валу 8, например, при помощи сварки. Электромагнитная муфта 3 соединяется с валом 11 при помощи фрикционной прокладки 17. Причем полумуфты 1 и 2 заходят во впадины корпуса ротора 10, а полумуфта 3 свободно скользит по шлицевым выточкам вала 11. Рабочие площади фрикционных прокладок 16 и 17 должны быть одинаковы, для одинаковой производительности электромагнитных муфт 1, 2 и 3. Корпус статора 6 жестко закреплен на корпусе электропривода 5. Подвод электрической энергии для статора 12 осуществляется с помощью жидкостного токосъемного устройства 18, жестко закрепленного на валу 11. Токосъемное устройство защищено изоляцией 19, закрепленной на корпусе электропривода 5.The cascade electric drive consists of electromagnetic couplings 1, 2, 3, fixedly mounted on the ring 4. Ring 4 is fixed on the housing of the electric drive 5, for example, by welding. The stator 6 is stationary and mounted on the housing 5, and the rotor 7 is fixed and rotates with the shaft 8 on the bearings 9 regardless of the rotation of the shaft 11. The rotor 10 rotates freely on the shaft 11 regardless of the rotation of the shaft on the bearings 12. The stator 13 is rigidly fixed on the shaft 11 and rotates together with the shaft on bearings 12, 14 and 15. The electromagnetic clutch 1 acts on the rotor housing 10 by means of a friction gasket 16, rigidly mounted on the electric drive housing 5, for example, by welding, and the electromagnetic coupling 2 acts on the housing p otor 10 using a friction pad 17, rigidly mounted on the shaft 8, for example, by welding. The electromagnetic coupling 3 is connected to the shaft 11 by means of a friction gasket 17. Moreover, the coupling halves 1 and 2 go into the troughs of the rotor housing 10, and the coupling half 3 freely slides along the splined grooves of the shaft 11. The working areas of the friction linings 16 and 17 should be the same, for the same performance electromagnetic couplings 1, 2 and 3. The stator housing 6 is rigidly fixed to the housing of the electric drive 5. The supply of electrical energy for the stator 12 is carried out using a liquid collector 18, rigidly mounted on the shaft 11. e protected insulation device 19 attached to the actuator body 5.
Принцип работыPrinciple of operation
Для получения удвоенного значения момента при номинальной скорости вращения необходимо произвести управление электромагнитными муфтами в следующем порядке. Подаем питающее напряжение на электромагнитные муфты 1 и 3, и отключаем от питания электромагнитную муфту 2. При этом ротор 7 вращается на валу 8, а ротор 10 остается неподвижным, так как электромагнитная муфта 1 тормозит ротор 10. При помощи электромагнитной муфты 3 происходит зацепление статора 13, вращающегося на валу 11, с валом 8. В итоге получаем удвоенный момент на валу 11 от двух асинхронных двигателей при номинальной скорости вращения.To obtain a double value of the torque at rated speed of rotation, it is necessary to control the electromagnetic couplings in the following order. We apply a supply voltage to the electromagnetic couplings 1 and 3, and disconnect the electromagnetic clutch 2 from the power supply. In this case, the rotor 7 rotates on the shaft 8, and the rotor 10 remains stationary, since the electromagnetic clutch 1 brakes the rotor 10. Using the electromagnetic clutch 3, the stator is engaged 13, rotating on the shaft 11, with the shaft 8. As a result, we obtain twice the moment on the shaft 11 from two induction motors at a nominal speed of rotation.
Для получения удвоенного значения скорости вращения при номинальной величине вращающего момента необходимо произвести управление электромагнитными муфтами в следующем порядке. Подаем питающее напряжение на электромагнитную муфту 2 и отключаем электромагнитные муфты 1 и 3. При этом ротор 7 вращается на валу 8 и передает крутящий момент и скорость на ротор 10 с помощью электромагнитной муфты 2. Статор 13 вращается с асинхронной скоростью относительно ротора 10. В итоге получаем на валу 11 удвоенное значение скорости вращения при номинальной величине вращающего момента.To obtain a double value of the rotation speed at the nominal value of the torque, it is necessary to control the electromagnetic couplings in the following order. We apply a supply voltage to the electromagnetic clutch 2 and turn off the electromagnetic clutches 1 and 3. In this case, the rotor 7 rotates on the shaft 8 and transmits torque and speed to the rotor 10 using the electromagnetic clutch 2. The stator 13 rotates with asynchronous speed relative to the rotor 10. As a result, we obtain on the shaft 11 twice the value of the rotational speed at the nominal value of the torque.
Использование предложенных решений позволит улучшить работоспособность и надежность системы электромагнитных муфт, а также повысить надежность системы питания электрического привода, что улучшит надежность и работоспособность каскадного электрического привода в целом. При наращивании количества двигателей можно будет получать большие значения момента и скорости.Using the proposed solutions will improve the efficiency and reliability of the electromagnetic clutch system, as well as increase the reliability of the power supply system of the electric drive, which will improve the reliability and performance of the cascade electric drive as a whole. When increasing the number of engines it will be possible to obtain large values of torque and speed.
Изобретение найдет применение в промышленности, машиностроении, станкостроении, транспорте и т.д.The invention will find application in industry, engineering, machine tool, transport, etc.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011127829/07A RU2461947C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Controlled cascade electric actuator with liquid current terminal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011127829/07A RU2461947C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Controlled cascade electric actuator with liquid current terminal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2461947C1 true RU2461947C1 (en) | 2012-09-20 |
Family
ID=47077616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011127829/07A RU2461947C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Controlled cascade electric actuator with liquid current terminal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2461947C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016165121A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-10-20 | 王晓明 | New-type constant-force constant-torque uniform magnetic field induction servo motor |
| RU2651335C1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-04-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие Электромеханические Технологии" | Magnetic reducing gear |
| RU2779431C1 (en) * | 2022-03-31 | 2022-09-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Controlled cascade synchronous electric drive |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU80943A1 (en) * | 1949-01-15 | 1949-11-30 | И.С. Брук | Cascade electric cars |
| US4232568A (en) * | 1976-07-06 | 1980-11-11 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Output split-type mechanical and hydraulic transmission |
| DE3100494A1 (en) * | 1981-01-09 | 1982-08-05 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Drive device having two motors |
| EP0392780A1 (en) * | 1989-04-11 | 1990-10-17 | David E. Walker | Multi-stage electric drive |
| RU2050672C1 (en) * | 1991-12-09 | 1995-12-20 | Герман Александрович Чесноков | Tandem electric drive |
| RU2173927C1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-09-20 | Кубанский государственный технологический университет | Controlled cascade electric drive |
| RU2402857C1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Controllable cascade electric drive |
-
2011
- 2011-07-06 RU RU2011127829/07A patent/RU2461947C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU80943A1 (en) * | 1949-01-15 | 1949-11-30 | И.С. Брук | Cascade electric cars |
| US4232568A (en) * | 1976-07-06 | 1980-11-11 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Output split-type mechanical and hydraulic transmission |
| DE3100494A1 (en) * | 1981-01-09 | 1982-08-05 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Drive device having two motors |
| EP0392780A1 (en) * | 1989-04-11 | 1990-10-17 | David E. Walker | Multi-stage electric drive |
| RU2050672C1 (en) * | 1991-12-09 | 1995-12-20 | Герман Александрович Чесноков | Tandem electric drive |
| RU2173927C1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-09-20 | Кубанский государственный технологический университет | Controlled cascade electric drive |
| RU2402857C1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Controllable cascade electric drive |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016165121A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-10-20 | 王晓明 | New-type constant-force constant-torque uniform magnetic field induction servo motor |
| US10756604B2 (en) | 2015-04-17 | 2020-08-25 | Xiaoming Wang | Induction servo motor with a constant-output-force or a constant-output-torque by using uniform magnetic fields |
| RU2651335C1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-04-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие Электромеханические Технологии" | Magnetic reducing gear |
| RU2779431C1 (en) * | 2022-03-31 | 2022-09-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Controlled cascade synchronous electric drive |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2016015517A1 (en) | Winding type permanent magnet slip clutch and application | |
| US20110018383A1 (en) | Permanent-magnet switched-flux machine | |
| CN105827078A (en) | Mixed excitation axial magnetic-flux modulated-type motor with composite structure | |
| WO2011142877A1 (en) | Radial flux permanent magnet alternator with dielectric stator block | |
| JP2007185021A (en) | Dynamo-electric machine with speed change mechanism, and drive unit using it | |
| CN105915021A (en) | Brushless-type mixed excitation permanent magnet eddy current speed regulation device | |
| RU2402857C1 (en) | Controllable cascade electric drive | |
| WO2021000588A1 (en) | Co-axial dual-rotor variable-speed electromagnetic transmission | |
| RU2461947C1 (en) | Controlled cascade electric actuator with liquid current terminal | |
| CN103441651B (en) | A kind of multi-port energy conversion device | |
| CN210405045U (en) | Axial parallel composite motor | |
| JP2015500933A (en) | Rotating machine system with non-contact operation | |
| CN102916558B (en) | Cage-shaped rotor magnetic coupling capable of regulating speed | |
| CN104767331B (en) | A kind of movable stator formula is from speed governing magneto | |
| CN208046416U (en) | A kind of magneto | |
| CN105359405B (en) | Drive system | |
| CN201107845Y (en) | Brake type magnetic clutch | |
| CN206389254U (en) | A kind of servomotor with brake hard unit | |
| CN103929042A (en) | Magnetic gear shift capable of conducting separation and reunion | |
| RU2483415C1 (en) | Axial cascade electric drive with liquid current pickup | |
| RU2556862C1 (en) | Controlled asynchronous drive with cascade and common rotor | |
| RU191959U1 (en) | Controllable cascade electric drive | |
| RU2645866C2 (en) | Electromechanic system of actuation and/or generation comprising electrical insulation between electric voltage source and load | |
| CN203813640U (en) | Electrically excited magnetic speed changer | |
| CN110601476A (en) | Radial magnetic field axial parallel composite motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150707 |