SU1317585A2 - Reversible electromechanical transmission - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс , к области электротехники,в частности к электромашинам ,и может быть использовано дл  регулировани  скорости и реверсировани  механизмов без реверса двигател . Цель изобретени  - повышение энергетических показателей передачи в нижней части диапазона регулировани  при пр мом направлении вращени . Передача содержит статор 1 с обмоткой 2 и ротором 3 одного индукционного тормоза, статор 4 с обмоткой 5 и ротором 6 второго индукционного тормоза и статор 7 с обмоткой 8 и ротором 9 третьего тормоза, дифференциалы с центральными колесами 10 и 11, сое- диненными с роторами 3 и 6, колесом 12, соединенным с ведущим валом 13, водилом 14, закрепленным на ведомом валу 15, сателлитами 16 и 17 на общих ос х 18, и дополнительное колесо 19 на роторе 9. При включении обмотки 8 ведомый вал 15 вращаетс  в направлении вращени  ведущего вала 13 на первой ступени с малой скоростью и большим передаточным отношением, а при включении обмотки 5 передача работает в том же направлении на второй ступени, т.е. с более высокой скоростью и меньшим передаточным отношением . Реверс обеспечиваетс  вклюQ S (Л / гг со ел 00 ел N} tftUf.fThe invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electric machines, and can be used to control the speed and reverse the mechanisms without reversing the engine. The purpose of the invention is to increase the energy performance of the transmission in the lower part of the control range in the forward direction of rotation. The transmission contains a stator 1 with a winding 2 and a rotor 3 of a single induction brake, a stator 4 with a winding 5 and a rotor 6 of a second induction brake and a stator 7 with a winding 8 and a rotor 9 of the third brake, differentials with central wheels 10 and 11 connected to the rotors 3 and 6, a wheel 12 connected to a drive shaft 13, a carrier 14 fixed on the driven shaft 15, satellites 16 and 17 on common axles 18, and an additional wheel 19 on the rotor 9. When winding 8 is turned on, the driven shaft 15 rotates in the direction rotation of the drive shaft 13 in the first stage with small with a large gear ratio, and when winding 5 is turned on, the gear operates in the same direction in the second stage, i.e. with higher speed and lower gear ratio. Reverse is provided with S (L / yy co-ewar 00 E N} tftUf.f

Description

чением обмотки 2, при котором направление вращени  вала 15 противоположно направлению вращени  вала 13. Скорость вращени  регулируетс  изменением тока в обмотке, соответствующим , каждому режиму работы. Вал 15 можетwinding 2, in which the direction of rotation of the shaft 15 is opposite to the direction of rotation of the shaft 13. The rotation speed is controlled by changing the current in the winding corresponding to each mode of operation. Shaft 15 can

1one

Изобретение относитс  к электромеханическим передачам с индукционными тормозами и механичесг -пчи дифференциалами , может быть использовано дл  регулировани  скорости и реверса производственных механизмов без изменени  направлени  вращени  нерегулрфуемых приводных двигателей и  вл етс  дополнительным к авт. ев К - 1246269,The invention relates to electromechanical gears with induction brakes and mechanical differential gears, can be used to control the speed and reverse of production mechanisms without changing the direction of rotation of irregular drive motors and is additional to the author. EV K - 1246269,

Цель изобретени  - повышение энергетических показателей передачи при пр мом направлении вращени .The purpose of the invention is to increase the energy performance of transmission in the forward direction of rotation.

На фиг Л представлено продольное сечение по оси одной половины передачи; на фиг.2 - кинематичес ка  схема ее работы в пр мом направлении на верхней ступени; на фиг.3 - то же, на нижней ступени; на фиг.4 - то же, при обратном направлении вращени ; на фиг. 5 - зависимости силового передаточного отношени  от скорости; на - зависимости КПД от скорости.FIG. L is a longitudinal sectional view along the axis of one half of the transmission; Fig. 2 shows a kinematic diagram of its operation in the forward direction at the upper stage; figure 3 - the same, on the lower stage; 4 is the same with the reverse direction of rotation; in fig. 5 - dependence of the power ratio on the speed; on - dependence of efficiency on speed.

Передача содержит (фиг. 1) статор 1 с обмоткой 2 и ротором 3 первого индукционного тормоза, статор 4 с обмоткой 5 и ротором 6 второго индукционного тормоза и статора 7 С обмоткой 8 и ротором 9 третьего дополнительного тормоза, размещенного между первым и вторым тормозами. Ротор 3 первого тормоза соединен с внутренним центральным колесом 10 одного дифференциала, а ротор 6 второго тормоза - с внешним центральным колесом 11 второго дифференциала , внутреннее центральное колесо 12 которого .соединено с валом 13 .передачи. Водило 14 выполнено общим дл  обеих дифференциалов и соединено с валом 15. Сателлить 16 второго дифференциала выполнены большегоThe transmission contains (Fig. 1) the stator 1 with the winding 2 and the rotor 3 of the first induction brake, the stator 4 with the winding 5 and the rotor 6 of the second induction brake and the stator 7 With the winding 8 and the rotor 9 of the third additional brake placed between the first and second brakes. The rotor 3 of the first brake is connected to the inner central wheel 10 of one differential, and the rotor 6 of the second brake is connected to the outer central wheel 11 of the second differential, the inner central wheel 12 of which is connected to the shaft 13 of the transmission. The carrier 14 is made common for both differentials and connected to the shaft 15. The satellite 16 of the second differential is made larger

быть ведущим 13 ведомым. При этом передача становитс  повышающей. Использование и юбретени  обеспечивает повышение энергетических показателей и экономию электроэнергии, 6 ил оbe lead 13 slave. In doing so, the transmission becomes up. Using and celebrating provides improved energy performance and energy savings, 6 or about

SS

00

5five

00

5five

диаметра, чем сателлиты 7 первого дд фференциала5 и закреплены на об- щих с ними ос х 18. Дополнительное центральное зубчатое колесо 19 соединено с ротором 9 дополнительного тормоза и сцеплено с сателлитами 17. При отсутствии-тока в обмотках 2,5 и 8 и вращении вала 13 приводным двигателем нагруженный рабочим механизмом вал 15 и водило I4 неподвижны , а роторы 3j6 и 9 тормозов вращаютс  вхолостую.diameter than the satellites 7 of the first dd imperial 5 and are fixed on axles 18 common with them. The additional central gear wheel 19 is connected to the rotor 9 of the additional brake and linked to the satellites 17. When there is no current in the windings 2.5 and 8 and rotation the shaft 13 by the drive motor, the shaft 15 loaded by the operating mechanism and the carrier I4 are stationary, and the rotors 3j6 and 9 of the brakes are idling.

При подаче напр жени  на обмотку 5 ротор 6 с колесом 11 тормоз тс  и их скорость снижаетс , а вал 15 с водилом 14 начинают вращатьс  в пр мом направлении со скоростью, завис щей от тока возбугкдепи  обмотки 5. В предельном (идеализированном) ре- /куме, когда ротор 6 с колесом 11 танавливаютс  (фиг.2), сателлит 6 обкатываетс  по колесу 11 вокруг : мгновенного центра вращени  Ц.; точка b колеса 12 переходит в точку с, точка b сателлита 16 - в точку с, а ось сателлита 16 - из точки О в точку 0 .When voltage is applied to the winding 5, the rotor 6 with the wheel 11 brakes vehicle and their speed decreases, and the shaft 15 with the carrier 14 begins to rotate in the forward direction at a speed depending on the current of the winding section 5. In the limiting (idealized) re- / kume, when the rotor 6 with the wheel 11 is braked (Fig. 2), the satellite 6 rolls around the wheel 11 around the: instantaneous center of rotation Q; point b of wheel 12 goes to point c, point b of satellite 16 goes to point c, and the axis of satellite 16 goes from point O to point 0.

Линейна  OKp;:s KHaH скорость осей сателлитов при вдвое меньше, чем колеса 12, а окружное усилие вдвое больше. Вращаюшдй момент на ведомом валу 15 также вьшхе, чем на ведущем валу 13, и передаточное отношение зависит от соотношени  радиусов колес 11 и 12.Linep OKp;: s KHaH is the speed of the axles of the satellites at half as much as wheels 12, and the circumferential force is twice as high. Spinning moment on the driven shaft 15 is also higher than on the drive shaft 13, and the gear ratio depends on the ratio of the radii of the wheels 11 and 12.

-С уменьшением скорости ротора 6 и колеса 11 скорость вала 15 увеличиваетс  и КПД передачи возрастает, 40 приближа сь в пределе к единице. Данный релшм соответствует работе передачи на верхней ступени, когда достигаетс  наи()ольша  скорость вала 15 в пр мом направлении.With a decrease in the speed of the rotor 6 and the wheel 11, the speed of the shaft 15 increases and the efficiency of the transmission increases, 40 approaching unity in the limit. This relshm corresponds to the work of the transmission in the upper stage, when the highest speed of the shaft 15 in the forward direction is reached.

313313

Дл  работы на низких скорост х вращени  с большими моментами и высокими значени ми КПД вместо обмотки 5 включаетс  обмотка 8 дополнительного тормоза. Тогда тормоз тс  ротор 9 с колесом 19, по которому обкаты- Баютс  сателлиты 17. В предельном случае поворот жестко св занных сателлитов 16 и 17 происходит вокруг другого мгновенного центра вращени  Ц (фиг.З). Поскольку радиус ОЦ в данном режиме работы меньше половины рассто ни  ЬЦ, то окружна  скорость точки О водила 14 меньше, чем в пре- дьщущем случае, а момент на выходном валу больше,For operation at low rotational speeds with high torques and high efficiency values, an additional brake winding 8 is turned on instead of winding 5. Then the brake is the rotor 9 with the wheel 19, on which the satellites 17 are rolling. In the limiting case, the rotation of the rigidly connected satellites 16 and 17 occurs around another instantaneous center of rotation C (Fig. 3). Since the OC radius in this mode of operation is less than half the distance C, then the circumferential speed of the point O drove 14 is less than in the previous case, and the torque on the output shaft is greater

Данньш режим (фиг.З) соответствует работе передачи на нижней ступени где значени  передаточного отношени  и КПД больше, чем при работе на этом участке диапазона регулировани  верхней ступени передачи.This mode (Fig. 3) corresponds to the work of the transmission in the lower stage, where the values of the gear ratio and efficiency are greater than when operating in this part of the control range of the upper stage of the transmission.

Дл  реверсировани  передачи включаетс  обмотка 2 при выключенных обмотках 5 и 8. Тогда тормозитс  ротор 3 с колесом 10, по которому обкатываютс  сателлиты 17. Мгновенный цент вращени  Ц находитс  в месте зацеплени  сателлитов 17 с колесом 10 (фиг„4) и при вращении колеса 12 в пр мом направлении оси сателлитов перемещаютс  из точки О в точку 0 , а водило 14 с валом 15 вращаютс  в противоположном направлении. Значени  скоростей и моментов завис т от соотношени  радиусов колес и сателлитов , а также тока возбуждени - обмотки 2.To reverse the transfer, winding 2 is turned on with windings 5 and 8 turned off. Then the rotor 3 with wheel 10 slows down and the satellites 17 roll around. The instantaneous center of rotation C is located at the point of engagement of satellites 17 with wheel 10 (FIG. 4) and when the wheel 12 rotates in the forward direction, the axes of the satellites move from point O to point 0, and the carrier 14 with the shaft 15 rotates in the opposite direction. The values of speeds and moments depend on the ratio of the radii of the wheels and the satellites, as well as the excitation current - winding 2.

На фиг.З показаны графические зависимости силового передаточного отношени , а на фиг.6 - зависимости КПД от скоростного передаточного отношени  .Fig. 3 shows the graphical dependences of the power transmission ratio, and in Fig. 6, the dependences of the efficiency on the velocity ratio.

и ITand IT

5 45 4

При использовании вала 15 в качестве ведущего, а вала 13 в качестве ведомого передача имеет на выходе более высокие скорости и меньшиеWhen using shaft 15 as a master and shaft 13 as a driven gear, the output has higher speeds and lower

значени  моментов, чем на входе.values of moments than at the input.

При отключении двигател  и включении всех обмоток тормозов передача обеспечивает быстрое торможение рабочего механизма и двигател , а приWhen the engine is disconnected and all the windings of the brakes are turned on, the transmission ensures fast braking of the working mechanism and the engine, and

переключении с высшей ступени, на низшую-- торможение с рекуперацией энергии в сеть (при этом двигатель работает в режиме генератора).switching from a higher stage to a lower one - deceleration with energy recovery to the network (in this case, the engine operates in the generator mode).

Реверсивна  электромеханическа  передача обеспечивает две ступени регулировани  в пр мом направлении вращени , что повьшгает на нижнем участке диапазона регулировани  вращающий момент, передаваемую мощность и КПД передачи.Reversible electromechanical transmission provides two stages of adjustment in the forward direction of rotation, which increases the torque, transmitted power and transmission efficiency in the lower part of the adjustment range.

Изобретение обеспечивает повышение энергетических показателей реверсивной электромеханической передачи и экономию электроэнергии или горючего в зависимости от типа примен емого приводного двигател .The invention provides an increase in the energy indices of the reverse electromechanical transmission and the saving of electricity or fuel, depending on the type of drive motor used.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Реверсивна  электромеханическа  передача по авт.св. № 1246269, отличающа  с  тем, что, с целью улучшени  энергетических- показателей при пр мом направлении вращени , передача снабжена дополнительным индукционным тормозом, размещенным между основными тормозами, и дополнительным внешним центральнымReverse electromechanical transmission by auth.St. No. 1246269, characterized in that, in order to improve the energy indices in the forward direction of rotation, the transmission is provided with an additional induction brake located between the main brakes and an additional external central зубчатым колесом, соединенным с ротором дополнительного тормоза и сцепленным с сателлитами меньшего диаметра .gear wheel connected to the rotor of the additional brake and coupled with satellites of smaller diameter. 16sixteen 17 1917 19 ПP иг.ig. ФигЛFy -/- / Редактор М.ДылынEditor M. Dylyn Составитель А.Трепутнева Техред М.ХоданичCompiled by A.Treputnev Tehred M.Hodanich Заказ 2430/51 Тираж 660ПодписноеOrder 2430/51 Circulation 660 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4 Корректор М.ДемчикProofreader M. Demchik