SU442555A1

SU442555A1 - Asynchronous coupling

Info

Publication number: SU442555A1
Application number: SU1134548A
Authority: SU
Inventors: Тимофей Алексеевич Щетинин
Original assignee: Т. А. Щетинин
Priority date: 1967-02-20
Filing date: 1967-02-20
Publication date: 1974-09-05

Description

Изобретение относитс к электрическим машинам и может быть использовано в электрических или дизельных приводах механизмов дл широкого дианазона . регулировани скорости.The invention relates to electric machines and can be used in electric or diesel drive mechanisms for wide dianazone. speed control.

Известны асинхронные муфты, содержащие два соосно расположенных индуктора с полюсами чередуюшейс пол рности и обший дл индукторов удлиненный шихтованный корь с короткозамкнутой обмоткой, ведуш,ий и ведомые валы.Asynchronous couplings are known, which contain two coaxially arranged inductor with alternating polar poles and long inductors for the inductors with short-circuited winding, leading and driving shafts.

В известных конструкци х асинхронных муфт имеют .место большие потери скольжени при глубоко.м регулировании скорости, т. е. низкий к.п.д. Эти потери пропорциональны скольжению и выдел ютс в коре.In the known designs of asynchronous couplings, the place has large slip losses with deep speed regulation, i.e. low efficiency. These losses are proportional to slip and are released in the cortex.

Цель изобретени - обеспечить глубокое регулирование скорости при высоких значени х к.н.д. за счет введени в короткозамкнутую обмотку кор добавочных э.д.с., совпадаюших по частоте и наход шихс в одной фазе или противофазе с основными э.д.с.The purpose of the invention is to provide deep speed control at high values of K / N. due to the introduction of additional emf in the short-circuited winding of the core, which coincide in frequency and were in the same phase or antiphase with the main emf.

Дл этого обращенные друг к другу торцы индукторов снабжены зубцами, вход ш,имп в зацепление с установленными в средней части кор шестерн ми. Эта механическа передача обеспечивает вращение индукторов относительно кор в противоположные стороны со скорост ми, обратно пропорциональными числам пар полюсов индукторов.For this, the end faces of the inductors facing each other are provided with teeth, the input w, imp into engagement with the gears installed in the middle part of the core. This mechanical transmission ensures the rotation of the inductors relative to the core in opposite directions with speeds inversely proportional to the numbers of pairs of poles of the inductors.

Така механическа передача всегда обеспечивает равенство частот э.д.с., наводимых в короткозамкнутой обмотке первым и вторым индукторами.Such a mechanical transmission always ensures equal frequencies of the emf induced in a short-circuited winding by the first and second inductors.

Дл обеснечени совпадени по фазе э.д.с. или их сдвига на 180 эл. градусов (переход из одного состо ни в другое обеспечиваетс простым изменением пол рности на обмотке одного индуктора) механнческа передача обеспечивает одновременное совпадение осей одного из полюсов каждого пндуктора с осью одного из стержней короткозамкнутой обмотки кор . При отсутствии данного услови сдвиг по фазе э.д.с. от каждого индуктора отличаетс от О или 180°. Это не лишает муфту работоспособиости, но снижает эффективность , т. к. при этом уменьшаетс ее к.п.д.To ensure phase coincidence of the emf. or shift them to 180 e. degrees (the transition from one state to another is provided by simply changing the polarity on the winding of one inductor) the mechanical transmission ensures the simultaneous coincidence of the axes of one of the poles of each inductor with the axis of one of the short-circuited core windings. In the absence of this condition, the phase shift of the emf. from each inductor is different from O or 180 °. This does not deprive the clutch of operation, but decreases efficiency, since its efficiency decreases.

На чертеже показана описываема yфтa в бесконтактном исполнении, разрез.The drawing shows the described yfta in contactless performance, section.

Асинхронна муфта содержит вал 1, индукторы 2 и 3, возбуждаемые неподвижнымн обмотками 4 и 5 кор , состо щего из пакетов 6 и 7 с короткозамкнутой обмоткой 8 и центральной массивной частью 9 и закрепленного своей ступицей на валу 1. К централ1 ной части 9 кор креп тс осп 10 конпческих шестерен 11, вход щих в зацепление с зубцами индукторов 2 и 3. С индуктором 3 соединен второй вал 12 муфты. Вс конструкци вращаетс в подшипниках 13 и 14 корпуса 15, вThe asynchronous coupling contains shaft 1, inductors 2 and 3, excited by stationary windings 4 and 5 of the core, consisting of packages 6 and 7 with a short-circuited winding 8 and the central massive part 9 and fixed by its hub on the shaft 1. The TC of the CCP 10 of the gear wheels 11, which engage with the teeth of the inductors 2 and 3. A second shaft 12 of the clutch is connected to the inductor 3. The whole structure rotates in bearings 13 and 14 of housing 15, in

котором смонтированы магнитонроводы 16, 17.which are mounted magnetic circuit 16, 17.

При вращенин вала 12 от двигател и подаче напр жени в обмотку 5 в короткозамкнутой обмотке 8 кор навод тс э.д.с. и токи , и вал 1 кор в качестве ведомого вращает механизм, как в обычной асинхронной муфте. При этом скорость вращени кор меньше скорости вращени индуктора 3 на величину, пропорциональную скольжению. Невозбужденный индуктор 2 при этом отстает от кор с такой же скоростью, а скольжение его относительно индуктора 3 равно удвоенному .When the shaft 12 rotates from the motor and the voltage is applied to the winding 5 in a short-circuited winding 8 core, an emf is induced. and the currents and the shaft 1 of the core as the slave rotates the mechanism, as in a conventional asynchronous coupling. In this case, the rotational speed of the core is less than the rotational speed of the inductor 3 by an amount proportional to the slip. In this case, an unexcited inductor 2 lags behind the core at the same speed, and its sliding relative to inductor 3 is twice as large.

При возбуждении индуктора 2 обмоткой 4 в противофазе с индуктором 3 уменьщенным потоком возбуждени в короткозамкнутой обмотке 8 навод тс добавочные э.д.с. той же частоты, но противоположного направлени и с меньшей амплитудой. Результирующие э.д.с. и токи в обмотке 8 уменьщаютс , снижаютс потери. Поскольку токи в обмотке 8 направлены противоположно добавочным э.д.с. от индуктора 2, то направление электромагнитного момента от их взаимодействи также мен етс на обратное. Этот момент действует на ускорение кор в направлении его вращени и на отставание индуктора 2. Момент, действующий на индуктор 2, передава сь через дифференциал, действует на индуктор 3 в направлении его вращени , то есть суммируетс с моментом приводного двигател . Таким образом, имеет место частичный возврат механической энергии на ведущий вал. Поскольку индуктор 2 действует в пр мом направлении и на ведомый вал I (электромагнитное взаимодействие) и на ведущий вал 12 (механическое взаимодействие), то вращающий момент на ведомом валу будет больше, чем момент двигател , то есть имеет место повышение момента при снижении скорости вращени . Известные муфты снижают скорость при равенстве моментов. Так как токи кор от результирующих э.д.с. меньше, чем в известных муфтах, то и потери снижаютс , не име пр мой св зи с глубиной регулировани . Скорость вращени кор регулируетс изменением тока возбуждени обмотки 4 индуктора 2. При скольжении кор , равном 0,5, индуктор 2 стоит на месте, при дальнейшем повышении скольжени начинает вращатьс в противоположную сторону. При этом направлени моментов не измен ютс .When the inductor 2 is energized by the winding 4 in antiphase with the inductor 3, additional emf is induced by a reduced excitation flow in the short-circuited winding 8. same frequency, but opposite direction and with smaller amplitude. The resulting emf. and the currents in the winding 8 are reduced, the losses are reduced. Since the currents in the winding 8 are directed oppositely to the additional emf. from inductor 2, the direction of the electromagnetic moment from their interaction also reverses. This moment acts on the acceleration of the core in the direction of its rotation and on the lag of the inductor 2. The moment acting on the inductor 2, transmitted through the differential, acts on the inductor 3 in the direction of its rotation, i.e. it is summed with the moment of the drive motor. Thus, there is a partial return of mechanical energy to the drive shaft. Since inductor 2 acts in the forward direction on both the driven shaft I (electromagnetic interaction) and the drive shaft 12 (mechanical interaction), the torque on the driven shaft will be greater than the engine torque, i.e. there is an increase in torque when the rotational speed decreases . Known couplings reduce speed with equal moments. Since the currents are the core of the resulting emf. less than in the known clutches, the losses are reduced, not directly related to the depth of adjustment. The speed of rotation of the core is regulated by the change in the excitation current of the winding 4 of the inductor 2. When the core slides at 0.5, the inductor 2 stands still, with a further increase in slip begins to rotate in the opposite direction. The directions of the moments do not change.

Если ведомый вал соединить не с корем, а со ступицей индуктора 2, то получитс редукционно-реверсивна электромеханическа передача, способна мен ть направление и скорость вращени ведомого вала при посто нном направлении и скорости ведущего вала.If the driven shaft is connected not with a core, but with the hub of inductor 2, then a reduction-reversible electromechanical transmission will be obtained, capable of changing the direction and speed of rotation of the driven shaft with a constant direction and speed of the driving shaft.

При использовании вала 1 кор в качестве ведущего, а вала 12 - в качестве ведомого уюжно получить на выходе муфты более высокие обороты, чем на входе, при меньшемWhen using shaft 1, the core as the drive shaft, and shaft 12 - as the slave, it is reasonable to obtain higher revolutions at the output of the coupling than at the input, with less

моменте. В этом случае индуктор 2 создает основную э.д.с. в коре и отстает от него по скорости вращени , а индуктор 3 обеспечивает дополнительную э.д.с. и опережает корь, причем электромагнитный момент на индукторе 3 действует также в сторону его опережени . В этом случае выходной момент меньше момента двигател . Изменив соотношение токов в обмотках на обратное (лоток индуктораmoment. In this case, the inductor 2 creates the main emf. in the crust and lags behind in rotational speed, and inductor 3 provides additional emf. and is ahead of measles, with the electromagnetic moment on the inductor 3 also acting in the direction of its advance. In this case, the output torque is less than the torque of the engine. Changing the ratio of currents in the windings to the opposite (inductor tray

3 больше, чем индуктора 2), получают снижение оборотов ведомого вала 12 в сравнении с ведущим валом 1, сопровождающеес повышением момента. Муфту можно выполнить с внешним Т-образным корем и внутренними индукторами и применить планетарную механическую передачу из пр мозубых щестерен, а также со скольз щим токоподводом, внутренним корем и внешнил индуктором, имеющими равнос число полюсов.3 more than the inductor 2), receive a reduction in the revolutions of the driven shaft 12 in comparison with the drive shaft 1, accompanied by an increase in torque. The clutch can be made with an external T-shaped core and internal inductors, and use a planetary mechanical transmission of the annular teeth, as well as with a sliding current lead, internal core and external inductor having equal number of poles.

Дл смазки зубчатых 1 ередач и подшипников их можно поместить в масл ную ванну при герметизации обмоток, а в контактных вариантах и токосъемников.To lubricate gear 1 gears and bearings, they can be placed in an oil bath when sealing the windings, and in contact versions, and current collectors.

Предлагаема муфта вл етс по существу асинхронным вариатором, осуществл ющим одновременно с изменением скорости вращени редуцирование вращающего момента при сохранении приблизительно посто нной передаваемой мощности. Конструктивно такой вариатор проще и надежнее фрикционных и гидравлических .The proposed coupling is essentially an asynchronous variator that simultaneously reduces the rotational speed and reduces the torque while maintaining approximately constant transmitted power. Structurally, such a variator is simpler and more reliable than friction and hydraulic ones.

Предлагаемую конструкцию можно рассматривать также, как асинхронную каскадную муфту, состо щую из двух частей, одна из которых работает в режи.ме индукционной муфты и отдает энергию скольжени второй части, работающей в режиме двигател , преобразующей эту энергию в механическую,The proposed design can also be considered as an asynchronous cascade coupling consisting of two parts, one of which works in the induction coupling mode and gives off the slip energy of the second part operating in the engine mode, which converts this energy into mechanical,

возвращаемую на вал первичного двигател .returned to the shaft of the prime mover.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1- Asynchronous coupling containing two coaxially arranged inductors with excitation windings and alternating polar poles, common for inductors with short-circuited winding measles, driving and driving shafts, so as to reduce losses and increase the efficiency. .d during speed control, the end faces of the inductors facing each other are provided with teeth that engage with

the middle part of the box gear.

2. The coupling according to claim 1, characterized in that, in order to enable the speed of the driven shaft to be controlled both downwards and upwards from the speed of rotation of the drive shaft.

shaft, the latter is connected to the bark, and the driven shaft - with one of the inductors.

3. Coupling according to claim 1, characterized in that, in order to provide the possibility of reversing and adjusting the speed of the slave

shaft at a constant direction of rotation and the constancy of the speed of the drive shaft, each cood: l-1sp shaft with one of the inductors. Priority on PP. 2 and 3 to be counted since August 23, 1973

sixteen

J