SU769157A1

SU769157A1 - Reactionless motor

Info

Publication number: SU769157A1
Application number: SU782666170A
Authority: SU
Inventors: Наталья Андреевна Дмитриева; Константин Самсонович Иванов
Original assignee: Алма-Атинский Энергетический Институт
Priority date: 1978-09-15
Filing date: 1978-09-15
Publication date: 1980-10-07

Description

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для приведения в движение механизмов или машин, у которых при постоянном расходе мощности изменяется нагрузка на рабочем орга- 5 не и скорость его движения, например, на электротранспорте.The invention relates to mechanical engineering, can be used to set in motion mechanisms or machines for which, at a constant power consumption, the load on the working body and its speed, for example, in electric transport, change.

Известны устройства для автоматического управления тяговым усилием электродвигателя [1]. В известном устройстве ре- ю гулирование тягового усилия электродвигателя осуществляется с помощью схемы за счет регулирования напряжения во всем диапазоне скоростей электродвигателя.Known devices for automatically controlling the traction of an electric motor [1]. In the known device, the traction control of the electric motor is controlled by means of a circuit due to voltage regulation in the entire speed range of the electric motor.

Недостатками известного устройства яв- 15 ляются изменение мощности электродвигателя при регулировании напряжения, а также сложность и в связи с этим малая надежность электрической схемы управления.The disadvantages of the known device are the change in the power of the electric motor during voltage regulation, as well as the complexity and, therefore, the low reliability of the electrical control circuit.

Известны центробежные электромехани- 20 ческие устройства, в которых центробежное усилие регулятора вызывает перемещение пакетного переключающего устройства, воздействующего на цепь пусковой обмотки [2]. 25Centrifugal electromechanical devices are known, in which the centrifugal force of the regulator causes the displacement of the packet switching device acting on the starting winding circuit [2]. 25

Однако использование эффекта центробежного регулятора для переключения обмоток электродвигателя с целью регулирования скорости вращения выходного вала связано с изменением мощности электро- 30 двигателя, а это не является рациональным для машин, у которых уменьшение скорости связано' с возрастанием нагрузки на выходном валу (например, у транспортных машин). Для таких машин мощность электродвигателя должна оставаться неизменной.However, the use of the effect of a centrifugal regulator to switch the motor windings in order to regulate the speed of the output shaft is associated with a change in the power of the electric motor, and this is not rational for machines in which the decrease in speed is associated with an increase in the load on the output shaft (for example, in vehicles machines). For such machines, the motor power should remain unchanged.

Поэтому переключение с помощью центробежного регулятора обмоток электродвигателя, приводящее к изменению его мощности, является недостатком регулирующего устройства.Therefore, switching using a centrifugal regulator of the motor windings, leading to a change in its power, is a disadvantage of the control device.

Наиболее близким решением к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является безреактивный двигатель, содержащий электродвигатель, маховик, жестко соединенный с корпусом электродвигателя, и механическую систему отбора мощности [3]. В этом устройстве механическая система отбора мощности представляет собой инерционную импульсивную передачу, включающую солнечную шестерню, жестко связанную с маховиком, сателлиты с радиальными прорезями, неуравновешенные массы, установленные в них в регулируемом положении, водило, муфту обгона, посредством которой водило взаимодействует с корпусом, и механизм управления, включающий сильфон, установленный на корпусе, взаимодействующую v * δ Сильфоном траверсу, устройленнудо по* движно в осевом направлении/на оси маховика, размещенные в траверсе подшипники, число которых равно числу сателлитов, бло_:ки, укрепленные на сателлитах, и гибкие элементы, связывающие неуравновешенные массы сателлитов с подшипниками траверсы.The closest solution to the invention in terms of technical nature and the achieved effect is a non-reactive engine containing an electric motor, a flywheel rigidly connected to the motor housing, and a mechanical power take-off system [3]. In this device, the mechanical power take-off system is an inertial impulsive transmission, which includes a sun gear rigidly connected to the flywheel, satellites with radial slots, unbalanced masses installed in them in an adjustable position, carrier, an overtaking clutch, through which the carrier interacts with the body, and control mechanism, including a bellows mounted on the housing, interacting v * δ with a cross-arm bellows, mounted * axially / on the flywheel axis, placed crosshead bearing, equal to the number of satellites, _center: ki, fortified on satellites, and flexible elements that connect the unbalanced mass of the satellites traverse bearings.

Недостатком двигателя является то, что при регулировании числа оборотов двигателя изменяется его мощность, что неприемлемо для машин, у которых уменьшение числа оборотов связано с увеличением нагрузки на рабочем органе, а также необходимо внешнее воздействие для регулирования мощности.The disadvantage of the engine is that when adjusting the number of revolutions of the engine, its power changes, which is unacceptable for machines for which a decrease in the number of revolutions is associated with an increase in the load on the working body, and an external effect is necessary to regulate the power.

Кроме того, недостатком известного устройства является относительно малая надежность в связи с использованием дебалансов на сателлитах, что приводит к быстрому износу осей сателлитов, и сложность конструкции, включающей импульсивную передачу и систему управления ею.In addition, the disadvantage of the known device is the relatively low reliability due to the use of unbalances on the satellites, which leads to rapid wear of the axles of the satellites, and the complexity of the design, including the impulsive transmission and its control system.

Целью изобретения является повышение надежности.The aim of the invention is to increase reliability.

Это достигается тем, что маховик выполнен в виде центробежного регулятора, механическая система отбора мощности снабжена дополнительным маховиком, выполненным аналогично первому и соединенным с валом электродвигателя, а маховики связаны между собой муфто’й скольжения, установленной на валу с возможностью перемещения вдоль него.This is achieved by the fact that the flywheel is made in the form of a centrifugal controller, the mechanical power take-off system is equipped with an additional flywheel, made similar to the first one and connected to the motor shaft, and the flywheels are interconnected by a slip clutch mounted on the shaft with the ability to move along it.

На чертеже изображена кинематическая схема устройства.The drawing shows a kinematic diagram of the device.

Безреактивный двигатель содержит электродвигатель 1, маховик 2, жестко соединенный с корпусом 3 электродвигателя 1. Ротор 4 (внутренняя часть) жестко связан с выходным валом 5. Маховик 2, выполненный с переменным распределением масс, имеет конструкцию центробежного регулятора и содержит подпружиненные с помощью упругих элементов 6 противовесы 7. Механическая система отбора мощности снабжена дополнительным маховиком 8, выполненным аналогично первому, и включает подпружиненные с помощью упругих элементов 9 противовесы 10. Маховики 2 и 8 соединены между собой муфтой 11 скольжения, установленной на валу 5 с возможностью перемещения вдоль него при независимом вращении маховиков 2 и 8. Вал 5 установлен в подшипниках 12 основания 13.A non-reactive engine contains an electric motor 1, a flywheel 2, rigidly connected to the housing 3 of the electric motor 1. The rotor 4 (inner part) is rigidly connected to the output shaft 5. The flywheel 2, made with a variable mass distribution, has a centrifugal controller design and contains spring-loaded with elastic elements 6 counterweights 7. The mechanical power take-off system is equipped with an additional flywheel 8, made similar to the first one, and includes counterweights spring-loaded with elastic elements 9. Flywheels 2 and 8 are connected s between a slip clutch 11 mounted on the shaft 5 movably therealong for independently rotating flywheels 2 and 8. The shaft 5 is mounted in bearings 12 of the base 13.

Безреактивный двигатель работает следующим образом.A jet engine operates as follows.

При включении электродвигателя 1 его внешняя часть — корпус 3 и внутренняя — ротор 4 начинают вращаться в противоположные стороны. При этом внешняя часть — корпус 3 свободно вращается на валу 5 как на оси совместно с маховиком 2.When you turn on the motor 1, its outer part - the housing 3 and the inner - rotor 4 begin to rotate in opposite directions. In this case, the outer part - the housing 3 rotates freely on the shaft 5 as on the axis together with the flywheel 2.

_? ' 4 : / . ^? _? ' 4 : / . ^?

Внутренняя.. часть .— ротор' 4. 'йращайся совместно с выходным валом-5 и ¢.-укрепленным на нем маховиком 8. Вал 5 установлен на-подшипниках 12.основания 13 и не передает на Основание 13 реактивный момент. Подпружиненные с помощью упругих элементов 6 и 9 противовесы /и 10 маховиков 2 и 8 под действием центробежных сил расходятся и передают динамические усилия на муфту'11, соединяющую маховики 2 и 8 между собой. Под действием этих усилий муфта 11 устанавливается в положении равновесия. Таким образом, муфта 11 замыкает кинематическую цепь от внешней части — корпуса 3 электродвигателя 1 к внутренней — ротору 4. В зависимости от нагрузки (крутящего момента М_к) на выходном валу 5 автоматически устанавливаются скорость его вращения и положение муфты 11, соединяющей маховики 2 и 8, при постоянной мощности электродвигателя 1.The internal .. part. Is the rotor '4.' rotate together with the output shaft-5 and the flywheel mounted on it 8. The shaft 5 is mounted on the bearings 12. of the base 13 and does not transmit the reactive moment to the base 13. The counterweights / and 10 of the flywheels 2 and 8, spring-loaded with the help of elastic elements 6 and 9, diverge under the action of centrifugal forces and transmit dynamic forces to the clutch'11, which connects the flywheels 2 and 8 to each other. Under the action of these forces, the clutch 11 is installed in the equilibrium position. Thus, the clutch 11 closes the kinematic chain from the outer part - the casing 3 of the electric motor 1 to the inner - the rotor 4. Depending on the load (torque M _to ) on the output shaft 5, its rotation speed and the position of the clutch 11 connecting the flywheels 2 and 8, at a constant power of the electric motor 1.

При этом к внешней части электродвигателя 1 прикладывается противодействующий крутящий момент от противодействия маховика 2 раскручиванию и увеличению его момента инерции:In this case, an opposing torque is applied to the outer part of the electric motor 1 from counteraction of the flywheel 2 to unscrewing and increasing its moment of inertia:

При установившемся режиме движения, соответствующем приложенному к выходному валу 5 крутящему моменту, возможны некоторые колебания скорости вращения внешней и внутренней частей электродвигателя 1 относительно соответствующих средних скоростей их вращения. Эти колебания связаны с перераспределением инерционных нагрузок между маховиками 2 и 8 с помощью муфты. Они сглаживаются инерционностью маховиков 2 и 8. При этом противовесы 10 маховика 8 под действием упругих элементов 9 сближаются, а противовесы 7 маховика 2 под действием центробежных сил расходятся. В результате муфта 11 перемещается влево по чертежу и занимает новое положение равновесия. При уменьшении нагрузки на валу 5 скорость его вращения увеличивается, а муфта 11 смещается вправо.When the steady state mode of motion corresponding to the torque applied to the output shaft 5, some fluctuations in the speed of rotation of the external and internal parts of the motor 1 are possible relative to the corresponding average speeds of their rotation. These fluctuations are associated with the redistribution of inertial loads between flywheels 2 and 8 with the help of a coupling. They are smoothed by the inertia of the flywheels 2 and 8. In this case, the counterweights 10 of the flywheel 8 under the action of the elastic elements 9 come closer, and the balances 7 of the flywheel 2 diverge under the action of centrifugal forces. As a result, the clutch 11 moves to the left according to the drawing and takes a new equilibrium position. When reducing the load on the shaft 5, its rotation speed increases, and the clutch 11 is shifted to the right.

Конструкция безреактивного двигателя является полностью уравновешенной, что обеспечивает малый износ деталей и высокую надежность. Следует отметить также простоту конструкции, включающей помимо электродвигателя лишь два взаимодействующих посредством муфты маховика с переменным распределением масс.The design of the non-jet engine is completely balanced, which ensures low wear of parts and high reliability. It should also be noted that the design is simple, including, in addition to the electric motor, only two flywheel interacting by means of a coupling with a variable mass distribution.

Claims

1. For the UK of UK No. 1394468, cl. H 02 R 7/36, 1971.

2. US patent 3881143, cl. H 02 P1 / 44, 1972.

3. USSR author's certificate number 522366, cl. F 16H 33/14, 1974 (prototype).

J

9

/////