SU977272A1

SU977272A1 - Fin-type propelling gear

Info

Publication number: SU977272A1
Application number: SU813301693A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Алексеевич Афонин; Юрий Иванович Дыхненко; Владимир Павлович Каян; Леонид Филиппович Козлов; Леонид Павлович Мельничук
Original assignee: Институт гидромеханики АН УССР; Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1981-06-18
Filing date: 1981-06-18
Publication date: 1982-11-30

Description

(54) ПЛАВНИКОВЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ(54) FUSE ENGINE

1one

Изобретение относитс к судовым :движител м, в частности к движител м с колеблющимс рабочим органом в виде плавника. .The invention relates to the ship: movers, in particular to movers with an oscillating fin body. .

Известен плавниковый движитель, содержащий рабочий орган и механизм создани и гибно-крутильных колебаний размещенный внутри рабочего органа 1 .A fin propeller is known, which contains a working body and a mechanism for creating and flexibly-torsional oscillations located inside the working body 1.

Недостаток указанного движител невозможность задани различных законов перекладки рабочего органа.The disadvantage of this engine is the impossibility of setting different laws for the transfer of the working body.

Известен также плавниковый движитель , в котором механизм привода, содержащий рычаг шарнирно св занный с корпусом плавсредства, расположен вне рабочего органа и позвол ет измен ть законы перекладки последнего однако дл этого требуетс остановка движител 2.Also known is a fin propeller, in which the drive mechanism, comprising a lever pivotally connected to the body of the craft, is located outside the working element and allows changing the laws of the transfer of the latter, however, this requires stopping the propeller 2.

Недостатками известного движител вл ютс наличие значительного количества кинематических звеньев и . невысока надежность.The disadvantages of the known mover are the presence of a significant number of kinematic links and. low reliability

Цель изобретени - повышение надежности движител .The purpose of the invention is to increase the reliability of the engine.

Указанна цель Достигаетс теМ, что поворотно-колебательные приводы рьдчага и лопасти выполнены в виде электромагнитных двигателей неполноповоротного типа, содержащих две секции статора с обмотками и полюсами , смещенными друг относительно друга на угол поворота рычага, и однополюсный корь, к которому жестко прикреплен рычаг, а устройство дл управлени приводами выполнено в виде схемы, содержащей задающий генератор , блок задани закона перекладки, This goal is achieved by the fact that the rotational-oscillating drives of the beam and blade are made in the form of electromagnetic motors of the semi-rotary type, containing two stator sections with windings and poles offset from each other by the angle of arm rotation, and a single-pole measles, to which the lever is rigidly attached, The device for controlling the drives is made in the form of a circuit containing a master oscillator, a block for specifying the transfer law,

10 распределитель импульсов, усилители и накопитель энергии, причем задающий генератор через блок задани закона перекладки подсоединен к входу распределител импульсов, входы кото15 рого подключены к входгил накопител энергии и усилителей, а через последние электрически св заны с обмотками двигателей обоих приводов.10, a pulse distributor, amplifiers and an energy storage device, the master oscillator being connected to the pulse distributor input, the inputs of which are connected to the energy storage device and amplifiers, and electrically connected to the windings of the motors of both drives.

На фиг.1 представлены предлагае20 мый движитель и функциональна схема устройства дл управлени приводами; на фиг.2 - положение рычага и рабочего органа за один цикл при ходе вперед; на фиг. 3 - то же, при ревер25 се.Figure 1 shows the proposed propeller and functional diagram of the device for controlling the drives; figure 2 - the position of the lever and the working body for one cycle during the course ahead; in fig. 3 - the same with reverser 25 s.

Плавниковый движитель (фиг.2) содержит электромагнитный двигатель (ШД) 1 неполноповоротного типа дл создани колебаний рычага 2, второй The fin propeller (Fig. 2) contains a non-full-turn-type electromagnetic motor (SD) 1 for creating oscillations of the lever 2, the second

30 ЭМД 3 неполноповоротного типа меньших размеров, расположенный на конце уычага 2 и обеспечивающий колебани плавника 4 относительно рычага 2. дад 1 неполноповоротного типа содержит две секции статора 5 и б, кото ры состо т из корпуса 7 и крышки 8 и имеют несколько выступов (полюсов) а также двухсекционный корь 9 с HeMi гнитной вставкой 10, к которой жестко крепитс рычаг 2, Между кориусами 7 статоров 5 и 6 помещена немагнитна вставка 11 с вырезом дл качани рычага 2. В статорах 5 и 6 расположены обмотки 12 и 13 электромагнитного двигател 1. Якорь 9 имеет по окружности такое же количество выступов (полюсов), как и статоры 5 и 6. На концах полюсов секций статора и кор , которые наход тс вокруг одной из обмоток (например, статор 5 и перва секци кор 9, которые наход тс вокруг обмотки 12) имеютс небольшие остроконечные выступы , направленные в начальный момент движени кор 9 после.включени обмотки 121навстречу друг другу. Такак форма полюсов статора и кор позвол ет увеличить пусковой момент двигател . Якорь 9 может поворачиватьс на ось ЭУ1Д 1, где он опираетс через подшипники 14 на выполненные из немагнитного материала оси;Крышки .15, которые креп тс на крышках 8 статоров 5 и б. Конструкци ЭМД 3 аналогична описанной выше конструкции ШД 1 и содержит обмотки 16 и 17 статора.30 smaller-sized EMD-3, located at the end of the whisker 2 and providing oscillations of the fin 4 relative to the lever 2. The 1-half-turn type contains two sections of stator 5 and b, which consist of a housing 7 and a cover 8 and have several projections (poles ) as well as two-piece measles 9 with a HeMi rotary insert 10 to which lever 2 is rigidly attached. A non-magnetic insert 11 with a cutout for swinging lever 2 is placed between the coriases 7 of stator 5 and 6. The windings 12 and 13 of the electromagnetic engine 1 are located in the stator 5 and 6 . Anchor 9 im Around the circumference is the same number of protrusions (poles) as the stators 5 and 6. At the pole ends of the stator sections and core, which are located around one of the windings (for example, the stator 5 and the first section of the core 9, which are located around the winding 12 ) there are small pointed protrusions directed at the initial moment of movement of the core 9 after turning on the winding 121 to meet each other. Such a shape of the stator poles and the core makes it possible to increase the starting torque of the engine. The anchor 9 can be rotated on the EI1D 1 axis, where it is supported through bearings 14 on axles made of a non-magnetic material; Covers .15, which are mounted on covers 8 of stators 5 and b. The design of the EMD 3 is similar to the above-described construction of the SM 1 and contains the stator windings 16 and 17.

Схема устройства управлени приводами (фиг.1) содержит задающий генератор 18, блок 19 задани закона управлени движителем, распределитель 20 импульсов,- усилители 21 и 22 Мощности дл питани обмоток 12 и 13 ЕМД 1, усилители 23 и 24 мощности дл питани обмоток 16 и 17 ЭМД 2 и накопители 25электромагнитной-энергни .The drive control unit diagram (Fig. 1) contains a master oscillator 18, a propulsion control law setting unit 19, a pulse distributor 20, power amplifiers 21 and 22 for supplying windings 12 and 13 EMD 1, power amplifiers 23 and 24 for powering windings 16 and 17 EMD 2 and 25 electromagnetic-energy storage devices.

На фиг,2 показаны положени полюсов кор и статора ЗУ1Д 1, а также рычага 2 и плавника 4 в течение той части цикла работы плавникового движигел , когда электропитание подано на обмотку 13, и при подаче пйтарй обмотку 12 ЗМД 1 и подключенной обмотке 13, Питание на соответствующие обмотки 16 и 17 ЗМД 3 подаетс таким образом, чтобы, колебани плавника 4 отставали от колебаний рычага 2 по фазе на величину 1/4 периода колебаний движител , что позвол ет получить максимально возможную величину коэффициента полезного деистВИЯ движи-тел .Fig. 2 shows the positions of the poles of the crust and stator ZU1D 1, as well as of the lever 2 and fin 4 during that part of the cycle of the operation of the fin dvigigel when power is applied to the winding 13, and when supplying the winding 12 ZMD 1 and the connected winding 13, Power The respective windings 16 and 17 of the MDD 3 are fed in such a way that the oscillations of the fin 4 lag behind the oscillations of the lever 2 in phase by 1/4 of the period of oscillation of the propeller, which allows to obtain the maximum possible value of the effective movement of the engines.

Плавниковый движитель работает с следующимобразом.Fin mover works with the following.

При подаче электропитани с выхода усилител 22 мощности устройства When power is supplied from the output of the device power amplifier 22

управлени приводами на обмотку 13 ЭМД 1 возникающее вокруг обмотки электромагнитное поле стремитс совместить полюса статора 6 и соответствующей секции кор 9. При этом корь 9 с рычагом 2 поворачиваетс на заданный угол,из позиции а в позицию в (фиг,2), Затем посредством усилител 21 мощности устройства управлени приводами подаетс напр жение на обмотку 12, и корь 9 с рычагом 2 поворачиваетс из позиции г в позицию е. Одновременно электромагнитна энерги отключаемой обмотки 13 ЭЛД I поступает в накопитель 25 энергии. Включение соответствующих обмоток 16 и 17 ЭМД 3 происходит с -Отставанием по времени относительно обмоток 12 и 13 ЭМД 1 на 1/4 величины полного периода колебаний рычага 2 плавникового движител .drive control to the winding 13 EMD 1 arising around the winding electromagnetic field tends to combine the poles of the stator 6 and the corresponding section of the core 9. At the same time, the measles 9 with the lever 2 rotates at a given angle, from position a to position in (FIG. 2), then by means of an amplifier 21, the drive control device is energized at the winding 12, and the bark 9 with the lever 2 rotates from position r to position e. At the same time, the electromagnetic energy of the disconnecting winding 13 BEP I enters the energy accumulator 25. The inclusion of the respective windings 16 and 17 of the EMD 3 occurs with -Titration in time relative to the windings 12 and 13 of the EMD 1 by 1/4 of the total oscillation period of the lever 2 of the fin mover.

Задающий генератор 18 вырабатывает электрические импульсы, которые поступают в блок 19 задани закона перекладки . Блок 19 задани закона .управлени движителем представл ют собой электронное устройство, формирующее импульсы управлени сложной формы (например, двухступенчатой , где ступень-с большей амплитудой используетс дл форсированного включени обмоток электромагнит/ных двигателей 1 и 3, а ступень с меньшей амплитудой определ ет рабочее напр жение обмоток)-, В зависимости от колебаний рычага 2 движител блок 19 задани закона перекладки осуществл ет регулирование длительности ступени напр жени дл форсированного включени обмоток, что необходимо дл стабилизации т говых усилий при изменении частоты колебаний плавникового .движител и полной отработки заданного угла поворота рычага 2 плавникового движител .The master oscillator 18 generates electrical pulses, which are fed to the block 19 for setting the transfer law. The law setting control unit 19 of a propulsion unit is an electronic device that generates control pulses of complex shape (for example, a two-stage one, where a stage with a larger amplitude is used to force the windings of electromagnet motors 1 and 3 on, and a stage with a smaller amplitude determines the operating winding voltage) -, Depending on the oscillations of the lever 2 of the driver, the block 19 for setting the law of reloading controls the duration of the voltage level to force the windings to turn on, which is not It is necessary to stabilize the pulling forces when the oscillation frequency of the fin mover is varied and to fully test the specified angle of rotation of the lever 2 of the fin mover.

Импульсы сложной формы с выхода, блока 19 задани закона управлени движителем поступают на распределитель импульсов 20. Далее сигналы с распределител 20 импульсов поступают на усилители 21, 22 и 23, 24 мощности , переключающие обмотки 12 и 13 ЭВД 1 и обмотки 16 и 17 ЖД 3 соответственно. В зависимости от режима работы плавникового движител (пр мой ход или режим реверса) блок 19 задает величину и знак сдвига по времени подачи импульсов напр жени на обмотки 12 и 13 Э4Д 1 и обмотки 16 и 17 ЭМД 3.Pulses of complex shape from the output of the propulsion control unit 19 set to the pulse distributor 20. Next, the signals from the distributor 20 pulses go to power amplifiers 21, 22 and 23, 24, switching windings 12 and 13 of the HDF 1 and windings 16 and 17 respectively. Depending on the mode of operation of the fin dvigateller (forward or reverse mode), block 19 sets the magnitude and sign of the shift in time of applying voltage pulses to windings 12 and 13 E4D 1 and windings 16 and 17 of the EMD 3.

Claims

At the same time, the pulse distributor 20 generates signals controlling the operation of the electromagnetic energy storage device 25 in such a way that when the power is switched from one EMD winding to another (for example, from a winding 12 to a winding 13), the electromagnetic energy of the disconnected winding accumulates in the storage device 25 and is used then to form another winding. With an increase in the counteracting torque on the crust from the transverse hydrodynamic forces on the blade of the fin mover, the accumulated excess energy of the disconnected coil is also used to create an additional force by the winding operating at this moment. To implement the reverse movement of the Fin mover - switching on the windings 16 and 17 of the EMD 3 does not lag behind the turn on of the windings 12 and 13 of the EMD 1, but with advance by the same amount equal to 1/4 of the full period of oscillation of the lever 2 of the fin mover The position of the lever 2 and the fin 4 during one cycle of oscillations in the reverse mode of the vehicle (t, e, when the fin propeller operates in the reverse mode) is shown in Fig. 3. Thus, the proposed propulsor allows obtaining different laws masonry working body only through changes drives control signals, drive RITA Gaba reduce and increase its nadezhnos Formula invention Fin propulsor, comprising attached to the housing watercraft drive rotary-oscillatory motion Kenny kinematically coupled with a lever to the free end. KOTopdro pivotally attached a blade with a drive of its rotary-impellent movement, as well as a drive control device, characterized in that, in order to increase reliability, the drives of the rotary-oscillatory movement of the lever and the blade are made in the form of electromagnetic motors of a non-rotary type, each of which contains two sections of the stator with windings and poles offset from each other by the limiting angle of rotation of the lever, and single-pole measles, to which the lever is rigidly attached, is an automatic control unit drives contain a master oscillator, a blade rotation setting unit, a pulse distributor, amplifiers and an energy storage device, while the master oscillator is connected to the pulse distributor input, the outputs of which are connected to the energy storage inputs and amplifiers, and: Through the latter are electrically connected windings of motors of both drives, I Sources of information,. taken into account in examination 1, US Patent 3874320, Cl, 115-28R, 16,11,73, 2, Hydrobionics in shipbuilding, Review, TSNIITEIS, 1970, p., 100 (prototype),

3

17

A l

FIG. 2

Xw

3

Fn1.3