SU989693A1 - Устройство дл передачи угловых перемещений с усилением вращающего момента - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам, работающим в качаетве усилителей вращающего момента и может быть применено в системах автоматики .

Известно устройство дл  усилени  крут щего момента, содержащее сельсин-датчик и сельсин-приемник, работающие в трансформаторном режиме, усилитель сигнала сельсина-приемника , исполнительный двигатель и редуктор {1 .

Недостатком такого усилител  крут щего момента  вл етс  его сложность .

Более близко к предлагаемому устройство угловых перемещений с усилением вращающего момента.

В этом устройстве статор соединен с основным ротором.через редуктор. Между поверхностью редуктора и расточкой статора установлен полый коротко замкнутый ротор..Ось МДС ротора смещаетс  относительно оси МДС статора , возникает крут щий момент, .под воздействием которого полый короткоЗсьмкнутый ротор вращаетс  в соответствующую сторону, поворачива  выходной вал с соответственно большим крут щим моментом 2. /

Вращающий момент на выходном валу создаетс  асинхронньлм двигателем с полым ротором, с характерным дл  подобных двигателей низким КПД, обусловленным значительной величиной их немагнитного.зазора, что приводит к соответствующему снижению КПД-устрой- ства.

10

Кроме того, при отклонении ротора под воздействием крут- щего момента на входном валу от исходного положени , в котором линии действи  векторов магнитных потоков роторной

15 и статорнойобмоток совпадают, возникает крут щий момент, .направленный противоположно моменту на входном валу и обусловленный взаимодействием магнитного потока ротора как с маг20 нитным потоком статора, так и с магнитными потоками.

Недостатком известного устройства  вл етс  то,-что в немсоздаетс  противодействующий крут щий момент,  в25 л ющийс  дополнительной нагрузкой

на входном валу, увеличивающей затраты мощности на его вращение и снижает тем самым усиление по мощности устройства,и, при фиксированном пврв30 .латочном отношении между входным и выходным валами, усиление крут щего момента. Целью изобретени   вл етс  повышение коэффициента усилени  вращающего момента. Дл  достижени  этой цели в устрой стае дл  передачи угловых перемещений с усилением вращающего момента, содержащем электродвигатель и электр механический преобразователь, послед , ний выполнен в виде двух дросселей насыщени  с цилиндрическими замкнутыми магнитными системами, в средней части которых выполнен кольцевой выступ , а на его внутренней поверхности выполнены две кольцевые канавки, а внутри каждого -выступа с зазором . размещены цилиндрические магнитопроводы , ширина которых равна ширине кольцевых выступов, а на внешней поверхности магнитопроводов выполнены две кольцевые канавки, размеры и рас положение которых по ширине магнитопроводов совпадают с размерами и расположением канавок на внутренней поверхности кольцевого выстуиа, причем ширина канавок больше ширины зубцов, образующих канавки, а цилиндрические магнитопроводы размещены на. валу с толкателем, расположенным в пазу магнитопроводов , установленных с возможностью перемещени  и смещенных между собой вдоль вала в противоположные стороны относительно середины кольцевых выступов на ширину их зубцов, в магнитной системе каждого дроссел  установлены направл ющие, проход щие через пазы, выполненные на периферии цилиндрических магнитопроводов, установленных с-возможностью аксиального перемещени  вдоль них совместно с валом , причем на концах вала установлены с возможностью поворота втулки, св занные с валом резьбовым соединением , а выходные обмотки дросселей .насыщени  включены в цепь питани  электродвигател , выходной вал которого соединен с валом преобразовател . Кроме того, в качестве электродвигател  может быть вз т двигатель лосто нвего тока с независимым возбуждением , устройство содержит два двухполупроводниковых выпр мител , в плече каждого из которых включены выходные обмотки дросселей насыщени , причем у выпр мителей, соединены входы и разнопол рные выходы, элект зодвига тель подключен к выходам выпр мительных мостов. Кроме того, электродвигатель может быть универсальным коллекторным, к одному зажиму  корной цепи которого подключено начало одной выходной обмотки одного дроссел , а к другому зажиму подключен конец другой выход . ной обмотки того же дроссел , одна выходна  обмотка другого дроссел  подключена к началам обмоток первого дроссел , а .друга  - к их концам. Кроме того, на кольцевых выступах могут быть установле-ны посто нные магниты. Между валом электродвигател  и валом преобразовател  может быть установлен редуктор. На фиг. 1 изображено устройство передачи вращающего момента, общий вид на фиг. 2 - электрическа  схема, включени  элементов устройства; на фиг.Зсхема включени  с электродвигателем посто нного тока устройства с универсальным коллекторньм двигателем переменного тока. Устройство содержит (фиг. 1) соосно расположенные .магнитопроводы 1 двух идентичных дросселей насьпцени  2 и 3 с расположенными на их торцовых част х 4 выходными обмотками 5 и с кольцевыми выступами 6 в их средней части, на которых размещены обмотки насьпцени  7 с указанныг и на фиг, 1 направлени ми протекани  токов в них. Выходные обмотки 5, расположены на противоположных торцовых част х 4 каждого магнитопровода 1 по две на каждой торцовой части, что создает равные по модулю магнитные потоки, и включены так, что эти магнитные потоки совпадают по направлению в цилиндрической части магвитопроводов 1. По продольной оси устройства проходит вал управлени  S, приводимый во вращение через шлицевое соединение со шлицевой втулкой 9, жестко закрепленной на входном валу 10 и вращающейс  в опоре 11. На другом конце вал управлени  8 соединен посредством правовинтового резьбового соединени  с резьбовой втулкой 12, жестко соединенной с валом 13 двигател  посто нного тока 14 с независимым возбуждением. На валу управлени  8 расположены с возможностью проворачивани  относительно него два идентичных цилиндрических магнитопровода 15 длиной/ равной ширине кольцевых выступов 6, служащие- дл . коммутации магнитных потоков обмоток на- сыщени  7. Вал управлени  8 имеет кольцевые толкатели 16, посредством которых через пазы 17 в цилиндрических магнитопроводах 15 последним сообщаетс  поступательное движение по продольным направл ющим 18, фиксирующим угловое положение цилиндрических магнитопроводов 15, проход ,. через отверсти  в них, и закрепленным в торцовых част х 4 магнитопроводов 1. На кольцевых выступах 6 и на ди-. линдрических магиитопроводах 15 выполнены , канавки с шириной канавок и зубцов, равной ширине соответствующих элементов кольцевых выступов 6,

причем ширина канавок вдвое больша  ширины зубцов.

Расположение кольцевых толкателей 16 на валу управлени  8 и, соответственно , расположение цилиндрических магнитопроводов 15, таково/ что последние С мещены от Положени , в котором поперечные оси симметрии цилиндрических магнитопроводов 15 и соответствующих им кольцевых выступов 6 совпадают, на ширину зубцов в проти1вополо ,жные сторона.

Якорна  цепь двигател  посто нного тока 14 (фиг. 2) подсоединена к сети переменного тока через два параллельно и противоположно включенных выпр мител  на выпр мительных Ьлементах 19-26, и последовательно b выпр мительными элементами каждого рзвыпр мителей включены выходные обмотки 5 одного из дросселей насыщени  2 или- 3, обозначенные на электрической схеме 27-30. Пол рность посто нного-напр жени  выпр мителей 19-22 к 23-26 такова,: что  корь двигател  14 вращаетс  в ту же сторону/ что и входной вал 10.

При использовании универсального , коллекторного двигател  ,с независ щим возбуждением,. питаемого переменным током, рабочие обмотки 27-28 дрос сел  2 включены (фиг. 3) последовательно с  корной цепью этого двигател , а рабочие обмотки 31-32 дроссел  3 подключены своими выводами к началам и к концам рабочих обмоток 27-28 дроссел  2.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии магнитна  проводимость зазора между цилиндрическими магнитопроводами 15 и соответствующими им кольцевыми выступа ми 6 мала, а следовательно, магнитный поток обмоток насыщени  7 Мал, индуктивное сопротивление выходных обмоток дросселей велико и напр жение на  коре двигател  14 отсутствует i С поворотом входного вала 10 на некоторый угол в направлении, показанном на фиг. 1, вал управлени  8, . вворачива сь в резьбовую втулку 12 с правой резьбой, смещаетс  в устройстве по фиг. 1 вправо, смеща  вправо и цилиндрические магнитопроводы 15, что приводит к увеличению магнитной проводимости зазора между цилиндрическим магнитопроводом 15. и кольцевым выступом 6 дроссел  2, тогда как магнитна  проводимость такого же зазора дроссел  3 уменьшаетс . Индуктивное сопротивление выходных обмоток 27-30 дроссел  2 уменьшаетс  и на выходе выпр мител  19-22 по вл етс  посто нное напр жение. Поворот вала двигател  14 приводит к повороту резьбоьой втулки 12 и соответствующему смещению (фиг. 1) влево вала управлени  8 и св занных с ним цилиндрцческих магнитопроводов 15, что приводит к увеличению индуктивного сопрртиалени  выходных обмоток дроссел  .2 и к уменьшению напр жени  на  коре двигател - 14, которое становитс  равным нулю после поворота его вала на тот же угол, что и входной нал 10.

При повороте входного вала ГО в другую сторону устройство работает,

0 {аналогичным образом, с той разницей, что напр -жение на  корь даига1тел  14, имеющее в этом случае другую пол рность , поступает через выходные об- .. мотки 31-34 да)оссел  3-й выпр митель

5 23-26.

Повышение КПД усилител  крут й его момента позвол ет уменьшить потребл емую им из сети дл  создани  той же мощности на выходном валу энер0 гию, привод  к ее экономии, и уменьшить нагрузку, а, следовательно, и габаритные размеры обмоток устройства . .

Отсутствие в данном устройстве

5 элемента, создающего противодействующий момент, обуславливает р д его дополнительных достоинств, к которым прежде всего относ тс  повышение его КПД и быстродействи .

Кроме того, в процессе отработки

0

заданного угла поворота входного ва- , ла последний не возв ращаетс  в исходное положение, что в р де Случаев, в частности при усилении вращающего момента серводвигателей,  вл етс 

5 дополнительным достоинством данного устройства.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   40

   1, Устройство дл  передачи угловых перемещений с усилением вргодающего момента, содержащее электродвигатель и электромеханический преобразователь , отличающеес  тем, что, с целью повьвиени  коэффициента усилени  вращающего момента, электромеханический преобразователь выполнен в виде двух дросселей насыщени  с цилиндрическими замкнутьми магнитными системами, в средней части которых выполнен кольцевой выступ, а на его внутренней поверхности выполнены две кольцевые канавки, внутри каждого выступа с зазором размещены цилиндрические магнитопроводы, ширина которых равна ширине кольцевых выступов, а на внешней поверхности магнитопроводов против поверхности кольцевых выступов выполнены две кольцевые канавки, размеры и расположение которых по ширине магнитопроводов совпащают с размерац ш и

   расположением канавок на внутренней поверхности кольцевого выступа, причем ширина1канавок больше ширины зубцов , образующих канавки, а цилиндрические магнитопроводы размещены Hci валу с закрепленным на нем толкателем , расположенным в пазу магнитопро водов, установленных, с возможностью перемещени  и смещенных между собой вдоль вала в противоположные стороны отнрсительно середины кольцевых выступов на ширину их зубцов, в маг итной системе каждого дроссел  уста новлены направл ющие, проход щие через пазы, выполненные на периферии цилиндрических магнитопроводов, уста новленных с возможностью аксиального перемещени  вдоль них совместно с валом, причем на концах вала установлены с возможностью поворота втул ки, св занные с валом резьбовым соединением , а выходные обмотки дросселей насыщени  включены в цепь питани  электродвигател , выходной вал которого соединен с валом преобразовател . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно снабжено двум  двухполупериодными выпр мител ми , в плече каждого из которых включены выходные обмотки одного из дросселей насыщени , причем у выпр мителей соединены входы и разнопол р ные выходы, электродвигатель выполнен в виде электродвигател  посто нного тока с независимым возбуждением и подключен к выходам выпр мительных мостов. 3.Устройство по п. 1, отли ча.ющеес  тем, что электродвигателем  вл етс  универсальный коллекторный двигатель, причем к одному зажиму  корной цепи подключено начало одной выходной обмотки одного дроссел , а кдругому зажиму  корной цепи подключен конец другой выходной обмотки того же дроссел , одна выходна  обмотка другого дроссел  подключена к началам обмоток первого дроссел , а друга  - к их концам. 4.Устройство по п. 1, отличающее с   -тем, что на кольцевых выступах магнитопроводов установлены посто нные магниты, 5.--Устройство по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с   тем, что вал преобразовател  св зан с электродвигателем через редуктор. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1/ Арлинский Е.В, и др. Электрические микромашины, М, Высша  школа , 1975, с. 181.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 116161, кл. Н 02 К 24/00, 1957.

   V

   .