Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR CONTROLLING THE TORQUE AND REVOLUTIONS OF A SYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/039486
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the field of power engineering and can be used in various technical fields and in the field of transport. In the present device, the shaft of an electric motor is connected to an input of a differential which is rotatable about its own axis. One of the outputs of the differential is connected to an output shaft, and a second output is connected to the stator of a rotating electric excitation generator of the synchronous electric motor, the rotor of which is connected to the shaft of the electric motor. As the electric motor rotates, an induced force arises between the rotor and the stator of the generator, drawing the stator after the rotor and thereby partially locking the differential and forcing it to rotate about its own axis. At the same time, rotation is transmitted to a lesser degree from the motor via the components of the differential, and the overall transmission ratio, consisting of the transmission ratio of a reduction gear of the differential and the rotation of the differential about its own axis, is reduced. If the load on the output shaft is increased, the shaft decelerates, the slip in the excitation generator increases, rotation is transmitted to a greater degree via the components of the differential gear, the overall transmission ratio increases, the rotation rate of the output shaft decreases and the torque at the output increases.

Inventors:
KHADEEV RAVIL GAFIEVICH (RU)
Application Number:
PCT/RU2016/000524
Publication Date:
March 09, 2017
Filing Date:
August 09, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KHADEEV RAVIL GAFIEVICH (RU)
International Classes:
H02K7/116; B60L15/20; F16H3/72; H02K7/20
Domestic Patent References:
WO2004088168A12004-10-14
Foreign References:
US6387007B12002-05-14
RU2380733C12010-01-27
RU2518072C12014-06-10
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Устройство для управления крутящим моментом и оборотами

синхронного электродвигателя отличающееся тем, что статор

вращающегося электромашинного генератора возбуждения синхронного электродвигателя, установленного на валу электродвигателя, ротор которого соединен с ротором электродвигателя, подключен к одному из двух выходов дифференциального устройства, имеющего возможность вращаться вокруг оси, вход которого подключен к валу электродвигателя, а другой выход подключен к выходному валу, и приводит к частичному его блокированию силой индукции, возникающей между статором и ротором, что приводит к изменению крутящего момента и передаточного отношения другого его выхода, передающего энергию от

электродвигателя к выходному валу.

2. Устройство для управления крутящим моментом и оборотами

синхронного электродвигателя по пункту один, отличающееся тем, что статор генератора возбуждения электродвигателя, подключенный к дифференциалу, стремится вращаться в сторону, обратную направлению вращения ротора, а сила индукции, возникающая при скольжении ротора и статора генератора возбуждения, увлекает статор за ротором, что частично блокирует дифференциал и заставляет его вращаться вокруг оси уменьшая передачу вращения через его элементы, так уменьшая

суммарное передаточное отношение, которое состоит из вращения дифференциала вокруг оси и передаточного отношения редуктора дифференциала.

Description:
Устройство для управления крутящим моментом и оборотами синхронного электродвигателя.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в различных областях техники и на транспорте. Известна возможность управления оборотами синхронного электродвигателя с помощью частотного регулирования. Однако при частотном управлении невозможно кардинально увеличить крутящий момент. Также известны различные схемы устройств синхронных электродвигателей. Они описаны в технической литературе. Например: Лищенко А. И. Синхронные двигатели с автоматическим регулированием возбуждения. Киев. Издательство

«Техника» 1969, Копылов И.П. Электрические машины -2-е издание, переработанное - Москва: Высшая школа; Логос, 2000, также в Ключев В.И. Теория электропривода. - Москва: Энергоатомиздат 1985. Наряду с многими положительными качествами синхронных электродвигателей они имеют главный недостаток, ограничивающий их применение, это

невозможность в широких пределах изменять частоту вращения. Она для синхронных электродвигателей величина постоянная.

Задачей изобретения является изменения на выходном валу синхронного электродвигателя в широких пределах оборотов и крутящего момента.

Поставленная цель достигается тем, что электродвигатель подключен на вход дифференциала, один выход дифференциала подключен к ведомому валу, а второй выход подключен к статору вращающегося электромашинного генератора возбуждения синхронного электродвигателя, ротор которого жестко соединен с ротором электродвигателя, частично блокирует

дифференциал силой индукции и, в результате, изменяется передаточное отношение от ротора электродвигателя к выходному валу. Статор генератора возбуждения, подключенный к дифференциалу, стремится вращаться в сторону, обратную направлению вращения ротора, а сила индукции, возникающая при скольжении ротора и статора генератора возбуждения, увлекает статор за ротором. Это частично блокирует его и уменьшает передачу вращения через элементы дифференциала, уменьшая суммарное передаточное отношение, которое состоит из вращения дифференциала вокруг оси и передаточного отношения редуктора дифференциала.

Взаимодействуя, эти две противоположно направленные силы

уравновешивают в промежуточном состоянии суммарное передаточное отношение. При увеличении нагрузки на выходном валу, он тормозится, скольжение в генераторе возбуждения увеличивается, вращение в большей степени передаётся через элементы дифференциала, суммарное передаточное отношение увеличивается, скорость вращения выходного вала уменьшается, а крутящий момент на выходе увеличивается. При увеличении

индукционной силы возникающей между ротором и статором генератора возбуждения, скольжение между ними уменьшается, вращение элементов редуктора относительно друг друга уменьшается и движение на выходной вал в большей степени передается через вращение дифференциала вокруг оси, при этом суммарное передаточное отношение уменьшается, скорость вращения выходного вала возрастает, а крутящий момент уменьшается.

. Изобретение поясняется чертежом, на котором на рис.1 , для примера показан вариант устройства с дифференциалом по типу «механизма Давида». Вал 2 синхронного электродвигателя 1 соединен с ротором генератора возбуждения 3. Статор генератора возбуждения 4 имеет возможность вращаться вокруг вала 2 и соединен с центральным колесом 5, которое также свободно вращается на валу электродвигателя. По центральному колесу 5 обкатывается сателлит 6, установленный на водиле 7, которое соединено с валом 2. Сателлит 6 жестко соединен с сателлитом 8, который обкатывается по центральному колесу 9, соединенному с выходным валом

электродвигателя 10. При вращении вала 2, водило 7 вращает колесо 9 в ту же сторону, а колесо 5 в сторону обратную. При этом центральное колесо 9 вращается с меньшей скоростью, но на него передается больший крутящий момент. Центральное колесо 5 стремится вращаться в обратную сторону. На него от дифференциала передается меньший крутящий момент. При наличии в цепи генератора возбуждения электрической нагрузки, статор 4

вращающегося электромашинного генератора возбуждения электродвигателя увлекается силой индукции за его ротором 3 и частично блокирует

дифференциал, заставляя выходной вал 10, соединенный с центральным колесом 9 вращаться быстрее. При увеличении нагрузки на выходном валу 10, выходной вал тормозится, скольжение между статором и ротором генератора возбуждения увеличивается, статор генератора возбуждения может остановиться и даже начать вращение в обратную сторону. При этом на выходном валу будет реализовываться максимальный крутящий момент, превышающий крутящий момент электродвигателя кратно передаточному отношению элементов дифференциала.