Результат интеллектуальной деятельности: Электромеханическое устройство

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроуправления и электропитания. Известно электромеханическое устройство, представленное в патенте №2459343, бюл. 23 от 20.08.2012 г., автор Часовской А.А. В нем используется аккумуляторная батарея, осуществляющая подачу постоянного тока через коммутатор в электродвигатель. На валу электродвигателя вращается вал генератора, выдающего две фазы переменного напряжения после стабилизации в устройство подзарядки аккумулятора, выдающего «плюс» и «минус» выпрямленного напряжения в аккумуляторную батарею. Однако из-за увеличенной нагрузки, возникающей при работе генератора в период разрядки батареи, частота вращения вала электродвигателя не всегда достаточна. Известна система автономного электропитания, которую можно представить как электромеханическое устройство, изложенное в патенте 2396694. В нем используются те же узлы, что и в вышеупомянутом устройстве. Но кроме того, вводится редуктор, жестко связанный с электродвигателем и исполнительным механизмом в виде, например, колесной пары, винта, пропеллера. Однако из-за дополнительной нагрузки в генераторе также не может быть увеличена бесперебойность и частота вращения вала электродвигателя.

С помощью предлагаемого устройства увеличивается бесперебойность и частота вращения вала электродвигателя. Достигается это введением преобразователя постоянного напряжения в импульсное и электромагнитной муфты, при этом вход преобразователя постоянного напряжения в импульсное соединен с выходом коммутатора, первый выход преобразователя соединен с входом электродвигателя, а второй выход соединен с входом электромагнитной муфты, жестко связанного с редуктором и с синхронным генератором.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - исполнительный механизм,

2 - аккумуляторная батарея,

3 - коммутатор,

4 - преобразователь постоянного напряжения в импульсное,

5 - электродвигатель,

6 - редуктор,

7 - электромагнитная муфта,

8 - синхронный генератор,

9 - устройство подзарядки батареи,

10 - стабилизатор,

при этом первый и второй выходы синхронного генератора 8 соединены через стабилизатор 10, через устройство подзарядки батареи 9 с первым и вторым входом аккумуляторной батареи 2, имеющей выход, соединенный через коммутатор 3 с входом преобразователя постоянного напряжения в импульсное 4, имеющего первый выход, соединенный с входом электродвигателя 5, и второй выход, соединенный с входом электромагнитной муфты 7, жестко связанной с синхронным генератором 8 и редуктором 6, имеющим жесткую связь с исполнительным механизмом.

Устройство работает следующим образом. Аккумуляторная батарея 2 формирует постоянный ток, поступающий через коммутатор 3 в преобразователь постоянного напряжения в импульсное 4. После включения коммутатора 3 преобразователь фиксирует напряжения для работы электродвигателя 5. В состав последнего может входить реостат для регулировки частоты вращения электродвигателя 5. Электродвигатель 5 жестко связан с редуктором 6, с помощью которого вращение вала электродвигателя 5 передается в исполнительный механизм 1, представляющий из себя, например, колесную пару, винт, пропеллер и т.д. Преобразователь 4 выдает в электродвигатель импульсное напряжение. Оно формируется, например, с помощью мигающего реле, которое при подаче напряжения то включается, то выключается, и его контакты то притягиваются, то отпадают. При этом они находятся в цепи питания электродвигателя 5, вал которого при отпадании контакта начинает вращаться по инерции. Преобразователь 4 выполняет также функции автоматического расцепителя, т.е. после прекращения разрядки при отпадании контакта мигающего реле преобразователь 4 выдает импульсное напряжение с первого выхода. Со второго выхода импульсное напряжение поступает на вход электромагнитной муфты 7, достаточное для ее срабатывания. Муфта 7 соединяет валы синхронного генератора 8 и редуктора 6. Пример конкретного исполнения преобразователя постоянного напряжения в импульсное представлен в книге «Элементы автоматики». С.П. Колосов и др. 1970 г., стр. 138, 139, рис. 78 г. Пример конкретного исполнения электромагнитной муфты представлен в книге B.C. Ямпольский. «Основы автоматики и электронно-вычислительной техники». 1991 г., стр. 63, рис. 241. После окончания импульса на первом выходе преобразователя 4 прекращается разрядка батареи 2, но вал электродвигателя 5 продолжает вращаться по инерции. Таким образом, в результате соединения с помощью муфты вала редуктора с валом генератора последний начинает вращаться и синхронный генератор 8 выдает две фазы переменного напряжения в стабилизатор 10, удерживающий величину напряжения определенное время, за которое осуществляется подзарядка аккумуляторной батарей 2 с помощью устройства подзарядки батареи 9. Оно представлено, например, в книге М.А. Шустов. «Контроль и защита источников питания». Издательский дом Додэка XXI Альтекс, 2007, стр. 152, рис. 16,6. При этом в устройство 9 поступают две фазы со стабилизатора 10, а с его выхода снимается «плюс» и «минус» выпрямленного напряжения, поступающего на батарею 2. Таким образом, благодаря инерционности вращения вала обеспечивается экономический эффект.

Устройство также можно использовать для питания потребляемых узлов.