ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД ЧАСОВОГО МЕХАНИЗМА

Согласно предлагаемому изобретению, для получения колебательных движений, приводящих в действие часовой механизм, используется общеизвестное свойство асинхронного однофазного двигателя, заключающееся в том, что его ротор, будучи приведен внешней силой во вращение в любую сторону, сразу же как бы подхватывается магнитным потоком, в сторону вращения которого он (ротор) получил внешний толчок.

Для этой цели статор и ротор асинхронного однофазного двигателя, разрезанные по образующей и развернутые в цилиндрическую поверхность большего радиуса, устанавливаются один неподвижно, а второй - на маятнике или балансе часового механизма.

Изобретение поясняется диаграммами и схемами. На фиг. 1 дана диаграмма угловых скоростей и вращающих моментов однофазного асинхронного двигателя; на фиг. 2 - схема однофазного асинхронного двигателя, нагруженного аккумулятором механической работы в виде закрепленной одним концом и закручиваемой ротором пружины; на фиг. 3 - диаграмма вращающих моментов двигателя по фиг. 2; на фиг. 4 - схема предлагаемого привода; на фиг. 5 - диаграмма вращающих моментов привода.

При построении диаграммы электродвигателя по фиг. 3 за среднее положение ротора принято положение при недеформированной пружине. Как видно на фиг. 3, момент МА, создаваемый пружиной, переходит через нулевое значение и получает два наибольших значения + МА₀ и - МА₀, противоположных по знаку.

Момент MP, создаваемый в роторе полем статора, определяется по диаграмме на фиг. 1, в зависимости от значения мгновенной угловой скорости ротора.

Суммарный момент МС для каждого положения ротора равен алгебраической сумме моментов МА и MP.

При закручивании ротором пружины на угол + α₀ (крайнее правое положение на диаграмме фиг. 3) пружина обладает наибольшей потенциальной энергией и ротор находится под действием момента + МА₀; при этом момент MP равен нулю.

Под действием момента + МА₀ ротор начнет вращаться. По мере уменьшения угла + α₂ будет уменьшаться момент МА, но с возрастанием угловой скорости ротора появится и будет возрастать момент MP. В результате ротор будет находиться под действием суммарного момента МС. При достижении ротором среднего положения (точки О на диаграмме) момент МА будет равен нулю и ротор будет иметь наибольшую угловую скорость, т.е. наибольшую кинетическую энергию. Далее с увеличением угла α момент МА пружины приобретает обратный знак, скорость ротора уменьшается и поэтому начинает уменьшаться момент MP. В положении - α₀ ротор останавливается и закрученная пружина, обладающая наибольшей потенциальной энергией, создает момент - МА₀. Под действием этого момента ротор начнет вращаться в обратную сторону, находясь, подобно предыдущему, под действием суммарного момента МС, но с обратным знаком. В нулевом положении ротор также получает наибольшую скорость, затем начинается его замедление за счет деформации пружины и аккумулирования энергии, до остановки в положении + α₀ под действием момента + МА₀. После этого цикл начнется снова.

Необратимые статические потери (трение, внешняя полезная работа) будут покрываться за счет работы поля статора.

Для получения собственно качаний маятника или баланса форма статора и ротора видоизменяется, как показано на фиг. 4. Здесь кольцевой статор С и ротор Р разрезаны и развернуты, причем ротор подвешен тягой Б шарнирно в точке О¹, а статор закреплен неподвижно. Принимая величину угла γ незначительной в сравнении с величиной амплитуды α, исключая вес баланса (маятника) и считая, что он находится лишь под действием вращающего момента, создаваемого пружиной П, получим диаграмму (фиг. 5) вращающих моментов в зависимости от положения баланса. В положении наибольшего отклонения ± α вращающий момент равен ± МА₀.

С уменьшением угла α момент уменьшается. При прохождении по полю статора ротор получает импульс в направлении движения, величина которого определяется по диаграмме на фиг. 1 в зависимости от угловой скорости; затем начинается замедление и, по достижении угла α₀, обратное движение. При прохождении над статором ротор опять получает импульс в направлении движения и т.д.

В приведенном выше описании для краткости допущены некоторые упрощения в построениях диаграмм, не нарушающие, однако, сущности явлений.

К эксплоатационным преимуществам предлагаемого привода автор относит простоту привода и отсутствие в цепи питания привода и тому подобных переключающих устройств.