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invention
Fédération de Russie Patent RU2210849

ELECTROMECANIQUE régénérative CONVERTISSEUR

ELECTROMECANIQUE régénérative CONVERTISSEUR

Nom de l'inventeur: Oleg Nosov
Le nom du titulaire du brevet: Oleg Nosov
Adresse pour la correspondance: .. 144006, région de Moscou, Elektrostal, Avenue Lénine, 1, kv.183, ON Nosov
Date de début du brevet: 27.12.2001

L 'invention concerne le domaine de l'ingénierie électrique et mécanique et peut être utilisé pour le stockage d'énergie et de conversion d'énergie. Le résultat technique de l'invention est de fournir un dispositif électromécanique multi-fonctionnel qui permet de contrôler les processus d'accumulation et de transfert d'énergie mécanique et pour convertir une forme d'énergie en une autre. L'essence de l'invention consiste en ce que le transducteur comprend un boîtier placé à l'intérieur et de sortie des puits, d'au moins 3 installé mécanisme configuré comme un mécanisme différentiel d'une roue centrale circulaire ayant un rapport négatif dominant de vitesse variable, la conversion consécutive à l'arrêt roue d'engrenage centrale non circulaire, les deux l'arbre de sortie, dont l'un est relié de façon rigide à la roue centrale non circulaire est entraîné, et le second arbre de sortie est solidaire et est formé par au moins trois arbres coaxiaux creux sont reliés rigidement avec les roues dentées constituant la roue centrale composite, le support est relié rigidement à l'arbre d'entraînement axe et portant deux rangées engrènement par satellite avec la roue centrale et fournissant chacun une cinématique arbre coaxial de liaison avec l'arbre mené. massives unités sont conçues comme des électro-aimants, et les armatures de bobines étant fixées rigidement à leurs arbres coaxiaux formant un arbre de sortie solidaire. des arbres coaxiaux contact fixe anneaux isolés électriquement les uns des autres et des arbres coaxiaux et sont connectés électriquement aux bobines d'électro-aimants. L'onduleur est équipé d'un capteur de position du satellite par rapport à la roue centrale non circulaire, génère des impulsions de signal de courant électrique, et les électro-aimants sont commandés par des impulsions de courant électrique fourni position de phase synchrone des satellites par rapport à la roue centrale non circulaire à la bobine de solénoïde approprié, en fonction du mode de fonctionnement de l'onduleur.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à la construction mécanique et peut être utilisé pour la conversion d'énergie et d' accumulation.

batterie elektromahovichny Connu. Voir. Certificat d'URSS 544049, de cl de Inventor. N 02 K 02/07, 1977 g. Appareil comprend un stator extérieur et un rotor muni d'un rebord du matériau enroulé en matériau conducteur magnétique, des bobines de ballast en contact avec le rebord interne, le moyeu, dans lequel le bord renforcé, l'enroulement en court-circuit. Le ballast est conçu comme un aimants aimantés radialement, répartis sur la surface intérieure du rotor et monté dans les encoches du moyeu, à polarité alternée.

L'inconvénient de cette batterie est la capacité de retourner seulement l'énergie mécanique.

Connu et le freinage par récupération. Voir. Certificat d'URSS 171607, Cl de Inventor. 47 h, 23, F 16 H 33/02, 1977. Le dispositif comprend un volant d'inertie entraîné avec un rapport de transmission variable, réalisé comme une unité de cassette avec un matériau métallique différenciée ou d'une bande flexible non métallique muni d'un dispositif de sécurité, avec deux mécanismes inverseurs munis chacun d'un embrayage à roue libre, et des accouplements élastiques d'embrayage.

L'inconvénient de ce dispositif est une variation continue du rapport de transmission dans la sélection et la transmission d'énergie volant d'inertie de celui-ci.

Un autre inconvénient réside dans la complexité et le manque de fiabilité de la conception.

Le plus proche de la nature technique de l'invention est un dispositif de stockage d'énergie électromécanique. Voir. Certificat de droit d'auteur de l'URSS 1126746, cl. F 16 H 33/02 1985. L'appareil comprend un moteur-générateur comprenant un rotor, un stator et un volant, enfermé dans un boîtier étanche est muni d'un frein placé sur le boîtier, ce dernier est monté en rotation et le stator est situé sur la surface intérieure du boîtier.

L'inconvénient de cette batterie est l'incapacité de se connecter en douceur avec une grande vitesse de volant en rotation à l'arbre de prise-off.

La tâche de la présente invention est de fournir un dispositif électromécanique multifonctionnel permettant de gérer les processus d'accumulation et la transmission de l'énergie mécanique, et pour convertir une forme d'énergie en une autre.

Le but indiqué est atteint par le fait que le convertisseur électromécanique régénératrice comprenant un carter disposé à l'intérieur et les arbres de sortie, au moins 3 installé mécanisme formé par des engrenages à rapport de vitesse variable et des unités massives ayant des cinématiques et des communications électromagnétiques selon l'invention, la conversion consécutive, mis en convertissant successivement les mécanismes sont sous la forme d'un mécanisme différentiel d'une roue centrale circulaire ayant un rapport négatif dominant de vitesse variable à l'arrêt roue d'engrenage centrale non circulaire, les deux arbres de sortie, dont l'un est solidaire d'un pignon central non circulaire et est entraîné, et le second arbre de sortie est un composite, et formé par au moins trois arbres coaxiaux creux sont reliés rigidement avec les roues dentées constituant la roue centrale composite, le support est relié rigidement à l'arbre d'entraînement et l'axe de palier de satellites, qui sont en prise avec les roues centrales non circulaires et composites et fournissant une liaison cinématique de chacun de l'arbre coaxial entraînée l'arbre, les unités solides sont conçus comme des électroaimants, des armatures et des bobines étant fixée de manière rigide à leurs arbres coaxiaux qui forment une partie intégrante des arbres coaxiaux de l'arbre de sortie fixe bagues de contact isolées électriquement les unes des autres sur des arbres coaxiaux et reliés électriquement aux bobines d'électro-aimants, dans lequel convertisseur équipé d'une position du satellite par rapport à la roue centrale non circulaire, génère des impulsions de signal de courant électrique, et les électro-aimants sont commandés par des impulsions de courant électrique fourni de phase synchrone en conformité avec les dispositions des satellites par rapport à la roue centrale non circulaire à la bobine de solénoïde approprié, en fonction du mode de fonctionnement du convertisseur souhaitée.

Impulsions de courant électrique fourni à la bobine électromagnétique à travers des contacts et des bagues collectrices de l'alimentation, des impulsions de signal contrôlées de courant électrique, généré par les capteurs des satellites par rapport aux dispositions du mécanisme central non circulaire différentiel de roue coulissant.

Le support du mécanisme différentiel est effectué et le stockage massif de l'énergie mécanique.

Une telle réalisation constructive du convertisseur à récupération électromécanique assurer la réalisation du résultat technique indiquée par la cinématique respective relie trois arbre de sortie du mécanisme différentiel avec des unités massives contrôlées, l'utilisation d'un support massif destiné à stocker l'énergie mécanique et son transfert à l'arbre mené. synchronisation de nœud Application et alimentation vous permet de changer le mode de fonctionnement du dispositif, pour transférer l'énergie mécanique de l'entraînement massif de cage ou arbre entraîné, ou vice versa, et l'utilisation d'impulsions de courant électrique qui se produisent lors du changement des bobines d'électro-aimants dans le dispositif de stockage électrique.

Pour clarifier l'invention ci-dessous est un exemple spécifique de l'invention en référence aux dessins annexés, dans lesquels:

ELECTROMECANIQUE régénérative CONVERTISSEUR

Fig. La figure 1 représente un schéma cinématique du transducteur électromécanique de régénération avec un nombre minimal d'arbres coaxiaux, égal à trois.

Fig. La figure 2 est un diagramme des cercles primitifs des deux positions des satellites, fixés de manière rigide sur le même axe, une roue dentée centrale relativement non circulaire et inclus dans la roue centrale composite 2 dans les positions extrêmes.

Fig. La figure 3 montre les positions initiales du circuit satellites de cercle et les roues centrales composites relativement non-circulaires (aligné avec les axes des satellites sur le support) dans une position quelconque.

La figure 4 est une vue en coupe transversale des électro-aimants.

Fig. La figure 5 montre schématiquement les positions de la position des satellites (correspond à une rotation du support 45 o) et les dispositions correspondantes des bobines et l'ancrage commun.

récupératif transducteur électromécanique (1) est constituée de montants 10 et 11 de façon coaxiale de manière mobile monté à l'intérieur des arbres coaxiaux 5.1, 5.2 et 5.3, est relié de manière rigide avec des roues dentées 4.1, 4.2 et 4.3, la formation d'une roue centrale composite 4, l'arbre d'entraînement 7, associé rigidement avec le support massif B, l'arbre de sortie 9 de manière rigide associé à la roue non circulaire 1. dans la cage installé dans l'axe mobile 8,1, 8,2 et 8,3 avec le satellite fixe 2,1 et 3,1, 2,2 et 3,2, 2,3 et 3,3 (8,3 à l'axe fixée rigidement satellites 2.3 et 3.3 ne sont pas représentés). Sur arbre coaxial 5.2 est fixée rigidement total de 2 bobines Anchor 6.2 de l'action bilatérale sous la forme d'anneaux rectangulaires du secteur et placés avec des lacunes dans les bobines électromagnétiques 6.1 et 6.3, avec des cadres et la forme incurvée et montés sur des arbres coaxiaux 5.1 et 5.3 . Sur ces arbres sont fixés bagues 12.1 et 12.2 sont isolés électriquement les uns des autres et de l'arbre et reliés électriquement aux enroulements 6.1 et 6.3. Sur l'arbre 9 et la cage installé des capteurs entraînés dans les satellites des dispositions pour roue non circulaire centrale 14, 15 et 17. Le dispositif comprend une alimentation électrique 18 reliée au capteur de position d'entrée des contacts 16 (ou sans contact) coulissant et l'accès aux bobines des électroaimants contacts 13.1 et 13.2 coulissantes.

Dispositif fonctionne comme suit

Le mode de conversion d'énergie mécanique en rotation électrique arbre d'entraînement 7 solidaire du support B, ledit axe traversant de 8,1, 8,2 et 8,3 avec fixée à les satellites 2.1 et 3.1, 2.2 et 3.2, 2.3 et les dernières roues dentées 3,3 mouvement de 1 et 4,1 , 4.2, 4.3, la formation d'une roue centrale composite 4 (1). Une roue centrale montée sur l'arbre de sortie 9 et ayant une forme non circulaire de décalage, est à l'arrêt au début du mouvement ou en raison des actes de force de résistance à la charge. Les satellites 2.1, 2.2, 2.3 qui leur sont associés ont une forme circulaire et est monté de façon excentrée par rapport à son axe de rotation. obkatyvanii du mouvement central non circulaire de la roue provoque leur excentricité radiale et en conséquence, la rotation inégale des axes 8.1, 8.2, 8.3, qui est transmis satellites 3.1, 3.2, 3.3 roues dentées 4.1, 4.2, 4.3 et par des arbres coaxiaux 5.1, 5.2, 5.3 bobines 6.1 , 6.3 et 6.2 de l'ancre. Le rapport d'engrenage entre la roue centrale et intégrale non-circulaire pour chaque révolution des porteurs changements de la valeur sélectionnée (déterminée par le rapport des nombres du composé de dents de la roue centrale et en prise avec lui satellites) égal ou proche de un. rotation irrégulière de chaque arbre coaxial avec des engrenages fixés sur celui - ci, ainsi que des électro - aimants pour le rapport négatif de la transmission se produit dans le sens opposé à la rotation du support avec des impulsions de rotation de phase décalée de 90 °, position définie sur le support dans l'axe 8.1, 8.2, 8.3 avec fixée à les satellites 2.1 et 3,1, 2,2 et 3,2, 2,3 et 3,3 (voir fig. 3), et provoque des impulsions de couple de se produire des forces tangentielles d'inertie. L'ampleur de ces impulsions dépend principalement des bobines et des aimants d'induit des moments d'inertie, la vitesse angulaire du support, la quantité d'engrenages de changement de vitesse, vitesse gamme de changement de rapport et l'efficacité du mécanisme différentiel. Lorsque le rapport de transmission égal ou proche de l'unité, il existe un mécanisme d'alignement des vitesses différentielles des arbres de sortie.

2 est un schéma de cercles primitifs satellites positionne 2,1 et 3,1 par rapport aux circonférences non circulaires initiales de l'engrenage de roue de centre 1 et 4.1 inclus dans la roue centrale composite 4 avec deux positions extrêmes. La valeur instantanée du rapport d'engrenage pour la première position sur le régime en 1 = 0, et comportant des options

R 3 = R '2; R '1 = R 4; R '2 à R 2 = R 1 à R' 1 = e

définie par la formule



où e - le déplacement de la roue centrale non circulaire et ses satellites associés;

1 en, 4 - vitesse angulaire, respectivement de non-circulaire roue centrale 1, le porte - B et des engins 4.1;

R '1, R' 2 - valeurs instantanées des rayons des cercles primitifs de la roue centrale non circulaire 1 et un satellite excentrique 2.1 au point de contact;

R 3, R 4 - rayons des cercles primitifs des roues satellites 3.1 et 4.1 d'un engrenage.

Pour ce faire, le ratio des provisions



à savoir engrenage de vitesse 4.1 4 = 0.

Dans le cas de non-circulaire faisant tourner la roue de centre un est la vitesse correspond à l'égalité non circulaire roue centrale 1 et la roue dentée 4.1, inclus dans la roue centrale composite 4.

Faites pivoter le support à un angle = 180 o à partir de la première position est accompagnée d'un changement dans les valeurs instantanées des rayons du satellite excentrique 2.1 et une roue centrale non circulaire 1: R 3 - R '2 = R' 1 à R 4 = 2 = 2e;

rapport



- Correspond à la vitesse maximale de rotation de la roue dentée 4.1 avec un signe négatif, à savoir, le sens de rotation de la roue porteuse et différente 4.1 ... Faites pivoter le support de la position haut vers le bas provoque une rotation accélérée de l'engrenage 4.1 avec un signe négatif à une valeur maximale dans la position de régime inférieur (phase d'accélération), et à partir du bas vers le haut - avec une décélération (phase de décélération) à la vitesse de mise à niveau de la roue centrale non circulaire 1 et vitesse roue 4.1.

3 montre la disposition initiale des cercles satellites 2.1 et 3.1, 2.2 et 3.2, 2.3 et 3.3 en ce qui concerne les cercles de pas de roue non circulaire centrale 1 et la roue centrale composite 4, qui est aligné avec les axes de 8.1, 8.2, 8.3 (1) sur un support B. le mouvement des satellites 2.2 et 3.2, 2.3 et 3.3 (voir Fig. 3) par rapport à une roue centrale non circulaire 1 et le composé de la roue centrale 4 est similaire. Dans les zones d'accélération rotation inégale des satellites, les roues 4.1, 4.2, 4.3 et bobines d'induit associées et des aimants avec les mêmes les primaires moments, provoquant des impulsions de couple réactives, qui sont transmises par l'engrenage différentiel engrènement non circulaires roue centrale 1 et l'arbre de sortie 9. satellites Go pour la section de décélération accompagnée d'un changement signe couple d'impulsion est inversée. Dans ce mécanisme différentiel impulsion est réparti entre le support et le sens de rotation qui coïncide avec la direction de l'entrée à travers l'axe de satellites de cette impulsion, et l'arbre mené ayant le sens opposé de rotation. Le rapport des parties en provenance du support et l'arbre de sortie, à l'exception des facteurs ci-dessus, dépend du temps conduit volant d'inertie. Passage de satellites partie supérieure dans le schéma 2 correspond à une très grandes valeurs des rapports avec un rendement très faible (inférieur à 0,01), et le mécanisme différentiel peut être considérée comme donnée, à savoir Mécanisme arrêté support. Le reste de l'impulsion arrive à la roue centrale non circulaire, où l'addition d'impulsions de couple. Par conséquent, les impulsions de couple d'arbre de sortie sont du même signe.

des bobines de rotation asymétriques et liés à l'armature du changement de leurs positions angulaires par rapport à l'autre. Armature 6.2 bi faites sous la forme d'un secteur de l'anneau (4) bobine rectangulaire placé en 6.1 et 6.3. Pendant le fonctionnement du convertisseur est en constante évolution écart 1 et 2 entre 6,2 et noyau d' induit 19 et les bobines 20 sont associés au changement de selfs et de force électromotrice induite dans ceux qui peuvent être utilisés pour le stockage de l' énergie électrique.

L'augmentation de la vitesse de rotation du support provoque une augmentation des impulsions de couple proportionnelles au carré de la vitesse et augmenter la force électromotrice induite dans les bobines d'électro-aimants. impulsions excédentaires couples résistifs couple provoque sa rotation. Augmentation supplémentaire de la vitesse de rotation des résultats de support dans une plus grande répartition du couple entre le support et à l'arbre entraîné augmente sa vitesse de rotation. Pour chaque alignement de la vitesse de circulation du véhicule se produit deux arbres de sortie du mécanisme différentiel, ce qui conduit à une augmentation continue de leurs vitesses moyennes dans le sens de rotation du support.

Dans ce mode, le couple du convertisseur à partir du support dans la propagation dans le mécanisme différentiel entre les deux arbres de sortie arbre entraîné enfermant le couple résistant de la charge et l'arbre de sortie composite, relié de manière rigide avec les bobines et l'armature, a deux fonctions: une fonction similaire centrales inertielles massives de variateur automatique impulsif fonctionnant sur le principe de l'utilisation des forces tangentielles d'inertie, et un générateur de fonction des impulsions électriques.

Fig. La figure 5 représente schématiquement les positions de la position des bobines 6.1, 6.3 et 6.2 de l'induit par rapport à l'autre et changer les autorisations 1 et 2 à satellites obkatyvanii 2.1, 2.2, 2.3 roue centrale non circulaire 1. La position des satellites est changé à la position suivante tous les 45 o. Les flèches indiquent le sens de rotation des satellites et des électro-aimants par rapport à la roue centrale non circulaire.

Dans le mode d'accumulation d'énergie mécanique à partir de l'arbre d'entraînement lorsque 1 = const produit pulsant du courant électrique en synchronisation certaines dispositions des satellites par rapport à la roue non circulaire 1 dans les bobines magnétiques centraux en raison du temps de montée du courant électrique dans l'inducteur et les propriétés magnétiques du matériau de l' armature. point d'alimentation d'impulsion est contrôlée par des capteurs de position des satellites 14 et 15 (1) et l'unité d'alimentation 18, l'impulsion de signal d'entrée qui vient à travers les contacts glissants 16 (ou sans contact). Le tableau montre le nombre et la position des bobines des électro-aimants, qui sont des impulsions de courant électrique pour le mode de fonctionnement donné.

Sous l'action des forces électromagnétiques d'attraction entre les bobines et l'armature arbres coaxiaux 5.1, 5.2, 5.3 impulsions se produisent couple, réduisant ainsi les moments de résistance à l'action des forces d'inertie sur l'arbre de sortie composite, ce qui correspond à une diminution dans les primaires des moments bobines et l'armature. À la suite de la réduction du porte-charge augmente la vitesse de rotation à une vitesse de rotation constante ou à l'état stationnaire de l'arbre mené. couple maximal agissant sur le support des forces électromagnétiques d'attraction entre les bobines et l'armature correspond à la position des satellites 5, Pos.7. Dans cette position, le satellite se trouve sur la station 2,1 engagement correspondant à la valeur maximale du rapport d'engrenage avec les valeurs les plus faibles de la vitesse de rotation 6,1 bobines qui lui est associée, ainsi que l'efficacité du mécanisme différentiel. 2.2 SAT est sur le tronçon de décélération et la bobine d'induit associée approche 6,2 6,1 noyau, ce qui réduit la clairance 2 à la position 8 au minimum et augmentant à une valeur maximale de la densité de flux magnétique , et la puissance absorbée dans l' ancre. Le couple est transmis cage, cependant, est très faible en raison de la très faible efficacité. 2.3 Satellite procède à une décélération partie à la plus grande efficacité du mécanisme, et une bobine 6.3 qui lui est associée, l'armature étant attirée 6.2 produit le couple le plus élevé sur le support B, augmente sa vitesse de rotation.

Le mode de transmission de puissance mécanique à partir du support arbre entraîné des impulsions d'alimentation en courant électrique dans la bobine dans les espaces croissants 1 et 2 qui distribue le couple du support entre les deux arbres de sortie du mécanisme différentiel à l'arbre entraîné. un couple maximal de l'action des forces électromagnétiques pour ce mode de fonctionnement correspond à la position de la figure 5 pos.3.

Dans le mode d'émission, la puissance mécanique de l'arbre entraîné cage (mode de récupération d'énergie mécanique) fournir des impulsions de courant électrique est produite comme dans le mode de transmission d'énergie mécanique à partir de l'arbre de support entraîné. Le couple est transmis de la cage entraînée de l'arbre ayant le même sens de rotation, et l'arbre de sortie composite, la vitesse et le sens de rotation par rapport à l'autre, qui dépendent des valeurs de l'interaction électromagnétique des bobines d'induit 6.2 et 6.1 et 6.3.

La conversion d'énergie électrique en mode mécanique, l'arbre de sortie 9 est fixe et l'arbre entraîné 7 devient solidaire du porte-satellites C. Dans ce cas, un train planétaire de différentiel tourne. Des impulsions de courant électrique sert de mode d'accumulation d'énergie mécanique, de l'arbre d'entraînement (cm. Au-dessus). Pour le fonctionnement du dispositif dans ce mode nécessite l'arbre de manivelle avant 7 et le support associé à une certaine vitesse de rotation, puis il y a une transition vers le mode de fonctionnement des impulsions de courant électrique de commande.

Augmentation de l'uniformité du couple de l'action des forces électromagnétiques dues à l'augmentation du nombre d'électro-aimants avec une légère complication qui convertit le mécanisme différentiel (en augmentant le nombre d'arbres coaxiaux qui forment un arbre de sortie intégrale et les contraintes cinématiques sont ajoutés).

REVENDICATIONS

1. Convertisseur électromécanique régénérative, comprenant un boîtier placé à l'intérieur et de sortie des puits, au moins 3 installé mécanisme formé par des engrenages à rapport variable de transmission et les unités massives ayant une communication cinématique et électromagnétique, caractérisé en ce que les mécanismes de transformation agencés successivement convertir consécutivement sont sous la forme d'un mécanisme différentiel d'une roue centrale circulaire ayant un rapport négatif dominant de vitesse variable à l'arrêt roue d'engrenage centrale non circulaire, les deux arbres de sortie, dont l'un est solidaire d'un pignon central non circulaire et est entraîné, et le second arbre de sortie est composite et est formé par au moins 3 arbres coaxiaux creux sont reliés de manière rigide avec les roues dentées constituant la roue centrale composite, le support est relié rigidement à l'arbre d'entraînement et l'axe de palier de satellites, qui sont en prise avec les roues centrales non circulaires et composites et fournissant une liaison cinématique de chacun de l'arbre coaxial à l'arbre mené, les liens massifs conçues comme des électroaimants, des armatures et des bobines étant fixées rigidement à leurs arbres coaxiaux qui forment une partie intégrante des arbres coaxiaux de l'arbre de sortie contact fixe bagues isolées électriquement les unes des autres et des arbres coaxiaux et reliés électriquement aux bobines d'électro-aimants, dans lequel le convertisseur est pourvu d'un capteur les dispositions des satellites par rapport à la roue centrale non circulaire, génère des impulsions de signal de courant électrique, et les électro-aimants sont commandés par des impulsions de courant électrique fourni position de phase synchrone des satellites par rapport à la roue centrale non circulaire à la bobine correspondante, en fonction du mode de fonctionnement de l'onduleur.

2. Transducteur selon la revendication. 1, caractérisée en ce que les impulsions de courant électrique dans les bobines d'électro-aimants alimentés par des contacts et des bagues de glissement des impulsions d'alimentation contrôlée du signal de courant électrique généré par les capteurs positions des satellites par rapport au mécanisme central non circulaire différentiel de roue coulissante.

3. Convertisseur selon la revendication. 1 ou 2, caractérisé en ce que le support du mécanisme différentiel est effectué et le stockage massif de l'énergie mécanique.

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Date de publication 16.02.2007gg