УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ELECTROMECHANICAL CONTROL DEVICE

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления подвижными объектами. Известно устройство электромеханического управления, представленное как устройство электропитания переменным током в патенте №2316887, бюл. №4 от 10.02.2008 г., автор Часовской А.А. В его состав входит источник переменного тока, который может состоять из аккумуляторной батареи, реостата и преобразователя постоянного тока в переменный, выдающий трехфазное переменное напряжение в синхронный электродвигатель, имеющий, благодаря регулировке с помощью реостата разные скорости вращения вала, жестко связанного с валом синхронного генератора, выдающий три фазы напряжения в синхронный электродвигатель через громоздкие узлы и осуществляющий более длительное вращение вала. С валом синхронного генератора может быть жестко связан исполнительный механизм в виде, например, колесной пары, пропеллера, винта. В состав устройства также могут входить блок подзарядки батареи и стабилизатор. Однако регулируемая частота вращения вала электродвигателя и время его вращения не всегда достаточны. Известно устройство электромеханического управления, представленное в патенте №2500064, бюл. №33 от 2013 г., автор Часовской А.А. В отличие от вышеупомянутого устройства в состав его вводится второй синхронный электродвигатель, жестко связанный с первым. В состав устройства также могут входить коммутатор, стабилизатор и блок подзарядки батареи. Последний можно представить как блок стабилизации и подзарядки батареи. С помощью коммутатора обеспечивается инерционное вращение вала и отключается питание на электродвигатель. В устройство также входят громоздкие узлы между выходом генератора и входом электродвигателя. Кроме того, частота вращения вала электродвигателя и время его вращения, зависящие от времени разрядки батареи, также не всегда достаточны. С помощью предлагаемого устройства увеличиваются частота и время вращения вала электродвигателя без введения громоздких узлов. Достигается это: использованием в качестве синхронного генератора бесконтактного синхронного генератора; кроме того, осуществлением жесткой связи исполнительного механизма с вторым синхронным электродвигателем позади этого механизма и с бесконтактным синхронным генератором впереди упомянутого механизма; соединением первого, второго и третьего выходов бесконтактного синхронного генератора, соответственно с первым, вторым и третьем входами второго синхронного электродвигателя; соединением второго и третьего выхода вышеупомянутого бесконтактного синхронного генератора соответственного с вторым и третьим входами блока из двух автоматических расцепителей, имеющего третий вход и первый и второй выходы, соответственно соединенные с выходом коммутатора и с первым и вторым входом блока стабилизации и подзарядки батареи.
На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - аккумуляторная батарея,
2 – коммутатор,
3 – реостат,
4 - преобразователь постоянного тока в переменный,
5, 6 - синхронные электродвигатели,
7 - исполнительный механизм,
8 - бесконтактный синхронный генератор,
9 - блок стабилизации и подзарядки батареи,
10 - блок из двух автоматических расцепителей,
при этом выход аккумуляторной батареи 1 соединен через коммутатор 2, реостат 3 с входом преобразователя постоянного тока в переменный 4, первый, второй и третий выходы которого соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами синхронного электродвигателя 5, жестко связанного с синхронным электродвигателем 6, имеющем жесткую связь с исполнительным механизмом 7, жестко связанным с бесконтактным синхронным генератором 8, первый выход которого соединен с первым входом синхронного электродвигателя 6, а второй и третий выходы соответственно соединены со вторым и третьим входами этого электродвигателя 6, а также соответственно соединены с первым и вторым входами блока из двух автоматических расцепителей 10, имеющего первый и второй выходы, соответственно соединенные через блок стабилизации и подзарядки батареи 9 с первым и вторым входами аккумуляторном батареи 1.
Работа устройства осуществляется следующим образом. С помощью аккумуляторной батареи 1 выдается питание через коммутатор 2 через реостат 3 в преобразователь постоянного тока в переменный 4. Последний может выдавать переменное трехфазное напряжение в синхронный электродвигатель 5. При регулировке питания, с помощью реостата 3, меняется частота вращения вала синхронного электродвигателя 5, жестко связанного с валом синхронного электродвигателя 6, имеющего жесткую связь с валом исполнительного механизма 7, впереди него, а вращение вала в исполнительном механизме 7 преобразуется, например, во вращение колесной пары. На валу колесной пары размещен вал бесконтактного синхронного генератора 8, не создающего тормозной момент из-за отсутствия щеток и формирующего трехфазное напряжение, которое первоначально может отсутствовать при установке тока с помощью реостата генератора, равного нулю. Реостат может быть управляемый. Далее после увеличения частоты вращения вала электродвигателя 5, управляемого с помощью реостата 3, осуществляется с помощью реостата генератора увеличение тока от подвозбудителя этого генератора 8 и появляется трехфазное напряжение, поступающее в синхронный электродвигатель 6, частота вращения вала которого, жестко связанного с валом синхронного электродвигателя 5, еще более увеличивается. Пример конкретного исполнения бесконтактного синхронного генератора с управляемым реостатом от возбудителя представлен в книге: М.М. Кацман «Справочник по электрическим машинам», 2005 г., М., стр. 231, 232, рис. 9.3 б.
С помощью коммутатора 2 отключается питание, поступающее на электродвигатель 5 после фиксации напряжения от батареи 1 ниже допустимого, и осуществляется инерционное движение. При этом может происходить подзарядка аккумуляторной батареи 1. Осуществляется это следующим образом: с помощью коммутатора 2 отключается питание на электродвигатель 5 и осуществляется инерционное движение. При этом две фазы от синхронного генератора 8 происходят через блок из двух автоматических расцепителей 10 только при отсутствии напряжения с выхода коммутатора 2, соединенного с третьим входом блока 10, и наличия переменных напряжений с генератора 8 в пределах определенных значений, обеспечивающих стабилизацию в блоке стабилизации и подзарядки батарей 9. При этом с первого и второго выходов блока 10 две фазы напряжения поступают в этот блок 9 и далее после стабилизации формируются «плюс» и «минус», поступающие в батарею 1 для ее подзарядки без остановки движения носителя данного устройства. Так же обеспечивается увеличение длительности движения в инерционном режиме при отключенном источнике тока. Пример исполнения автоматического расцепителя в составе блока 10 представлен, например, в книге Е.С. Траубе, В.Г. Миргородского «Электроника и основы электротехники», 1985, М., Высшая школа, стр. 142,143. Возможен вариант применения, когда в качестве источника тока используется контактная сеть, например в электрическом транспорте. Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает экономический эффект.